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

Как защитить ИС от сбоев электропитания?

Согласно статистике, проблемы с электроснабжением являются основной причиной сбоев в работе современных информационных систем. В связи с этим появился особый класс решений — отказоустойчивые системы энергоснабжения, призванные обеспечить бесперебойную работу предприятий.

Неграмотно организованное рабочее место приводит к различного рода неудобствам, начиная от путаницы проводов и заканчивая прерываниями в работе, отключением питания, нехваткой электрических розеток и подключением кабелей «в натяг» от соседних розеточных групп, некачественных удлинителей-размножителей «бытового» класса и т.д. Наиболее простым решением для организации рабочего места является источник бесперебойного питания (ИБП) малой мощности. Пользователь таким образом получает защиту своего оборудования практически класса «plug&play».

Первое, на что ему следует обратить внимание — на саму коробку из-под устройства. На ней имеются номограммы и таблицы для выбора мощности ИБП и определения времени автономной работы. Для простоты в таблице в ряде случаев присутствует характеристика оборудования, определяющая его типовое электропотребление (размер и тип — CRT/TFT- монитора, краткая характеристика системного блока). Данные номограммы входят в состав инструкций, изображены на упаковочных коробках, имеются на сайтах производителей. Это позволяет удостовериться в правильности выбора и получить достаточную информацию о возможностях своей настольной системы бесперебойного элктроснабжения (СБЭ).

На выходном терминале ИБП имеется, как правило, не менее трех розеток по стандарту IEC 320, что позволяет подключить как системный блок, так и монитор. При этом используются входящие в комплект кабели по стандарту IEC 320 с разъемами С13-С14. Наличие розетки на выходном терминале ИБП, обеспечивающей фильтрацию напряжения, но не подключенной к схеме инвертора, обычно выделяется цветовой окраской. Это позволяет защищать периферийное оборудование от электромагнитных помех — например, принтер, поскольку питание периферийных устройств от батарей основной схемы ИБП не является необходимым с точки зрения защиты информации на компьютере. В ряде ИБП имеются информационные (телефонные) розетки RJ-11, оборудованные фильтром электромагнитных помех и предназначенные для подключения модемной линии.

И, наконец, осуществляется мониторинг состояния ИБП по интерфейсу RS-232 или USB. В случае исчерпания ресурса батарей программное обеспечения обеспечивает закрытие приложений и свертывание работы компьютера.

Таким образом пользователь получает законченное решение для организации и подключения рабочего места. Достаточно одной электрической розетки для подключения ИБП, а все распределение питания ведется с розеточного терминала ИБП. Обеспечена защита компьютера от помех по линии связи, подключено и защищено периферийное оборудование. Информация приложений может быть сохранена как вручную, под управлением самого пользователя, так и автоматически под управлением специализированного программного обеспечения. Все перечисленные функции не являются обязательным базовым комплектом любого из ИБП малой мощности, но тем не менее распространены в достаточно широком ряду моделей разных производителей.

Для чего был приведен этот, казалось бы, тривиальный пример применения ИБП? На самом деле он свидетельствует о тенденции в направлении развития технологий ИБП — обеспечении не только бесперебойного электроснабжения, но и создании инфраструктуры, на базе которой функционируют инфокоммуникации.

Отказоустойчивость как понятие

Надежность любой сложной системы ограничена надежностью самого слабого узла. На сегодняшний день в таких общих для любой инфокоммуникационной системы (ИС) процессах, как обработка и хранение данных, давно применяются технологии кластеризации и «зеркализации» дисковых массивов хранения данных — RAID и т.п. Поэтому, инвестируя немалые средства в такие технологии для всемерного повышения надежности работы ИС, есть смысл задуматься: а какое же звено осталось самым слабым? Таким звеном на сегодня являются чаще всего ИБП традиционной моноблочной (одномодульной) конструкции, который, как правило, и защищает серверные комнаты и прочие критичные приложения. К этому выводу пришли за последние годы большое количество исследовательских и консалтинговых институтов и ассоциаций пользователей компьютерных технологий. Статистика показыват, что в большинстве случаев потеря данных происходит именно в результате проблем с электроснабжением.

Под отказоустойчивыми системами (ОУС) понимают системы, сохраняющие функциональность при отказе одного или нескольких элементов системы. По отношению к системам бесперебойного электроснабжения (СБЭ) ОУС занимают более высокою позицию, а СБЭ являются одной из их составляющих. Традиционные СБЭ имеют общую точку отказа — сами источники бесперебойного питания (ИБП). Поэтому совершенствование технологий сводилось, в том числе, и к устранению такой неприятности в работе СБЭ как отказ ИБП. Технологические решения при этом предлагались различные: резервирование ИБП — последовательное и параллельное, «горячие» замены аккумуляторов и функциональных элементов и, наконец, модульная архитектура ИБП, наиболее отвечающая требованиям отказоустойчивой работы СБЭ.

Как таковая отказоустойчивость является понятием, а не техническим параметром. Существуют методики, позволяющие дать количественные оценки надежности и качеству функционирования систем и, в частности, СБЭ. Функции отказоустойчивости напрямую зависят от эксплуатационной готовности системы. Длительная эксплуатационная готовность оценивается как вероятность того, что система при определенных условиях будет в полном объеме выполнять свои задачи.

На практике решающим фактором является длительность перерыва в подаче электроэнергии к потребителям. В этой связи для электроснабжения инфокоммуникационных систем эксплуатационная готовность системы электроснабжения должна быть не ниже эксплуатационной готовности технических средств инфокоммуникаций. По отношению к инфокоммуникационным системам эксплуатационную готовность электроснабжения будем характеризовать коэффициентом доступности электроснабжения.

В литературе и технических описаниях ИБП встречаются англоязычные термины и определения, поэтому приводится краткий глоссарий наиболее употребительных терминов и аббревиатур:

  • Availability — коэффициент доступности (КД) электроснабжения (КДЭ).
  • High Availability Power Protection Systems — системы защиты электропитания с высоким коэффициентом доступности.
  • Mean Time Between Failure (MTBF) — среднее время между сбоями (СВМС) или среднее время наработки на отказ (СВНО).
  • Mean Time To Repair (MTTR) — среднее время восстановления устройства (СВВУ).
  • Redundant Systems — системы с избыточностью или с резервированием.

Инфокоммуникационные системы позволяют организациям и компаниям осуществлять их основную деятельность. Простои либо перебои в работе ИС ведут к прерыванию основной деятельности и потерям, имеющим прямое денежное выражение. Поэтому обеспечение надежной и безостановочной работы ИС является предметом постоянной заботы эксплуатационной службы, что и вызывает требование резервирования (защиты) электроснабжения ИС (или, как необходимый минимум, их наиболее критичных узлов) при помощи источников бесперебойного питания.

Измерение надежности

Давайте теперь зададимся вопросом: а что является количественной характеристикой надежности? Чтобы ответить, обратимся к наиболее часто используемым в данном случае характеристикам: СВМС или СВНО. Здесь необходимы пояснения (по материалам корпорации American Power Conversion — АРС). Производитель той или иной техники называет величину СВМС равную, скажем, 90 тыс. часов — т.е. примерно 10 лет. При этом модель выпускается примерно в течение 3 лет, а срок эксплуатации конкретного устройства, ограниченный моральным устареванием, в любом случае не превысит, допустим, 5 лет. В чем же смысл СВМС, равного в нашем случае 10 годам? Естественно, здесь идет речь о хорошо известном в статистике «усреднении по ансамблю», т.е. если для тысячи работающих устройств за год произошло в общей сложности сто сбоев, то это позволяет говорить о том, что среднее время между сбоями составляет:

 

Понятно, что величина СВМС, определяемая таким образом, является чисто статистическим параметром, справедливым для большого количества работающих устройств, а отнюдь не характеристикой индивидуального изделия. То есть ничто не запрещает устройству, обладающему СВМС в 10 лет, выйти из строя на следующий день после запуска в эксплуатацию.

Представим теперь себе два устройства, запущенных одновременно в эксплуатацию, проработавших в течение трех лет и одновременно вышедших из строя. После этого одно из них пришлось ремонтировать в течение пяти рабочих дней, а второе — пяти минут. ИС в целом простаивала, соответственно, те же самые 5 дней и 5 минут. Понятно, что, кроме параметра СВМС, очень большое значение имеет другая величина — СВВУ. Поэтому в последнее время в статьях и обзорах, посвященных надежности ИС, все чаще встречается понятие коэффициента доступности (КД), который определяется весьма просто — это относительное значение суммарного количества времени нормальной бессбойной работы системы за год.

Обычно компании измеряют КД приложений, так как этот параметр напрямую определяет степень производительности прикладных программ их пользователей. Поскольку важнейшие приложения или их составляющие физически распределены по всему предприятию, иногда даже достигая компьютеров потребителей и поставщиков, администраторы ИС должны принять необходимые меры, чтобы обеспечить высокие значения КД приложений по предприятию в целом.

Исходя из того, что время нормальной работы в среднем равно СВМС, а время простоя возникает после аварии или отказа, и, соответственно, равно СВВУ, можно определить КД следующим образом:

Понятно, что СВМС должно быть как можно больше, а СВВУ как можно меньше.

Даже при увеличении стоимости затрат на разработку изделия, всемерном изощрении схемных решений, 100% входном контроле компонентов, многократном тестировании изделия в процессе производства существует потолок надежности отдельных компонент. Типичные современные системы защиты питания, основанные лишь на высокой надежности отдельных узлов, имеют максимальные СВМС в пределах от 50,000 до 500,000 часов. В то же время применение резервирования самих ИБП, позволяет добиться существенного увеличения СВМС при тех же затратах на себестоимость изделия.

Александр Воробъев / CNews Analytics

Кирилл Неделько: Московский энергокризис ничему не научил заказчиков

Кирилл Неделько

Об отличительных чертах российского рынка ИБП, а также о различных подходах к построению отказоустойчивых систем резервного питания, рассказал Кирилл Неделько, директор по развитию бизнеса компании AEG в СНГ.

CNews: Какие факторы, по вашим оценкам, помимо роста ИТ-бизнеса в целом, влияют сегодня на развитие рынка ИБП?

Кирилл Неделько: Определяющим фактором является постоянный рост установленной ИТ-базы, что соответствующим образом влияет на рынок ИБП. Кроме того, все приложения ИТ развиваются гигантскими скачками,  что отражается на структуре электропотребления. В свою очередь это не только влияет на спрос на ИБП, но и приводит к необходимости их постоянного технологического совершенствования. Также в качестве одного из факторов можно отметить увеличение стоимости аренды площади, в результате чего производители ИБП стремятся сделать свою продукцию максимально компактной.

На протяжении последних пяти лет в России сохраняется высокий спрос на решения по обеспечению бесперебойного питания, в результате чего объем рынка ежегодно растет примерно на 15-20%. Заметных изменений в структуре спроса не наблюдается, потому что для этого нет никаких объективных причин. По-прежнему для решения серьезных задач используются онлайновые параллельные системы, хорошим спросом пользуются системы малой и средней мощности. Конечно, есть определенная тенденция снижения цены, но ее никак нельзя назвать новой.

Полный текст интервью


Вернуться на главную страницу обзора

Версия для печати

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