Chapter 4: Policy Implications
4.3 Potential anticompetitive effects
FIGURA 23: Proceso de Desarrollo de Proyectos de HL
Fuente: Metodología Hardware Libre - Cenditel
Rangos de Temperatura PARÁMETROS
Temperatura Mínima 17ºC Temperatura Máxima 22ºC Humedad Mínima 40% Humedad Máxima 50%
(a)
Especificación
de Hardware
Estático
(b)
Programación
de Dispositivos
(c)
Desarrollo de IC
Integración
Verificación y
Simulación
Fabricación de
Prototipos
Si es nec. Si es nec. 4 354
a) Especificación del Hardware Estático
FIGURA 24: Diagrama Esquemático de la placa Arduino UNO
Fuente: Diagrama Esquemático Arduino UNO [imagen]. 2013. (accedido el 01 de marzo del 2014)
55
FIGURA 25: Diagrama Esquemático de la Tarjeta Shield Ethernet
Fuente: Diagrama Esquemático Tarjeta Shield Ethernet [imagen]. 2013. (accedido el 02 de marzo del 2014)
56
A1) Integración de dispositivos
FIGURA 26: Integración de Dispositivos utilizados en el proyecto
FIGURA 27: Integración del Sensor de Temperatura y Humedad DHT11 a la placa Arduino UNO
Fuente: Sensor de Temperatura y Humedad DHT11 [imagen]. 2013. (accedido el 01 de marzo del 2014)
57
FIGURA 28: Integración del Sensor de Movimiento PIR a la placa Arduino UNO
Fuente: Integración del sensor PIR a la placa Arduino Uno [imagen]. 2013. (accedido el 06 de marzo del 2014)
FIGURA 29: Integración de los relés a la placa Arduino UNO
Fuente: Integración de relés a la placa Arduino Uno [imagen]. 2013. (accedido el 06 de marzo del 2014)
58
FIGURA 30: Integración de Arduino Uno y pcDuino mediante interfaz USB
59
b) Programación de Dispositivos:
61
Código elaborado por el autor de la tesis.
B2) Código PHP (arduino.php) programado en el servidor (pcDuino)
62
B3) Código PHP (Página web ControlAmbientalv3) programado en el servidor (pcDuino)
(Código para la tabla de configuración de Temperatura máxima y mínima, Humedad máxima y mínima, activación de envío de correos, activación
63
(Código para el envío de correos de acuerdo a parámetros de temperatura establecidos)
64
65
FIGURA 31. Diseño de página web del Sistema de Monitoreo de Seguridad Física para el Centro de Datos USAT
FIGURA 32. Interfaz de configuración de parámetros.
FIGURA 33. Interfaz de Configuración de parámetros (botón actualizar)
66 FIGURA 34. Pruebas en Pc-Duino
FIGURA 35. Ejecución de Sketch Arduino en Pc-duino
FIGURA 36. Ejecución del código en lenguaje Arduino del Proyecto de Monitoreo de Seguridad Física
67 FIGURA 37. Ingreso a Phpmyadmin desde Pcduino
68 FIGURA 38. Base de datos y tablas creadas en phpMyAdmin
Nombre Base de Datos: arduino
Tablas:
Tabla Configuración
- tmin (temperatura mínima) - tmax (temperatura máxima) - hmin (humedad mínima) - hmax (humedad máxima)
- actmov (activación de movimiento)
CONFIGURACION
tmin
tmax
hmin
hmax
actmov
69 Tabla Variable
- t1 (temperatura en ºC en gabinete 1) - h1 (humedad relativa en gabinte 1 ) - t2 (temperatura en ºC en gabinete 2) - h2 (humedad relativa en gabinete 2) - t3 (temperatura en ºC en gabinete 3) - h3 (humedad relativa en gabinete 3)
FIGURA 39. Descripción de la Tabla configuración
VARIABLE
t1
h1
t2
h2
t3
h3
70 FIGURA 40. Pruebas de almacenamiento de datos en la tabla
71
V. Discusión:
A continuación se realizará un análisis el cual fue obtenido en la etapa de prueba y resultados con la finalidad de validar nuestra hipótesis, esto nos permitirá también validar la veracidad de la misma y por consiguiente la viabilidad de nuestro proyecto.
Tabla Nº 19: Comparación de medidas de factores ambientales entre el sistema tradicional y el sistema de seguridad física
Indicador: Aumentar el Ciclo de Vida útil de los equipos informático s del CPD
SISTEMA TRADICIONAL SISTEMA DE SEGURIDAD FÍSICA
Fecha T(ºC) HR(%) ACCION T (ºC) ZONA 1 T (ºC) ZONA 2 T (ºC) ZONA 3 HR (%) ZONA 1 HR (%) ZONA 2 HR (%) ZONA 3 ACCION 10/07/2014 18 60 NO 17 18 19 62 62 64 NO 11/07/2014 17 55 NO 18 19 19 56 58 59 NO 12/07/2014 32 80 NO 33 34 36 82 83 84 SI 13/07/2014 17 54 NO 15 17 18 56 56 57 NO 14/07/2014 19 65 NO 20 21 22 65 67 67 NO 15/07/2014 16 60 NO 17 17 19 62 64 64 NO LEYENDA:
T (ºC) = Temperatura en Grados Centígrados HR (%) = Humedad Relativa en Porcentaje ZONA 1: GABINETE Nº 01
ZONA 2: GABINETE Nº 02 ZONA 3: GABINETE Nº 03
Como se puede apreciar en la Tabla Nº 18, se ha sensado toda la población de equipos informáticos existentes en la Central de Datos divididos en 3 zonas específicas por seis días consecutivos. Se puede verificar mayor exactitud de datos de temperatura y humedad relativa en los sensores del sistema de seguridad física, asimismo se logra aumentar el ciclo de vida útil de los equipos informáticos ya que el sistema de seguridad física toma acción frente a excesos de temperatura y humedad (como se puede apreciar en el día 12/07/2014 de la tabla anterior) activando extractores de aire que tienen la función de renovar el aire interior para regular los grados de temperatura y humedad del ambiente.
72 Tabla Nº 20. Comparativas entre el Termómetro-Higrómetro Digital
Radio Shack y el sistema de seguridad de nuestro proyecto
La anterior tabla nos muestra comparativas en relación a tres enfoques: Operatividad, Portabilidad y Escalabilidad, donde se demuestra las ventajas que ofrece nuestro sistema de seguridad física frente al sistema tradicional.
Funcionalidad Termómetro-Higrómetro Digital Radio Shack Sistema de Seguridad Física de Nuestro Proyecto
ambiente específico gracias a un cable incorporado diversas zonas específicas
Permite guardar un número limitado de registros de Permite guardar una gran cantidad de registros de temperatura y humedad dentro del equipo temperatura y humedad a manera de históricos
almacenados en una base de datos local o en la nube. Mide la Humedad Relativa solo en un ambiente Realiza lecturas de Hemperatura ambiental por zonas específicas pudiéndose interconectar varios sensores No toma ninguna acción frente a excesos de tempe- Si toma acciones específicas frente a riesgos de exce- ratura y humedad. Es solo reactivo sos de temperatura y humedad activando, por ejemplo,
estractores de aire, enviando alertas mediante correo electrónico o activando alarmas sonoras. Es preventivo
Portabilidad La Lectura de Temperatura y humedad se realiza en La lectura de Temperatura y humedad se puede visuali- el mismo equipo zar online a través de una pagina web
Escalabilidad Su sistema no es escalable, no se le puede agregar El sistema Si es escalable con la posibilidad de agregar mas funcionabilidad mas funcionalidad como la interconexión de varios sen-
sores de termperatura y humedad
Operatividad Mide la Temperatura ambiental general y en un solo Realiza lecturas de temperatura ambiental en
Alcance Funcional de Temp. 0ºC a 40ºC / 32ºF-104ºF 0ºC a 50ºC / 32ºF-122ºF
73
Pruebas de las medidas de temperatura y Humedad Realizadas con el sistema tradicional.
En las pruebas mencionadas se midió la temperatura y humedad relativa con el termómetro - higrómetro (Sistema Tradicional) utilizado en el Centro de Datos, de las siguientes características técnicas.
TABLA Nº 21: Características Técnicas del Termómetro-Higrómetro Radio Shack
EQUIPO Termómetro – Higrómetro con cable
Marca Radio Shack
Modelo 6300699 Resolución de Temperatura 0,1 ºC / 0,1 ºF Alcance Mostrado de temperatura -50ºC a 70ºC / -58ºF a 158ºF Alcance Funcional de Temperatura interior 0ºC a 50ºC / 32ºF-122ºF Resolución de la Humedad 1% RH Alcance de la Humedad 20% RH a 95% RH
Accesorios Cable para medir la temperatura y humedad en otro ambiente
Esta tabla nos muestra datos relevantes como la resolución y alcance de Temperatura y Humedad soportado por este Termómetro.
74
Figura Nº 41: Termómetro-Higrómetro Digital Radio Shack Modelo: 6300699
Figura Nº 42: Valores Mostrados en Termómetro – Higrómetro Digital Radio Shack
75 LEYENDA:
OUT: Valor de temperatura en grados centígrados medido a través del cable incorporado del equipo instalado en un gabinete de servidores).
IN: Valor de Temperatura medido en grados centígrados de todo el ambiente. HUMIDITY: Porcentaje de humedad relativa medido en todo el ambiente (no en el gabinete)
Se puede apreciar los siguientes valores: OUT: 16.5 ºC
IN: 17º C
HUMIDITY: 51 %
Figura Nº 43: Valores Mostrados en Termómetro – Higrómetro Digital Radio Shack
76 Se puede apreciar los siguientes valores:
OUT: 18.8 ºC IN: 18.7 ºC
HUMIDITY: 55 %
Figura Nº 44: Valores Mostrados en Termómetro – Higrómetro Digital Radio Shack
Se puede apreciar los siguientes valores: OUT: 32.9 ºC
IN: 29 ºC
HUMIDITY: 69 %
Estos valores fueron tomados en días distintos en las cuales se puede apreciar las variaciones de temperatura y humedad que ha detectado este equipo en solo una zona específica sin darnos la posibilidad de saber las lecturas en otras zonas críticas (como en la zona de los UPS y transformadores de aislamiento) para poder actuar a tiempo ante estos excesos de temperatura y humedad.
77
Figura Nº 45: Pruebas de medición de Valores de Temperatura y Humedad mostrados en el sistema de seguridad física de nuestro proyecto
En nuestro sistema se puede visualizar en una página web los valores de temperatura y humedad relativa a cada minuto en diferentes ambientes del CPD en una interfaz gráfica precisa a manera de indicadores visuales y además se puede visualizar las alertas que se activaron en cada condición. Se han tomado mediciones por seis días consecutivos, donde se pudo comprobar también que el hardware de seguridad física reacciona perfectamente frente a funcionamiento continuo.
78 Figura Nº 46: Pruebas de Configuraciones de valores máximos y mínimos de temperatura y humedad en el sistema de seguridad física de nuestro proyecto
Esta tabla muestra la interfaz web donde el usuario puede configurar manualmente parámetros como valores máximos y mínimos de temperatura y humedad según el entorno del Centro de datos de acuerdo al nivel de operatividad del mismo (TIER).
Figura Nº 47: Visualización de los valores de temperatura, humedad y alertas por fecha (días, horas, minutos) en las pruebas realizadas de nuestro sistema de
79 La tabla anterior muestra la captura de datos de temperatura y humedad realizados en uno de los días en que se tuvo a prueba nuestro sistema de seguridad física. Podemos visualizar también la fecha y hora en que se tomaron dichas medidas.
Figura Nº 48: Puntos de ubicación del sistema de seguridad física y de los sensores de temperatura y humedad dentro del Centro de Datos de la
USAT
LEYENDA:
Sensores Instalados en zonas estratégicas
Sistema de Seguridad Física de nuestro proyecto
El plano anterior muestra los puntos estratégicos en que se instalaron los sensores de temperatura y humedad. En cada gabinete existen numerosos equipos informáticos que tienen rangos específicos de temperatura y humedad de operación, las cuales se describen a continuación:
2
80
Tabla Nº 22: Equipos informáticos instalados en el gabinete 1 (Refiérase a la figura Número Nº 48)
CANTIDAD EQUIPOS MARCA Y MODELO
02 Discos Duros NAS Simple Share
5 Switch 3Com 5500 Series/28p
3 GSM Fixed Wireless Terminal BBK-BKG330T
Tabla Nº 23: Equipos informáticos instalados en el gabinete 2 (Refiérase a la figura Número Nº 48)
CANTIDAD EQUIPOS MARCA Y MODELO
02 Router Cisco 1900 Series
02 Router 3Com 5012 Series
02 Tipping Point TP 50
03 Switch 3Com 500G
01 Central Telefónica NBX
02 Discos Duros Externos A-data
Tabla Nº 24: Equipos informáticos instalados en el gabinete 3 (Refiérase a la figura Número Nº 48)
CANTIDAD EQUIPOS MARCA Y MODELO
02 Servidores IBM System X3550
02 Servidores IBM X Series 235
03 Servidores IBM SC5295BRP
01 KVM Trendnet TK-802R
81
Tabla Nº 25: Temperatura y Humedad de trabajo de los equipos informáticos instalados dentro de los gabinetes de la Central de Datos
USAT
EQUIPO Temperatura de
trabajo Humedad de trabajo
Switch 3Com 5500 0° - 40°C 10% to 95% non-condensing Servidor IBM System
X3550 0º - 38ºC 10 - 90%
Discos Duros Externos NAS
5ºC - 35 °C 30 – 60%
Tiping Point 0ºC – 45ºC 20 – 65%
Router Cisco 1900 Series 0ºC – 40ºC 5 – 95%
Como podemos apreciar en las tablas anteriores, cada equipo informático presenta especificaciones de temperatura y humedad mínimas y máximas en las cuales pueden trabajar. Para escenarios óptimos no se recomienda trabajar en los valores límites pues esto significaría un riesgo de deterioro de los mismos por exceso de estos factores.
Tabla Nº 26: Equipos que sufrieron daños por problemas de seguridad física Indicador: Cantidad de equipos que sufrieron daños por problemas de seguridad física
Equipos Fecha Problema-
Daño Consecuencia
UPS
Elise Junio 2013 Recalentamiento de baterías Fuera de operación por 01 Día. Baterías averiadas por recalentamiento. (Total 80) Server
IBM X3550
Agosto
2013 Recalentamiento de Disco Duro de Servidor
Disco Duro Averiado, al menos un servicio dejó de funcionar por el lapso de 1 hora.
Como podemos apreciar en la tabla anterior existen equipos que sufrieron daños por una insuficiente seguridad física en la metodología tradicional. No existió ninguna alerta o alarma que pudieran prevenir estos incidentes. Esto se traduce en pérdidas de dinero al tener que reponer estos equipos.
La Central de Datos de la USAT contaba con solo una alerta de corte de energía eléctrica proporcionada por los UPS instalados dentro de esta. Se envía una alerta de correo electrónico solo cuando existe ausencia de energía en cualquiera de los UPS más no cuando existe un incremento de temperatura.
82 Figura Nº 49: UPS instalado en el Centro de Datos de la USAT
Fuente: Modelo: PW9155 [imagen]. 2014. (accedido el 01 de julio del 2014)
Tabla 27: Características Técnicas UPS Elise instalado en el Centro de Datos de la USAT
EQUIPO UPS
Marca ELISE
Modelo PW9155
Tecnología True On Line de Doble Conversión Full IGBT
Potencia: 8 - 15kVA (7.2 - 13.5KW) Voltaje: 220 & 380VAC 50/60Hz Tiempo de autonomía: 5 min. Expandible + EBM
Sistema Redundante Inteligente HOT SYNC Crecimiento modular N+1
83 Sistema de alertas (control ambiental) – Sistema de seguridad Física de nuestro proyecto.
Figura Nº 50: Pruebas de alertas por correo electrónico (enviado a una cuenta de Gmail) cuando el sistema detecta excesos de temperatura o humedad relativa
dentro del CPD de acuerdo a parámetros establecidos.
Figura Nº 51: Visualización de activación de alertas dentro de la página web del sistema de seguridad física.
Como podemos ver, en nuestro sistema de seguridad física existen alertas programadas para cada variación de temperatura que se encuentre fuera de los rangos preestablecidos. Esto nos ayudará a disminuir los costos que se dispongan al reemplazar un equipo por problemas de esta naturaleza.
Además, se puede visualizar en la página web del sistema de seguridad física de nuestro proyecto las alertas activadas en las que se puede también detectar la ausencia de energía eléctrica de la red gracias a que este sistema será alimentado por un UPS.
Figura Nº 52: UPS a utilizar para alimentar nuestro sistema de seguridad física en el Centro de Datos de la USAT
84
Fuente: Back-UPS Pro APC [imagen]. 2014. (accedido el 02 de julio del 2014)
Tabla Nº 28: Características Técnicas del UPS que suministrará energía eléctrica al sistema de seguridad física
EQUIPO UPS
Marca APC
Modelo Pro 1500
Potencia 1.5KVA
Tensión de salida de voltaje nominal 230 VAC
Topología Línea Interactiva
Frecuencia de salida 60Hz
Autonomía 45 minutos (según tabla de uso de energía)
85
Fuente: Back-UPS Pro APC [imagen]. 2014. (accedido el 02 de julio del 2014)
Este UPS nos permitirá tener nuestro sistema funcionando por aproximadamente 45 minutos ante un corte de energía eléctrica, en este lapso de tiempo el sistema envía alertas por este inconveniente.
Tabla Nº 30: Costos Operativos que implica la adquisición de equipos informáticos nuevos por reposición por pérdidas o robos.
Indicador
Costos Operativos que implica la adquisición de equipos informáticos Nuevos por reposición por pérdidas o robosEquipos Costos Pérdidas
30 equipos informáticos instalados en la Central de datos 300000 USS Hasta el momento no se ha registrado pérdidas de equipos informáticos por robos.
Aunque hasta el momento no se ha registrado pérdidas de equipos informáticos dentro del CPD por robos, se tenía un riesgo latente por la insuficiencia de seguridad en lo que respecta a accesos físicos. No se contaba con un mecanismo de alerta de presencia física dentro del CPD debido a que solo se tenía instalada una cámara de vigilancia en su interior que no funcionaba adecuadamente, es decir, no era posible visualizar presencia o actividad en su interior ni tampoco alertar a las personas responsables. Con nuestro sistema de seguridad física se logra reducir en gran proporción este riesgo debido a que se cuenta ahora con una serie de alertas y alarmas.
86 Figura Nº 53: Cámara de Seguridad instalada en el Centro de Datos
Fuente: Cámara de Vigilancia D-Link [imagen]. 2010. (accedido el 18 de abril del 2014)
Tabla Nº 31: Características técnicas de la cámara de vigilancia instalada en el CPD
Equipo Cámara de vigilancia
Marca D-link
Modelo DSC-3220
Zoom digital 4x
87
Figura Nº 54: Pruebas de Activación del sensor de movimiento del sistema de seguridad física de nuestro proyecto
El sensor de movimiento instalado en la Central de Datos detecta cualquier actividad en un rango de 4 metros. Al detectar esta actividad, el sistema muestra una alerta pudiendo visualizar la fecha y la hora del evento.
88
VI. CONCLUSIONES
En el siguiente estudio se puede concluir que el planteamiento de nuestros objetivos e hipótesis son aceptados y con gran significancia en los indicadores. 1.- Los costos operativos que conlleva la adquisición de equipos informáticos nuevos por reposición fueron afectados positivamente debido a que se reduce significativamente las averías en los equipos informáticos instalados en la Central de Datos provocadas por problemas de temperaturas y humedades inadecuadas. Asimismo, con el sistema de seguridad física implantado se logró reducir el riesgo de posibles robos de equipos informáticos, salvaguardando de esta manera el patrimonio tecnológico del CPD, asegurando los niveles de continuidad del sistema de información del negocio y reduciendo los costos operativos.
2.- La implementación de la propuesta conllevó a un incremento en el índice de satisfacción de los usuarios de la red USAT por la continuidad de los servicios que brinda esta debido a una mejor gestión de riesgos sobre seguridad física en el Centro de Datos.
3.- Se logró aumentar el ciclo de vida útil de los equipos informáticos instalados en el CPD debido a que estos operan ya en un ambiente que cumple con sus especificaciones técnicas en lo que respecta a niveles de temperatura y humedad recomendados.
89
VII. RECOMENDACIONES:
- Si en el futuro se desea integrar varios sistemas de seguridad física en ambientes estratégicos, se propone un estudio de factibilidad sobre implementación de sensores inalámbricos basados en el estándar IEE 802.15 (ZigBee).
- En ambientes tecnológicos donde sea necesario interconectar una red extensa de dispositivos como sensores, principalmente de temperatura y humedad como parte de un sistema de seguridad física, se propone la implementación del protocolo 1-Wire diseñado por Dallas Semiconductor que simplifica la labor de interconexión, captura y manejo de datos de estos dispositivos.
90
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- Christopher, W.; Holistic Management: Managing What Matters for Company Success, John Wiley & Sons, USA, 2007, p. 10-11
- Contos, B.; W. Crowell; C. DeRodeff; D. Dunkel; E. Cole; Physical and Logical Security Convergence, Syngress, USA, 2007, p. 20-51
-Lawrence J; Effective Physical Security, Elsevier, USA, 2004
- American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineerss, INC; Indoor Air Quality Guide, Atlanta, 2011.
- Brian, E; Arduino: Manual de Programación, First Edition, California, 2007 - Artero, O; Arduino: Curso práctico de formación, Alfaomega, México, 2013 - Monk, S; 30 Arduino Projects, McGraw-Hill, USA, 2010
- Karvinen, K.;Karvinen T; Make: Arduino Bots and Gadgets, O‟Reilly Media, Canada, 2011
- Gertz, E.; Di Justo, P; Environmental Monitoring with Arduino, O‟Reilly Media, USA, 2012
- Banzi, M; Getting Started with Arduino, O‟Reilly Media, USA, 2011
- Oxer, J; Bleming, Hugh; Practical Arduino: Cool Projects for Open Source Hardware,
91 REFERENCIAS ELECTRÓNICAS:
[1] Jeff Sloan, Data Center Dilemma, Estados Unidos.
Disponible en: https://www.ashrae.org/resources-- publications/periodicals/ashrae-journal/features/data-center-dilemma#figure1 Consultado en (01/07/2013)
[2] Di Muccio, Carlos. (2011) “Optimizando la capacidad, disponibilidad y eficiencia de la infraestructura de Data Centers”, Argentina.
Disponible en: http://www.la.logicalis.com/pdf/LogicalisNow17.pdf (Consultado: 10/07/2013).
[3] Cisco (2010) “University Builds Physical Security Framework for Growth. USA Disponible en: https://docs.google.com/gview?url=http://www.cisco.com/en/US/prod/collate ral/vpndevc/ps6918/ps9674/ps9687/case_study_c36- 611693.pdf&chrome=true Consultado en: 15/07/2013
[4] ASHRAE TC9.9 Mission Critical Facilities (infraestructura de misión crítica).”Thermal Guidelines for Data Processing Environments” (pautas sobre temperatura para entornos de procesamiento de datos). 2004
Disponible en:
http://www.eni.com/green-data-center/it_IT/static/pdf/ASHRAE_1.pdf Consultado en: 26/07/2013
[5] Christian Cowan, “Como monitorear las amenazas físicas en un centro de Datos”. 2010. Disponible en:
http://www.fasor.com.sv/whitepapers/whitepapers/Monitoreo/Como_monitor ear_amenazas_fisicas_en_centro_de_datos.pdf
92
Índice de Tablas
Tabla Nº 1. Pautas para los sensores básicos Tabla Nº 2. Amenazas Físicas Distribuidas
Tabla Nº 3. Grados de Temperatura y Humedad recomendados para Data Center
Tabla Nº 4. Tiers en Centro de Datos (Tier 1) Tabla Nº 5. Tiers en Centro de Datos (Tier 2) Tabla Nº 6. Tiers en Centro de Datos (Tier 3) Tabla Nº 7. Tiers en Centro de Datos (Tier 4)
Tabla Nº 8. Características de la Placa Raspberry Pi Tabla Nº 9. Técnicas para la Recolección de Datos Tabla Nº 10. Operacionalización de Variables
Tabla Nº 11. Características Técnicas de la placa Arduino Uno Tabla Nº 12. Características Técnicas del Sensor DHT11
Tabla Nº 13. Características Técnicas del Sensor PIC HC-SR501