So sicher sind Cloud-Rechenzentren wirklich

Unbefugte Zugriffe, Brände, Stromausfälle, Erdbeben oder Überflutungen: Rechenzentren sind unzähligen Gefahren ausgesetzt, und längst nicht alle sind rein digitaler Natur. Die Anbieter von Cloud-Diensten versichern, dass ihre Server auch gegen solche physischen Gefahren geschützt sind.

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In diesem Artikel beleuchten wir, wie die Betreiber von Cloud-Rechenzentren die physische Sicherheit ihrer IT-Infrastruktur gewährleisten.

Gefahrenquelle: Hitze

Überhitzung ist der Hauptgrund für Ausfälle in Rechenzentren. Das ist ein Ergebnis der Studie „Entwicklung und Zukunft der Rechenzentren 2018“, die im Auftrag des Expertengremiums der 7Alliance erstellt wurde.

Diese Gefahr ist kaum zu unterschätzen. Immerhin nimmt ein typisches Cloud-Rechenzentrum eine Leistung von 50 Megawatt – also 50 Millionen Watt – auf, und diese Leistung wird als Wärme wieder abgegeben.

Diese Wärme muss effizient und so schnell wie möglich aus dem Rechenzentrum abtransportiert werden – eine enorme technische Herausforderung, die durch den Wechsel der Jahreszeiten noch einmal verschärft wird. Denn wenn die Außentemperatur steigt, wird auch die Kühlung des Rechenzentrums schwieriger.

Anbieter von Cloud-Systemen lösen dieses Problem mit komplexen technischen Anlagen, in denen Luft- und Wasserkühlung miteinander kombiniert werden. So nutzt beispielsweise Microsoft für seine Azure-Rechenzentren ein Kühlsystem, bei der zunächst Außenluft durch riesige Ventilatoren angezogen wird, um so über eine Million Liter Wasser pro Rechenzentrum zu kühlen. Dieses Kühlwasser wird dann durch ein System von Leitungen durch die Serverräume geleitet, um die Hitze hinaus zu transportieren.

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Gefahrenquelle: Feuer

Laut der VdS Schadenverhütung GmbH, einem Unternehmen des Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V., kommt es in deutschen Unternehmen rund alle fünf Minuten zu einem Brandereignis. Somit ist es kein Wunder, dass Feuer gleich nach der Überhitzung die größte Gefahr für Rechenzentren darstellt – zumal die enorme Hitzeentwicklung Brände natürlich deutlich begünstigt.

Betreiber von Cloud-Rechenzentren investieren daher auch in den Brandschutz hohe Summen und verfolgen ausgeklügelte Schutzkonzepte. So sind die Serverräume mit speziellen Sensoren ausgestattet, die aktiv die Luft ansaugen und daher bereits feinste Rauchpartikel erkennen können – ein klarer Vorteil gegenüber den üblichen, passiven Rauchmeldern, die erst dann reagieren, wenn der Rauch sie erreicht hat.

Darüber hinaus wird die Zusammensetzung der Luft in Cloud-Rechenzentren genau gesteuert, um Feuer zu verhindern: Durch Einleitung von Gasen wie Stickstoff oder Kohlendioxid kann die Sauerstoffkonzentration so weit gesenkt werden, dass offene Brände gar nicht erst entstehen können.

Doch auch wenn es zum Brand kommen sollte, sind die Server in Cloud-Rechenzentren geschützt – zum einen durch Gaslöschanlagen, um die elektronischen Bauteile nicht durch Löschwasser zu beschädigen, und zum anderen durch geprüfte und DIN-genormte Serverschränke, Brandwände und weitere Bauteile.

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Gefahrenquelle: Stromausfall

Ein Stromausfall in einem Cloud-Rechenzentrum hat nicht nur zur Folge, dass man nicht weiterarbeiten kann; es können auch Daten verloren gehen. Dazu reicht bereits ein kurzer Aussetzer in der Versorgung: Bereits nach neun Millisekunden ohne Strom stürzt ein Server ab.

Wenn der Ausfall dann noch länger dauert, wird er noch gefährlicher, da typischerweise nicht nur die Server selbst, sondern auch die Kühlsysteme ausfallen. Die Temperatur steigt rapide – und damit auch die Brandgefahr sowie die Wahrscheinlichkeit von Schäden durch Überhitzung.

Um diese Probleme zu vermeiden, setzen Betreiber von Cloud-Rechenzentren zum einen auf Unterbrechungsfreie Stromversorgungen oder kurz USV. Diese schützen die Server nicht nur vor Ausfällen, sondern allgemein vor allen Störungen im Stromnetz, also auch vor Über- und Unterspannungen oder Frequenzabweichungen. So kann entweder der Betrieb aufrechterhalten werden oder zumindest eine kontrollierte Abschaltung erfolgen, sodass keine Daten verloren gehen.

Letzteres ist allerdings in Cloud-Rechenzentren äußerst unwahrscheinlich, da Anbieter hier gleich mehrere redundante Systeme mit Generatoren, USVs und sogar Verteilungsnetze parallel betreiben, um die Versorgung jederzeit zu sichern.

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Gefahrenquelle: Feuchtigkeit

Server sind elektronische Gerätschaften – und damit können sie durch Wasser und sogar durch eine zu hohe Luftfeuchtigkeit beschädigt werden. Cloud-Rechenzentren müssen also auch gegen diese Gefahrenquelle abgesichert werden.

Das ist keineswegs eine triviale Aufgabe: Zum einen werden die Server in aller Regel mit Wasser gekühlt. Hier kann schon ein kleines Leck zu Schäden führen.

Daher wird die Luftfeuchtigkeit in Rechenzentren mithilfe von Sensoren streng überwacht und konstant auf einem Level zwischen 40 und 50 Prozent gehalten, denn auch eine zu niedrige Luftfeuchtigkeit kann durch statische Aufladungen oder durch Kurzschlüsse zu Schäden an der Elektronik führen.

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Fazit

Cloud-Rechenzentren sind sehr empfindliche technische Einrichtungen. Die Betreiber wissen jedoch um die zahlreichen Gefahren, investieren viel Geld und setzen auf modernste Technologien, um das Risiko zu minimieren und die physische Sicherheit zu gewährleisten. Dabei sind große Betreiberfirmen wie zum Beispiel Amazon oder Microsoft den kleineren Anbietern gegenüber im Vorteil, da sie die notwendigen Investitionen vornehmen können.

Zusammenfassend kann man sagen: nirgendwo auf der Welt ist die IT-Infrastruktur – und damit auch die darauf gespeicherten Daten sowie die darauf aufsetzenden Lösungen – so gut geschützt wie in einem Cloud-Rechenzentrum!

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