Lista największych zagrożeń dla data center jest bardzo długa i zawiera takie rzeczy jak: złośliwe ataki cyberprzestępców, huragany i inne katastrofy pogodowe, trzęsienia ziemi, konflikty polityczne i społeczne oraz wiele innych. Jest jednak na tej długiej liście, zagrożenie bardzo ciekawe, niesamowicie niebezpieczne, nieprzewidywalne i rzadko brano pod uwagę. Wybuchy na Słońcu, bo to właśnie to zjawisko o którym piszemy, jest wbrew pozorom bardzo niebezpieczne dla ludzkiej cywilizacji, a dokładniej dla sprzętu IT oraz data center.

 Wybuchy radiowe na Słońcu to emisja promieniowania radiowego, mająca swe źródła w rozbłyskach i innych zachodzących na Słońcu erupcjach. Gdy materia zostanie wyrzucona w przestrzeń kosmiczną, wzbudza oscylacje w otaczającej plazmie. Jony i elektrony zaczynają oscylować z tzw. częstością plazmową. Towarzyszy temu powstanie zmiennych pól magnetycznych. Fale radiowe, które mogą rozchodzić się i do nas docierać, mają częstość równą lokalnej częstości plazmowej.

Dzięki temu zjawisku można uzyskać wspaniałe zjawiska takie jak zorze, ale może również ona doprowadzić do spustoszenie systemów elektrycznych, a to oznacza kłopoty dla centrum danych.

 Kilka słów na początek

 Wybuchy na Słońcu to zjawisko całkowicie normalne, niezagrażające zwykłym śmiertelnikom. Jednak rozwój techniki i elektryczności sprawił, że zdarzenia na powierzchni Słońca mogą nam uszkodzić sieć elektryczną.

W przeszłości nie posiadaliśmy czegoś, co wybuchy słoneczne mogłyby uszkodzić: sieci elektrycznych, energetycznych no i oczywiście centrów danych nafaszerowanych sprzętem elektrycznym.

Eksplozje na Słońcu mogą być bardzo duże. Docierają one do Ziemi w postaci fali, plazmy czyli rozżarzonego gazu. Ten gaz nie robi ludziom krzywdy, ale skutek oddziaływania z magnetosferą Ziemi, może spowodować, że w naszych sieciach energetycznych pojawi się nagle dużo prądu znikąd.

Dziś żadne gospodarstwo domowe ani firma, a tym bardziej centrum przetwarzania danych, nie jest w stanie normalnie funkcjonować bez prądu. Zbyt duża „dostawa” energii może spowodować spalenie instalacji czy sprzętów elektrycznych.

Słońce ma swój cykl aktywności, niestety nie jest on jeszcze dokładnie zbadany. Szacuje się, że jeden cykl trwa około 11 lat. Rok 2013 jest początkiem nowego cyklu, dlatego naukowcy obserwują więcej wybuchów na jego powierzchni.

 Skutki rozbłysków słonecznych

Naładowane cząstki emitowane podczas wybuchów, tworzą silne pole magnetyczne, ze względu na swoją wysoką prędkość. Następnie pole to indukuje prąd w różnych materiałach które przenoszą energię elektryczną , np kable.

Jak wynika z raportu Lloyd pt. „Solar Storm Risk to the North American Electric Grid” poważnym zagrożeniem dla wiarygodności energii elektrycznej są burze geomagnetyczne- zakłócenia spowodowane przez burze słoneczne w górnych warstwach atmosfery, które indukują prądy w długich przewodach na powierzchni Ziemi, takie jak linie energetyczne. Jak słusznie zauważają, dodatkowo powstały prąd, może spowodować przeciążenie instalacji elektrycznej sieci, spadek napięcia, lub doprowadzić do utraty znacznej liczby kosztownych transformatorów wysokiego napięcia.

Eric Gallant, Consultant Energy Management Services aw Schneider Electric , powiedział, że:

„prawdopodobieństwo wystąpienia zjawiska słonecznego, które wpływa na nasze sieci energetycznej jest bardzo wysoka, ponieważ asze Słońce jest obecnie w fazie bardzo dużej aktywności, podczas której wybuchy i wyrzuty masy (CME) mają miejsce regularnie. Jeśli Ziemia stanie na drodze energii z jednego z tych zdarzeń , możemy doświadczyć powszechnego przepięcia elektrycznego i zaciemnienia „.

Z powodu swojej specyfiki, burze słoneczne zazwyczaj generują tylko prąd w bardzo długich (300 km +) przewodach. Dlatego technologie, które są podatne na uszkodzenia burzy słonecznej obejmują duże systemy, takie jak sieci elektryczne, rurociągi transkontynentalne i systemy telefonicznych, „powiedział Gallant.

Dlatego bezpośrednie uszkodzenie elektroniki w data center spowodowane impulsem elektromagnetycznym jest możliwe jednak to nie data center są najbardziej narażone, a raczej firmy wspomagające ich pracę.

Najnowsze słoneczne wydarzenia

 Możliwość szeroko rozumianego uszkodzenia impulsem elektrycznym od rozbłysku słonecznego nie jest tylko kwestią teorii naukowców siedzących za biurkiem patrzących przez teleskopy.

Co najmniej dwa ważne wydarzenia w najnowszej historii (tzn. od czasu gdy prąd był w użyciu) mogą zilustrować istniejące niebezpieczeństwo. Najlepszym przykładem jest zdarzenie, które wydarzyło się w 1859: tzw Event Carrington.

Od 28 sierpnia 1859 do dnia 2 września liczne plamy i rozbłyski słoneczne były obserwowane na słońcu. Tuż przed południem 1 września, brytyjski astronom Richard Carrington zaobserwował największy rozbłysk r., który spowodował ogromny wyrzut masy (CME) bezpośrednio w kierunku Ziemi.

W dniach 1-2 września 1859, zarejestrowana została największy burza geomagnetyczna, która kiedykolwiek miała miejsce. Zorze były na całym świecie, nawet na Karaibach, te nad Rocky Mountains były tak jasne, że ich blask obudził górników, poszukujących złota , którzy rozpoczęli przygotowania śniadania, ponieważ uważali, że nastał ranek. Osoby, które obudziły się w północno – wschodniej części USA mogli czytać gazetę przy świetle zorzy. Aurora był widoczny nawet w najdalszych zakątkach ziemi, oddalonych od biegunów, takich jak Kuba i Hawaje.

System telegraficzny w całej Europie i Ameryce Północne również odczuł skutki wybuchu. W niektórych przypadkach operatorzy telegrafów odnotowali szokujące zjawisko, jakim były iskry na słupach telegraficznych. Co więcej, niektóre telegrafy nadal wysyłały i odbierały wiadomości mimo że został odłączony od swoich zasilaczy.

Mniej potężny słoneczny wybuch miał miejsce w 1989 roku. Uderzył w Kanadę i obniżeniu Hydro-Quebec sieci energetycznej .

Najsilniejszy tegoroczny wybuch na Słońcu miał miejsce 13 mają. Rozbłysk zakwalifikowano, jako wybuch typu X.17. Rozbłyski typu X należą do najmocniejszych. Ich skutki odczuwalne są na Ziemi. Mogą utrudniać łączność satelitarną, mogą być niebezpieczne dla astronautów. Prowadzą również do powstawania zórz polarnych.

Jednak konsekwencje wybuchu nie były dla nas odczuwalne, ponieważ rozbłysk wystąpił po tak zwanej ciemnej stronie Słońca.

Naukowcy nie wykluczają jednak, że tak silny rozbłysk może być dopiero zapowiedzią przewidywanego na 2013 rok maksimum aktywności słonecznej.

Wpływ na centra danych

Oczywiście, każde zdarzenie, które szkodzi część sieci energetycznej jest potencjalnym zagrożeniem dla centrów danych. Większość obiektów, które stawiają na pierwszym miejscu „uptime” zawierają pewną infrastrukturę elektryczną, szczególnie systemy UPS, aby zachować czyste przepływy energii i generatorów zapasowych w przypadku dłuższych przerw w dostawie prądu. Ale nawet te systemy są niewystarczające w przypadku awarii, które rozciągają się do tygodni lub nawet miesięcy. Kilka krytycznych obiektów może mieć środki, by przetrwać taką katastrofę, ale nie oszukujmy się że większość firm jednak nie.

Dobrą wiadomością jest to, że duże rozbłyski słoneczne, takie jak to zdarzenia z Carrington są rzadkie. Złą wiadomością jest to, że ryzyko wynikające z burz geomagnetycznych rozbłysków słonecznych wyniesie szczytowy poziom dla obecnego cyklu słonecznego w 2015 r. Niewiele da się zrobić ze słońcem, ale firmy mogą podjąć kroki, aby racjonalnie chronić swoje centra danych od takich wydarzeń.

Wiele środków ostrożności przed burzami geomagnetycznymi jest takich samych, jak w przypadku innych katastrof: zapasowe zasilacze, plan odzyskiwania danych i tak dalej. Sprzęt IT mający kontakt z sieci mogą łatwo zostać uszkodzone lub zniszczone przy wahaniach napięcia. Eric Gallant określa następujące trzy kluczowe systemy do ochrony centrum danych:

  • „Transient voltage surge suppression (TVSS). Solidny system TVSS może znacznie zmniejszyć skutki przepięć i skoków napięcia, które często towarzyszą słonecznym wybuchom. Dobrze zaprojektowana strategia ochrony TVSS, tłumi przepięcia na wielu poziomach

  • Zasilacz awaryjny (UPS). Wysokiej jakości, podwójnej konwersji on-line system UPS będzie również łagodził skutki szkodliwych elektrycznych stanów przejściowych. Ponadto, UPS zapewni bardzo potrzebny czas pracy baterii, która pozwoli systemowi być bezpiecznie zamkniętym, a rezerwowe generatory energii pozwoli go uruchomić w przypadku awarii zasilania.

  • Gotowości generatora awaryjnego. Awarie Elektryczne spowodowane przez huragany słoneczne mogą być długoterminowe. Istotne jest, aby obiekty o znaczeniu krytycznym, posiadały generator i przechowywały dużą ilość paliwo na miejscu, w celu zapewnienia zasilania, aż do czasu gdy zasilanie sieciowe będzie mogło zostać przywrócone. „

Podsumowanie

Intensywne burze geomagnetyczne z rozbłysków słonecznych są rzadkie i nie występują na tyle często, aby traktować je jako realne zagrożenie dla centrów danych jak również dla sieci energetycznej.

Wydarzenia te mają specyficzną cechę, wpływają tak naprawdę tylko na instalacje elektryczne w przeciwieństwie do, powiedzmy, trzęsienia ziemi, które prowadzą do faktycznego uszkodzenia infrastruktury fizycznej. W najgorszym przypadku, rozbłysk słoneczny może doprowadzić do kaskadowej awarii sieci energetycznej i, potencjalnie, trwającego miesiące przestoju w niektórych regionach.

Te wydłużone przerwy stanowią największe zagrożenie: w takich przypadkach, nawet najbardziej dbających firmy o przestoję, mogą nie być w stanie uzyskać wystarczającą ilości paliwa, aby uruchomić generatory zapasowe na czas przestoju i aby te działały przez cały czas awarii.

Najważniejszym zadaniem operatorów centrów danych jest przygotowanie do najbardziej prawdopodobnych zdarzeń w sposób, który równoważy zarówno zagrożenia i koszty. Dlatego nie każdy bierze pod uwagę takie zagrożenie, jednak pamiętajmy, jest ono realnym zagrożeniem.