Стойки в ЦОД — ключ к непрерывности бизнес-процессов

При правильном проектировании и надлежащем выборе, стойки являются фундаментальным фактором бесперебойной работы системы и стратегическим ресурсом в обеспечении надежности центра обработки данных. При оценке стоечных систем менеджеры ЦОД должны обращать внимание на наличие таких опций, как организация кабелей, управление воздушными потоками и поддержка ИТ-оборудования.

Когда-то монтажные конструктивы в центрах обработки данных и сопутствующее оборудование рассматривались в качестве товаров общего назначения — простой платформы для размещения различных устройств. При этом по мере добавления серверов и другого активного оборудования приобреталось все больше дополнительных стоек. И хотя за последнее время центры обработки данных стали значительно более сложными в техническом отношении, а степень их важности для организаций резко возросла, некоторые по-прежнему считают, что поскольку монтажные корпуса — это не электроника, то и рассматривать их нужно как обычный предмет мебели. Однако на самом деле речь идет о высокотехнологичном оборудовании, которое может повысить производительность как устанавливаемого оборудования, так и персонала, работающего в ЦОД.

Стоечные системы являются стратегическим ресурсом, который играет ключевую роль в обеспечении бесперебойной работы системы, а также доступности и надежности центра обработки данных. Пользователи могут рассчитывать на их гибкость, адаптивность и соответствие быстрым изменениям. Зачастую стойки оснащаются системами мониторинга, которые расширяют возможности управления экосистемой ЦОД. Одним словом, они являются жизненно важным компонентом любого центра обработки данных.

СОВРЕМЕННАЯ СРЕДА

Изменчивый характер среды, существующей в ЦОД, приводит к ужесточению требований, предъявляемых к физической инфраструктуре. Центры обработки данных представляют собой критически важные системы, функционирующие в круглосуточном режиме в течение всего года, а из-за неуклонно возрастающих потребностей компаний от них постоянно ожидают повышения производительности и расширения емкости хранения данных.

Применение новых поколений серверов высокой плотности и сетевого оборудования привело к повышению плотности тепловыделения в стойке и общей мощности объектов. Если в 2006 году плотность мощности на каждую стойку составляла примерно 6 кВт, то к 2012-му она выросла до 8 кВт, а к концу текущего года, согласно данным Data Center User Group, собранным при содействии компании Emerson Network Power, составит 12 кВт на каждую стойку.

В настоящее время, вследствие выпуска нового ИТ-оборудования и изменения его плотности, возникает необходимость в увеличении высоты, ширины и глубины стоек. Поскольку менеджеры ЦОД стремятся использовать все доступное пространство, стойки заполняются по максимуму. Конфигурации с высокой плотностью могут повысить энергоэффективность, но для этого нужно оптимизировать подачу электроэнергии и охлаждение.

Кроме того, использование конфигураций с высокой плотностью увеличивает плотность кабельных сетей. Чем больше электроэнергии поступает к устройствам, установленным в стойках, тем больше кабелей необходимо проложить, а это, в свою очередь, повышает вероятность возникновения помех и проблем с теплоотводом. Кроме того, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ к оборудованию, необходимо правильно размещать и прокладывать кабели в стойке.

Ни в коем случае нельзя допустить отказа оборудования вследствие воздействия высоких температур и влажности. Размеры ущерба, вызванного простоями при выполнении критически важных операций, вынуждают принимать меры для обеспечения постоянной доступности центров обработки данных. Согласно анализу, проведенному институтом Ponemon Institute, всего одна минута простоя ЦОД обходится организациям примерно в 5600 долларов. Средняя продолжительность простоя равна 90 мин, то есть среднестатистический ущерб составляет примерно 504 000 долларов. Безопасные условия для выделяющего тепло оборудования создаются посредством оптимизации воздушных потоков, упорядоченной прокладки кабелей и контролируемой сети датчиков в стойке.

Еще одним важным аспектом является безопасность. Согласно установленным требованиям, в частности закону Сарбейнса — Оксли, многие организации должны обеспечить защиту данных не только от угроз из Интернета, но и от рисков, связанных с несанкционированным доступом к оборудованию или его кражей. Стойки с запираемыми боковыми панелями и/или дверями помогают предотвратить такие инциденты и поэтому стали стандартным оснащением многих центров обработки данных.

ТЕНДЕНЦИИ В ИЗМЕНЕНИИ КОНСТРУКЦИИ ЗАКРЫТЫХ СТОЕК

Необходимость повышения производительности ИТ-систем и обеспечения их надежности привела к эволюции в технологии производства современных стоек. Благодаря их функциональным особенностям монтаж оборудования выполняется без применения инструментов и за короткий срок, а увеличенные габаритные размеры позволяют размещать в центре обработки данных крупноразмерное оборудование.

Теперь не обязательно быть техническим специалистом, чтобы установить новые или удалить ненужные компоненты. Потребность добавлять новое оборудование или изменять конфигурацию в любой момент времени сделала концепцию быстрого монтажа «выдвинул-задвинул» типовой процедурой в современном ЦОД.

Поскольку центры обработки данных с возможностью расширения по вертикали имеют очевидное преимущество, выражаемое в наличии свободного пространства, все большую популярность приобретают более высокие, чем обычно, стойки — до 47U (2 200 мм). К тому же увеличивается и глубина оборудования, монтируемого в стойку. Например, ранее с учетом максимальных размеров серверов глубина стоек не превышала 1000 мм. Для новых блейд-серверов может потребоваться 1200 мм, что составляет две полные плитки пола.

С учетом внедрения оборудования с боковой вентиляцией немалое значение приобретает ширина стойки. Все более популярными становятся конструкции шириной до 1000 мм, что позволяет удовлетворить требования производителей оборудования по обеспечению зазора между устройствами — от 150 до 280 мм. Такие зазоры необходимы для поступления к оборудованию надлежащего потока воздуха и предоставления достаточного пространства для прокладки кабелей. Зачастую нужны и аксессуары для управления потоками воздуха для обеспечения совместимости с мерами по организации «горячих/холодных» коридоров.

Расположение стоек в виде «горячего/холодного» коридора обеспечивает повышение производительности и срока службы оборудования. Расстановка оборудования, предусматривающая наличие «холодного» (передние стороны шкафов раполагаются напротив друг друга) и «горячего» (задние стороны шкафов направлены друг к другу) коридоров для отвода воздуха от компонентов, относится к лучшим практикам отрасли. Таким образом предотвращается проникновение горячего воздуха от оборудования одной стойки напрямую (через проход) к оборудованию другой. Это решение повышает эффективность охлаждения, продлевает срок службы оборудования и снижает потенциальный ущерб от перегрева. Стойки традиционно использовались в качестве платформы для размещения ИТ-оборудования, но они необходимы и для установки оборудования распределения электропитания, прокладки кабелей поверх шкафов и обеспечения точек крепления для изоляции коридоров.

НА ЧТО ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ: ГИБКОСТЬ, АДАПТИРУЕМОСТЬ

Ключом к планированию стоек в центре обработки данных является обеспечение гибкости и адаптируемости. Потребности будут только возрастать, и стоечные решения должны им соответствовать. Центр обработки данных должен иметь возможность адаптироваться к каждой отдельной среде и зоне стоек, а стойка — к помещению.

Планирование с учетом гибкости позволяет быстро и легко вносить изменения в соответствии с производственными потребностями. При планировании следует учитывать следующие моменты:

Грузоподъемность. Стойки должны выбираться с учетом предполагаемой загрузки. Вес серверов высотой 1U составляет примерно 15 кг. Учитывая количество серверов, кабелей, устройств распределения питания, креплений воздушных кабелей и опорных точек коридоров, устанавливаемых в стандартной стойке, необходимо планировать использование стойки грузоподъемностью не менее 1000 кг. Для тяжелых условий применения доступны стойки грузоподъемностью до 1500 кг.
19-дюймовые направляющие. Каждая из четырех направляющих в стойке должна легко регулироваться в соответствии с требованиями устанавливаемого оборудования. Точное выравнивание позволяет правильно разместить их без необходимости измерения. Кроме того, передние направляющие должны быть гибкими, чтобы не затруднять прокладку сетевых кабелей. При использовании направляющих с клетевыми гайками исключается необходимость нарезания резьбы и сверления резьбовых отверстий для винтов. Просверлить отверстие легко, но на его устранение уходит время и, соответственно, деньги. Доступны различные размеры клетевых гаек, они прикрепляются к направляющим в любом месте, что обеспечивает экономичный, быстрый и гибкий метод крепления.
Двери. Большинство производителей выпускают двери, перфорация которых составляет 60–80%, тем самым обеспечивается надлежащий приток воздуха (чем больше степень перфорации, тем выше мощность воздухоотвода). Двери должны легко перевешиваться: разъемные петли позволяют без всяких инструментов изменять конфигурацию открывания двери (слева или справа), а возможность снятия дверей с петель упрощает установку оборудования. Некоторые двери можно открывать на 160 и более градусов. Различные опции ручек предусматривают использование встроенных замков с ключом, комбинированных, электронных или биометрических замков.
Боковые панели. Обычно вся боковая поверхность закрывалась боковыми панелями, которые жестко закреплялись болтами. В соответствии с новыми тенденциями боковая панель разделяется на две запираемые панели, каждую из которых легко установить или снять. Панели могут быть заблокированы с использованием того же ключа защиты, что и для передней двери стойки.
Крыша. Верх крыши должен быть приспособлен для укладки кабеля и удерживать не менее 1500 кабелей Категории 5. Многие современные стойки рассчитаны именно на такую нагрузку, а некоторые позволяют укладывать до 2500 кабелей. При необходимости ввод обычного кабеля можно осуществить через основание стойки, но все чаще это делается сверху, поскольку многие ЦОД не оборудованы фальшполами для ввода кабелей или фальшполы невозможно использовать из-за ухудшения воздухоотвода от стойки. Чтобы избежать попадания мусора и снижения потерь воздушного потока через отверстия в крыше, следует использовать заглушки. Модульные шинные системы и системы поддержки кабельной разводки тоже должны помещаться на крыше.
Заземление. В целях безопасности все компоненты, включая крышу, двери, направляющие, боковые панели и раму, должны быть заземлены. Для удобства необходимо предусмотреть их легкое отсоединение. Например, быстрое отсоединение провода заземления при необходимости ускорит процесс перевешивания двери. Кроме того, следует предусмотреть центральную точку заземления, соединяющую стойку с центральным заземлением здания.
Безопасность стоек. Все стойки должны быть соединены (скреплены) в ряд, прикреплены к полу болтами или снабжены устройством для повышения устойчивости. В противном случае при проведении обслуживания и частичного выдвижения из верхней части стойки 19-дюймового блока оборудования баланс конструкции может нарушиться, что создаст угрозу опрокидывания. Соединение стоек в ряд является наименее затратным способом обеспечения устойчивости; таким образом можно объединять неограниченное количество стоек. Устройства для повышения устойчивости устанавливаются на лицевой части стойки и представляют собой набор ножек, которые выдвигаются при обслуживании компонентов, значительно увеличивая площадь основания стойки. В регионах с повышенной сейсмической активностью стойки должны быть достаточно устойчивыми, чтобы выдерживать возможные землетрясения.
Аксессуары и принадлежности. В комплект стоек должен входить полный набор аксессуаров, включая: Кабельные организаторы. Периферия для управления кабелями помогает снизить перекрестные помехи,  облегчает доступ к оборудованию и защищает кабели от повреждения во время демонтажа оборудования. Кроме того, с ее помощью обеспечивается надлежащее прохождение воздушных потоков. Специальные принадлежности, устанавливаемые без инструментов, должны использовать пространство Zero U снаружи 19-дюймовой стойки; важно, чтобы воздушный поток не был ограничен и не блокировался между направляющими стойки. Процесс установки «пальцев» для организации кабелей не требует применения инструментов, выравнивание осуществляется по маркировке U на направляющих, поэтому полезное монтажное пространство остается свободным. Застежки Velcro и полукольца тоже можно располагать по всему корпусу конструктива. Управление воздушными потоками. Периферия для управления воздушными потоками обеспечивает оптимальную производительность оборудования. Устанавливаемые без инструментов глухие панели очень полезны с точки зрения энергоэффективности. Чтобы предотвратить попадание воздуха из «горячего» коридора в «холодный», глухими панелями можно закрыть любое незанятое пространство. Для шкафов шириной более 600 мм необходимо предусмотреть вертикальные воздушные дефлекторы, что позволит исключить «короткое замыкание» воздушных потоков и сохранить преимущества использования принципов «горячего» и «холодного» коридоров.
Поддержка ИТ-оборудования. Для серверов, переключателей и маршрутизаторов, различающихся по высоте, глубине и ширине, могут быть добавлены полки, устанавливаемые без применения инструментов. Поскольку зачастую оборудование не рассчитано на стандартную установку по четырем точкам, дополнительная полка поможет устранить данную проблему или отрегулировать глубину с помощью опорных направляющих.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При правильном проектировании и надлежащем выборе, стойки являются фундаментальным фактором бесперебойной работы системы и стратегическим ресурсом в обеспечении надежности ЦОД.

При оценке стоечных систем менеджеры центров обработки данных должны обратить внимание на наличие таких опций, как организация кабелей, управление воздушными потоками и поддержка ИТ-оборудования.

Поскольку размеры оборудования постоянно увеличиваются, следует предусмотреть установку стоек максимального размера, имеющую смысл с практической точки зрения. Любая покупка должна рассматриваться как долгосрочная инвестиция.

Не все стойки одинаковы. Чтобы обеспечить надежность и постепенное снижение общей стоимости владения, при выборе следует руководствоваться принципами гибкости и адаптивности. Использование лучших практик гарантирует, что стойка станет использоваться с наибольшей выгодой, а планировка ЦОД будет отвечать как современным потребностям, так и задачам завтрашнего дня.

Максим Орехов — руководитель направления Rack&Solutions компании Emerson Network Power.