[an error occurred while processing this directive]
Обзор подготовлен
CNewsAnalytics

ИБП для ЦОД: средство от катастроф

Обратной стороной технологического прогресса является стремительное повышение восприимчивости современного оборудования к факторам внешнего воздействия. Это приводит к тому, что разработчики ИБП вынуждены решать гораздо более широкий класс задач, повышая катастрофоустойчивось своих систем. В результате появляются новые классы интегрированных решений.

Только сбалансированная инфраструктура образует отказоустойчивую среду (ОУС) инфокоммуникационного оборудования. Некоторые ОУС уже позиционируются вендорами именно как катастрофоустойчивые системы. Ряд производителей ИБП предлагают для создания ОУС свой фирменный интегрированный продукт. Широкую известность в этой области получили решения InfraStruxure (ISX) от APC, Foundation от Liebert-HIROSS и Rimatrix5 от Rittall.

В концепции интегрированного продукта базовым строительным модулем является шкаф, который несет элементы инфраструктуры, основное инфокоммуникационное оборудование и элементы кабельной системы. Шкафы могут подбираться для конкретного оборудования и иметь различную ширину (от 600 до 800 мм), глубину (от 600 до 1000 мм) и высоту (до 45 U). Естественно, имеется комплект дополнительного оборудования, аксессуаров и конструкций — кабельные органайзеры, полки, комплекты заземления и т.д. Основное требование к монтажным шкафам — их моральная долговечность и мобильность в плане текущих модернизаций и замены установленного в них оборудования. При всей динамичности развития инфокоммуникаций инфраструктура должна оставаться неизменной и не препятствовать своим отставанием развитию основных технологий.

ИБП для ЦОД

В зависимости от масштаба центров обработки данных (ЦОД) предлагаются три типа ISX APC — тип А, до 10 стоек, тип В, от 10 до 100 стоек и тип С, свыше 100 стоек. Foundation Liebert-HIROSS представлена решением Foundation МСR (мини компьютерная комната). По данным Foundation МСR масштабируется в пределах 10 стоек. Стандартная спецификация Rimatrix5, как это следует из названия торговой марки, рассчитана на 5 стоек. Основу этих решений составляют телекоммуникационные монтажные шкафы стандартного 19" и 21" форм-фактора (стандарт EIA-310-D).

Инфраструктура ЦОД строится на основе источников бесперебойного питания 19" форм-фактора (для установки в стойку, rack mount — RM). У различных производителей это может быть моноблок, либо два моноблока, включенных по схеме последовательно резервирования или модульный отказоустойчивый ИБП. Существует также решение по включению двух ИБП на одну нагрузку через статические тиристорные переключатели (static tiristor switch — STS). В случае если инфокоммуникационное оборудование имеет два блока питания, применяют схему включения от двух ИБП. Помимо ИБП предлагаются различные панели распределения питания (розеточные блоки) — Power Distribution Unit (PDU). Некоторые панели позволяют производить измерение нагрузки подключенного оборудования, что может оказаться полезным при значительном электропотреблении и позволит отслеживать перегрузку распределительных панелей и в какой-то степени ИБП. Распределение питания можно производить непосредственно с ИБП, имеющего несколько выходных розеточных терминалов, защищенных автоматами защиты, а измерение загрузки ИБП с пульта или средствами удаленного мониторинга позволяют отслеживать нагрузку на ИБП в целом.

Вентиляция и охлаждение оборудования может осуществляться разными способами. Например, за счет собственных вентиляторов инфокоммуникационого оборудования и перфорированных передних и задних дверей монтажных шкафов. Такое решение позволяет обеспечить удаление теплоизбытков до 3 кВт. Возможно осуществление вентиляции с применением крышных вентиляторов или блока вентиляторов 19" форм-фактора. При значительном тепловыделении или условиях окружающей среды, способствующих перегреву, возможно применение встраиваемого кондиционера-охладителя. Такой способ требует применения монтажного шкафа с уплотнениями, препятствующими оттоку охлажденного воздуха из шкафа.

Общего рецепта по применению вентиляторов или кондиционеров нет. Единственное, что следует отметить — решение с кондиционером более дорогое и занимает больше места в шкафу (вентиляторы не более 1-2 U). Вентиляторы не всегда могут обеспечить требуемый температурный режим, соответственно, может потребоваться установка внешнего кондиционера-охладителя. В этом случае речь пойдет уже о другой интеграции — разнотипного оборудования, что требует проектирования.

Вне зависимости от способа охлаждения самого шкафа с находящимся в нём оборудованием, взаимная ориентация шкафов в значительной степени влияет на интенсивность и эффективность охлаждения оборудования. Основное концептуальное решение здесь сводится к организации так называемого «холодного» и «горячего» коридоров. Они образуются из рядов монтажных шкафов, обращенных друг к другу фронтальными либо тыльными сторонами. При такой ориентации не возникает рециркуляции и смешивания охлажденного и нагретого воздушных потоков. Эта схема описывается в телекоммуникационном стандарте по инфраструктуре ЦОД TIA-942.

Все оборудование интегрированной инфраструктуры мониторируется и управляется единым программным обеспечением от производителя. В число объектов и параметров мониторинга и управления входят: электрические параметры ИБП; загрузка отдельных распределительных панелей (розеточных блоков); параметры среды окружения как в монтажном шкафу, так и вне его (температура и относительная влажность); датчики пожарной и охранной сигнализации и прочие датчики (например — датчик протечки воды).

Для мониторирования подобных разнотипных параметров в состав интегрированных систем входят или специальные платы мониторинга, устанавливаемые в ИБП, или отдельные устройства — как устанавливаемые на полке в шкафу, так и монтируемые в него как 19" оборудование высотой 1U. В последнем случае уже можно вести речь о сервере ввода-вывода параметров системы диспетчеризации.

Поддержка катастрофоустойчивости

Такая сбалансированная инфраструктура образует отказоустойчивую среду инфокоммуникационного оборудования. В какой-то степени её можно отнести к катастрофоустойчивым системам. Есть ОУС, которые позиционируются вендорами именно как катастрофоустойчивые системы, например, серверная комната «Datacenter Security» от Rittall. Но это своего рода экстремальные проявления технологии. В случае с ОУС получается устойчивость при перебоях с электроснабжением, снижается время реакции при отказе кондиционеров-охладителей, сигнализируются случаи протечек, задымления, несанкционированного проникновения. Такой набор функций позволяет снизить вероятность издержек и рисков при возникновении техногенных или природных инцидентов.

Снижению издержек и рисков способствует сравнительно низкое среднее время восстановления устройства (СВВУ). МОУ ИБП обладают продвинутой ремонтопригодностью по сравнению с моноблоками (одномодульными ИБП). Здесь следует отметить, что присутствие специалистов по оборудованию непосредственно на объекте заказчика необходимо далеко не всегда. Обычно ситуация с ремонтом или обслуживанием ИБП выглядит следующим образом. Если мы имеем дело с малыми ИБП, то их ремонт в случае отказа или отрицательных результатов тестирования осуществляется в специализированных сервисных центрах, куда непосредственно доставляется неисправное оборудование. В случае, когда мы имеем дело с ИБП средней и большой мощности, выезд специалистов на объект предопределен. Здесь МОУ ИБП представляют исключение. Отказавший модуль извлекается силами эксплуатационного персонала, упаковывается и направляется для ремонта и тестирования на специализированный сервисный центр. Вся процедура не требует вмешательства в конструкцию ИБП и производится в режиме «горячей» замены с доступом со стороны лицевой панели.

Издержки на создание ЦОД снижаются еще на этапе проектирования. Выбор шкафов и их комплектация, расчет мощности ИБП, вентиляторов или кондиционеров осуществляется специальной программой-конфигуратором от производителя интегрированного решения. Исходными данными являются электрические нагрузки и размеры оборудования, либо конкретные модели, внесенные в базу конфигуратора. Далее путем интерактивной расстановки оборудования в шкафу просчитывается его наполнение, выбирается ИБП и вентиляторы (кондиционер). Конечный результат — готовое решение — офисная серверная (аппаратная) в коробке. В данном контексте «коробка» принимает двойной смысл — готовое решение и размещение в одном шкафу. Показательно, что в название торговой марки производители интегрированных продуктов вставляют производные от «инфраструктура», «основание» или «фундамент».

Изготовление интегрированной ОУС ЦОД направленно на снижение работ на объекте, не связанных с так называемой «отверточной» технологией. Для монтажа оборудования применяются заранее отмерянные и оконцованные на промышленные разъемы кабели связи ИБП и PDU в монтажных шкафах. Применяются претерминированные элементы СКС и системы мониторинга. Такие решения снижают издержки на монтаж и пусконаладку оборудования.

Существенной статьей снижения издержек при вводе в эксплуатацию интегрированных ОУС и МОУ ИБП оптимизация капиталовложений на начальном этапе развития СБЭ. Здесь надо связать две черты МОУ ИБП — масштабирование и ранее не упоминавшаяся защита инвестиций. Средства, затрачиваемые на резерв, выражаются в оптимизации выбора мощности (и соответственно стоимости) единичного модуля и составляет от 30% до несколько процентов по сравнению с суммарной мощностью всей установки в зависимости от количества модулей. Здесь применимо правило из большой энергетики — чем больше мощность установки, тем меньше удельная стоимость. Наиболее разительно это преимущество проявляется при сравнении варианта со 100% резервированием моноблоков и варианта на основе энергетического массива с резервированием 25% мощности. Соотношение цен составит примерно как 200 : 125.

Другой случай, когда МОУ ИБП обеспечивает защиту инвестиций заказчика — это вариант с ожиданием роста мощностей нагрузки. Заранее установив ИБП на всю прогнозируемую мощность, получаем её избыток и неэффективное использование капитальных вложений. Модульность позволяет производить наращивание мощности и АБ по мере необходимости. Разумеется, основным условием такого преимущества должен являться выбор стойки, позволяющий производить наращивание. В первую очередь это относится к наличию свободных слотов для силовых модулей. Наращивание АБ возможно с использованием дополнительного фрейма.

Александр Воробьев / CNews Analytics


Вернуться на главную страницу обзора

Версия для печати

Техноблог | Форумы | ТВ | Архив
Toolbar | КПК-версия | Подписка на новости  | RSS