Конструктор для ЦОД от Huawei

Одним из вариантов модульного подхода стали мобильные контейнерные ЦОД (Mobile Data Center, MDC) – компактные, автономные и быстро устанавливаемые, удобные для транспортировки и монтажа. Они известны уже почти десятилетие, но разработчики продолжают совершенствовать свои решения. Их преимущества заключаются в скорости развертывания, а также в масштабируемости (за счет установки дополнительных контейнеров), экономии затрат. Кроме того, обычно для монтажа «ЦОД в контейнере» достаточно ровной площадки, электричества и канала связи. 

Что же такое модульный ЦОД? Это готовая инфраструктура для размещения серверов, систем хранения данных и другого ИТ-оборудования, состоящая из контейнера или набора контейнеров со всеми компонентами полноценного ЦОД – серверными стойками, коммуникациями, системами электропитания, охлаждения и т.п.).

MDC (или МЦОД) может использоваться и как временное быстро развертываемое решение при отсутствии подходящих стационарных площадок, и в качестве резервного центра данных.

Обычно для МЦОД характерен высокий уровень надежности и плотности оборудования. За последние года свои решения представили более десятка компаний, о создании собственных продуктов класса MDC заявили многие российские системные интеграторы. Каждое такое решение уникально — разработчики решают сложные инженерные задачи по-своему.

Еще в 2011 году компания Huawei анонсировала выпуск экологичных ЦОД для облачных вычислений. Серия Huawei IDS включает МЦОД Huawei IDS1000 и ЦОД модульного типа Huawei IDS2000 с упрощенной конструкцией для эффективного снижения требований к площади ЦОД. Интеллектуальные центры обработки данных нового поколения (Intelligent Data-center Solution, IDS) реализуют доступ к ИТ-ресурсам по запросу. Новейшее оборудование позволит клиентам избежать крупных капитальных затрат и операционных расходов, связанных с повышенным энергопотреблением.

МЦОД Huawei IDS1000

Huawei IDS1000 создан для использования вне помещений и обладает пониженным энергопотреблением. Оборудование подходит для использования в местности, подверженной воздействию экстремальных температур (от -40С  до +55С). Мобильный ЦОД IDS1000 состоит из трех контейнеров стандартных габаритов (40 x 8 x 9,6 футов): для размещения оборудования (ИТ-контейнер), системы электропитания, системы охлаждения. Их может дополнять интегрированный объединительный контейнер. Это полноценное инфраструктурное решение ЦОД: идея контейнера объединяет все подсистемы стандартного центра обработки данных, в том числе систему питания, охлаждения, борьбы с пожаром, проводки, контроля, защиты от молний и т.д.

МЦОД — это стандартная модульная конструкция, гибкое расширение, низкая стоимость установки, безопасное вложение капитала, высокая эффективность системы охлаждения с разделением холодных/горячих проходов, низкие расходы на обслуживание.

В состав ИТ-контейнера входят шесть рядов поперечно расположенных стоек — по три стойки в каждом ряду. Чтобы не тратить место на коридор внутри контейнера и вместе с тем обеспечить удобный доступ к оборудованию, в длинной стенке контейнера предусмотрены шесть дверей. Они позволяют персоналу получить доступ к оборудованию с фронтальной и тыльной стороны стоек для обслуживания и администрирования. Кроме того, такое расположение стоек с оборудованием позволяет изолировать холодный и горячий коридоры.

ИТ-контейнер МЦОД Huawei IDS1000 может работать даже в условиях стихийных бедствий, масштабных мероприятий или военных операций.

Охлаждение обеспечивают расположенные с обеих сторон от каждого ряда кондиционеры (20 кВт), работающие в отказоустойчивом режиме. В правой части контейнера находятся также два электрощита (с резервированием 1+1) и шкаф автоматической системы пожаротушения.

Все двери подключены к системе контроля доступа и оснащены электронными замками. Управляющий контроллер автоматической системы пожаротушения, кнопка экстренного включения/выключения и индикатор утечки газа сгруппированы в правой части контейнера, а на потолке контейнера в холодных коридорах между стойками расположены датчики дыма, температуры, влажности воздуха, камеры видеонаблюдения и элементы освещения.

Контейнер системы электропитания разделен на две части. В одной части контейнера находятся блоки батарей, кондиционер и элементы системы мониторинга (камера видеонаблюдения, датчики температуры, дыма, влажности воздуха), а в другой — электрощит, ИБП, прецизионный кондиционер (20 кВт) и элементы автоматической системы пожаротушения. Каждый отсек контейнера имеет независимый вход с системой контроля доступа. Резервная система питания N +2 и система охлаждения N +1 отвечают стандартам Tier III, а максимальная потребляемая мощность на контейнер может достигать 400 кВт (30 кВт на стойку).

Контейнер системы охлаждения построен на платформе стандартного 40-футового контейнера, но не имеет боковых стен.

Контейнер системы охлаждения - это открытый контейнер, который включает в себя четыре чиллера для охлаждения воды с резервированием по схеме 3+1, электрощит, расширительный бак и резервуары с холодной водой, расположенные на нажнем уровне. Мощность каждого чиллера – 100 кВт. Объединительный контейнер может использоваться в качестве центрального пункта управления и мониторинга, а также предотвращает попадание осадков и пыли в ИТ- контейнеры и контейнер электропитания.

IDS1000 предназначен для быстрого размещения, легко транспортируется на грузовике, пригоден для небольших и средних ЦОД, особенно при спасательных работах во время стихийных бедствий, военных действиях и геологоразведочных работах.

МЦОД можно устанавливать кластерами для крупномасштабных проектов.

В Huawei разработали целую линейку МЦОД. Контейнеры могут быть рассчитаны на низкую плотность оборудования (65 кВт, воздушное охлаждение), среднюю плотность (60-180 кВт), высокую плотность (120-360 кВт) или очень высокую плотность оборудования (440 кВт), когда в контейнере размещаются серверы специальной конструкции. Последние три варианта используют водяное охлаждение.

МЦОД – это отсутствие строительных проблем и соблюдение сроков строительства, возможность быстрой переброски в труднодоступные места (например, в места геологоразведки), эффективное использование площадей, снижение расходов на аренду помещений, высвобождение OPEX для других проектов, оптимизация энергопотребления, снижение расходов на электроэнергию за счет более компактного решения, повышение надежности за счет дублирования оборудования или резервирования существующего ЦОД и, наконец, это снижение стоимости по сравнению с традиционным ЦОД до 80%.

Такой контейнерный ЦОД способен обслуживать достаточно крупное предприятие, насчитывающее более 2 тыс. сотрудников, а применение модульных серверов позволяет удвоить вычислительные мощности. Благодаря гранулярности и модульности удается сохранить CAPEX и OPEX на достаточно низком уровне. Он изготавливается за десять недель, а устанавливается за неделю. Все оборудование перед поставкой предварительно настраивается на заводе.

Сравнение CAPEX и OPEX традиционного центра обработки данных (слева) и тестового МЦОД (справа) (по данным Huawei).

Решение использует интеллектуальную систему управления Huawei iFOS, динамически регулирующую энергоснабжение и охлаждение в соответствии с нагрузкой платформы облачных вычислений. Новое поколение модульной инфраструктуры для центров ЦОД — это унифицированное планирование всех компонентов ЦОД, низкое энергопотребление (PUE менее 1,2), возможность развертывания по требованию. Эти решения позволят заказчикам сократить эксплуатационные расходы более чем на 30%.

Модульный кабинет IDS2000

Модульный кабинет IDS2000 — это эффективное охлаждение и энергопотребление, быстрая реализация. Требования к размещению: высота < 2.6 м, площадь < 4 кв. м. / стойку. Монтаж занимает менее месяца.

Модульный кабинет IDS2000 предназначен для построения средних и малых ЦОД площадью менее 500 кв. м. В этом случае модульный принцип предполагает использование «модульных единиц», где каждый кабинет независим от других кабинетов. Каждый кабинет вмещает до 100 стоек, имеет блоки питания, ИБП и систему охлаждения. Вход в кабинет закрывается дверью. Система проходит заводское тестирование.

Преимущества модульной архитектуры с использованием модульного кабинета — это высокая доступность, масштабируемость и низкая совокупная стоимость владения. Данная конструкция позволяет охлаждать стойки мощностью до 20 КВт, имеет отказоустойчивый дизайн, исключающий отказ системы из-за отказа одной стойки. Горячая замена модулей в стойке сокращает длительность восстановления, а проактивная система управления помогает выявлять потенциальные проблемы.

Эта предварительно сконфигурированная система имеет практически неограниченные возможности по дополнительной конфигурации. Система проста в монтаже и обеспечивает интеграцию нескольких систем (питания, охлаждения, мониторинга). Она не требует длительного тестирования на месте, дизайн на основе заранее определенных требований снижает затраты. Снижение затрат достигается также за счет быстрого ввода в эксплуатацию и применения стандартных модулей, отсутствия строительных работ по демонтажу пола и модернизации потолка для прокладки кабелей и систем охлаждения.

Крупный модульный ЦОД

Модульные ЦОД применяются для построения центров обработки данных площадью от 500 до 5000 кв. м. Общее энергопотребление модулей рассчитывается в соответствии с потребляемой мощности на квадратный метр. Каждый модуль имеет блок питания, ИБП и систему охлаждения.

Модульный принцип предполагает разделение площадей ЦОД на несколько модулей. Площадь одного модуля составляет 300-1000 кв. м.

Для оптимизации размещенного в модулях оборудования необходимо проводить раз в два года проводить внутренний аудит модульного ЦОД. Этого достаточно для эффективной работы модульного ЦОД. Модульная архитектура ЦОД от Huawei предполагает использование энергоэффективных, «зеленых» технологий. Системы хранения данных (СХД) предусматривают интеллектуальное управление скоростью вращения вентиляторов, питание DC/AC, улучшение энергоэффективности за счет виртуальных СХД, а запатентованная Huawei технология экономии энергии обеспечивает экономию до 40%. Межсетевые экраны также имеют дизайн с низким потреблением энергии.

По данным Huawei она составляет лишь четверть от потребления в конкурентных решениях. Серверы обеспечивают интеллектуальный контроль работы ЦП, эффективное управление питанием, используют централизованное рассеивание тепла, а технология виртуализации улучшающая эффективность загрузки оборудования. В сетевом оборудовании применяется интеллектуальное управление скоростью вращения вентиляторов, а микросхемы Huawei ASIC позволяют сэкономить до 50% энергии в режиме простоя.
 

Дополнительная информация об оборудовании у  официального дистрибьютора оборудования Huawei Enterprise – компании Landata.