По большому счету неважно, один ли ИБП подает питающее напряжение на все устройства в сети или каждый серверный шкаф оснащается собственной системой резервного питания — значение имеет только результат. Производители готовы предложить продукты для обоих вариантов решения. Преимущества же и недостатки соответствующих подходов проявляются в зависимости от наличествующих условий.

Ни одна инфраструктура ИТ не обходится без защищенного электропитания, будь то серверная комната на предприятии с двумя десятками сотрудников или вычислительный центр крупной компании — все они нуждаются в постоянно доступной и свободной от помех и возмущений подаче тока от розеток. Это типичная задача бесперебойного электропитания, однако ее реализация возможна различными путями. По сути, вопрос один — отвечает ли ИБП за все системы либо каждый сервер или серверный шкаф децентрализованно подключен к небольшой системе. И то и другое решение может иметь смысл, выбор зависит только от условий пользовательской среды.

Давно существующие подразделения ИТ — из тех, что работали еще с первыми мэйнфреймами, прокладывали дорогу к открытым системам, а теперь переводят серверы х86 на многопроцессорные архитектуры, — часто предпочитают один централизованный ИБП. В таком окружении — при концентрации ИТ на небольшой площади — централизованное питание предоставляет массу преимуществ. Подобные системы занимают меньше места. Это может стать решающим фактором в быстрорастущих средах. Кроме того, ИБП может быть установлен за пределами собственно вычислительного центра. К каждому потребителю придется проложить две отдельных линии, однако преимущества выноса ИБП быстро оправдают дополнительные издержки. Самым большим плюсом оказывается выделение тепла вне вычислительного центра, ведь по мере появления чрезвычайно мощных блоков питания для серверов и оборудования охлаждение комнат с множеством компьютеров становится все более острой проблемой. Если в 1992 г. у самой производительной модели сервера блок питания имел мощность 540 Вт, то сегодняшние серверные системы потребляют более 4000 Вт. Большая часть этой мощности уходит на тепловыделение, которое необходимо отводить от машин.

Рисунок 1. Модель ИБП Galaxy 3000 от MGE использует специальные выпрямители IGBT и обладает мощностью от 10 до 30 кВА.

Если поблизости от компьютеров работает множество децентрализованных систем бесперебойного питания, то это, безусловно, приводит к повышению температуры внутри помещения. Центральный ИБП, к тому же еще и в отдельной комнате, заметно снижает издержки на охлаждение, особенно если при выборе принималась во внимание его эффективность (высокий КПД). Разница довольно заметна, считают специалисты. Некоторые ИБП применяют специальные выпрямители на биполярных транзисторах с изолированным затвором (Insolated Gate Bipolar Transistor, IGBT) и потому берут из сети почти полную мощность (см. Рисунок 1). По сравнению с другими системами их потребляемая мощность намного меньше, а значит, ниже и стоимость — до 20%. В такой же мере сокращаются и тепловые потери, что разгружает системы охлаждения.

ОБСЛУЖИВАНИЕ

ИБП, без сомнения, нуждается в обслуживании. Наряду с постоянным контролем важнейших рабочих параметров регулярной проверки и замены требуют батареи. В этом отношении преимущество централизованных ИБП очевидно: во-первых, они обладают высококачественным регулятором зарядки, с помощью которого сберегаются аккумуляторы, а во-вторых, батареи хорошо охлаждаются благодаря относительно большому объему центрального ИБП, что положительно сказывается на сроке их службы. В среднем аккумуляторы центрального ИБП приходится менять в два раза реже, чем в случае небольших децентрализованных систем.

Тот факт, что обслуживание чаще всего производится при помощи бытовой автоматики и подразделение ИТ не должно выделять на него дополнительных ресурсов, еще больше разгружает бюджет. Кроме того, администраторы могут быть уверены, что об обслуживании установки заботится компетентный персонал, прошедший инструктаж и обучение у производителя ИБП.

Однако и централизованные системы не лишены недостатка: концентрация электропитания в одном блоке ведет к появлению потенциального источника общего отказа (single point of failure). Однако в случае всех крупных централизованных ИБП легко построить избыточную конфигурацию путем параллельного включения дополнительных систем, чем достигается высокая степень готовности и масштабируемости. Благодаря параллельному включению увеличивается мощность системы. А поскольку питание подается через единственный источник, в выигрыше от избыточности и возросшей мощности оказываются все потребители. Часто централизованное решение может быть с самого начала реализовано с запасом мощности и поэтому по сравнению с небольшими распределенными ИБП требует меньших затрат.

Еще одной заботой является программное подключение систем бесперебойного питания к системе мониторинга эксплуатационных параметров для планируемых отключений подключенных серверов. Соединение единственной установки с сетью требует заметно меньших издержек, чем подключение множества систем, тем более когда они распределены по всему вычислительному центру, а их IP-адреса находятся в разных областях. К одному устройству проще обращаться из системы управления по внешнему каналу, через последовательный интерфейс или просто сеть управления.

КОНСОЛИДАЦИЯ

И все же, несмотря на предпочтительность установки централизованного ИБП в некоторых средах, для многих пользователей лучшим решением остается использование нескольких отдельных устройств. Причина в том, что при постепенном росте сети каждый новый сервер может быть снабжен собственным ИБП. Возможно, пользователь также делает ставку на повышенную избыточность за счет разделения установок. Качество защиты от этого снижаться не должно: в этом плане небольшие системы бесперебойного питания не отстают от своих старших собратьев. Устройства класса защиты VFI-SS-111, т. е. не зависящие от частоты и напряжения (Voltage-Frequence Independent, VFI), имеются и в интервале до 10 кВА, при этом они предохраняют от всех десяти типов отказов согласно классификации IEC 62040-3, а их выходное напряжение не зависит от сетевого и обладает очень близкой к синусоидальной формой с минимальными отклонениями (подробнее о классах ИБП можно прочитать в статье Штефана Мучлера «Бесперебойное питание» в мартовском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за текущий год).

Поставляемое программное обеспечение должно поддерживать наиболее распространенные операционные системы, выпускаемые Microsoft, SCO, HP, IBM, Apple, и варианты Linux, а также наглядно представлять параметры ИБП. В крупных сетях управление и снятие показаний почти всегда производятся посредством простого протокола сетевого управления (Simple Network Management Protocol, SNMP). Часто вся коммуникация между ИБП, серверами и консолью происходит по SNMP. При любом типе событий генерируется прерывание. Правда, от загружающих сеть опросов следует по возможности отказаться.

Наряду с последовательным интерфейсом или USB интерес вызывает подключение через Web. Оно облегчает мониторинг устройств в обоих случаях — при наличии как централизованной, так и децентрализованной инфраструктуры. Все параметры можно запросить через браузер Web, все данные и информация о тенденциях автоматически отправляются на консоль, чтобы пользователь мог составить полную картину сетевого питания.

ПРЕИМУЩЕСТВА ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ ИБП

Несмотря на то что значительное число компонентов в децентрализованной инсталляции влечет за собой повышение издержек на обслуживание, такая конфигурация не лишена преимуществ. Так, четкое назначение конкретных ИБП определенным серверам облегчает поиск ошибок и анализ случившегося. Работающие на пределе нагрузки ИБП легко заменить на более мощные и не слишком дорогие модели. Кроме того, затраты на эксплуатацию и приобретение ИБП могут быть заранее спрогнозированы и точно подсчитаны для приложения или сетевой службы.

Конечно, небольшой ИБП размером в 19 дюймов занимает то место в серверном шкафу, куда можно было бы установить компьютер, однако ИБП мощностью в несколько киловатт инсталлировать проще — немалый плюс для многих компаний, не обладающих собственной бытовой автоматикой. Нет необходимости в отдельной проводке, поскольку современные 19-дюймовые шкафы нередко оснащаются собственными системами распределения для питания встроенных устройств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Неважно, в пользу какого ИБП — централизованного или децентрализованного — сделан выбор: обе системы обладают своими недостатками и преимуществами (см. ниже). Выбор конфигурации осуществляется исходя из специфических требований. Кроме того, следует помнить, что среды ИТ очень динамичны. То, что еще год назад представляло собой оптимальное решение, сегодня может уступить место другому подходу.

Рольф Вальтер — сотрудник немецкого отделения MGE UPS System. С ним можно связаться по адресу: jos@lanline.awi.de.

Преимущества и недостатки централизованной и децентрализованной структур

Централизованная

Преимущества:

  • обслуживание при помощи бытовой автоматики;
  • наглядное программное управление;
  • возможность установки вне вычислительного центра (как следствие, отсутствие дополнительного выделения тепла);
  • при одинаковой мощности занимает меньше места;
  • расширение путем параллельного подключения устройств;
  • умеренные издержки на обслуживание;
  • более длительный период эксплуатации благодаря более долговечным батареям;
  • использование имеющихся кабельных структур;
  • умеренная общая стоимость по сравнению с децентрализованными ИБП;
  • несложное построение и демонтаж избыточных систем;
  • регулярное обучение обслуживающего персонала у производителя.

Недостатки:

  • необходимость резерва по мощности для обслуживания появляющихся нагрузок;
  • расходы на отдельную проводку;
  • инсталляция только силами специалистов в области электротехники;
  • высокие издержки на инсталляцию.

Децентрализованная

Преимущества:

  • четкое упорядочивание ИБП в соответствии с потребителями;
  • установка в 19-дюймовые стойки и обособленно;
  • возможность четкой привязки затрат;
  • недорогая адаптация мощности ИБП при расширении;
  • быстрота приобретения;
  • умеренные издержки на инсталляцию;
  • умеренные начальные затраты по сравнению с централизованным решением;
  • отсутствие необходимости в отдельной проводке для вычислительного центра;
  • гибкие возможности расстановки вследствие мобильности ИБП;
  • простая замена устройств.

Недостатки:

  • большие затраты на обслуживание из-за наличия многочисленных устройств;
  • повышенная температурная нагрузка на шкафы с оборудованием может повлечь за собой частую смену батарей;
  • повышенное тепловыделение;
  • высокие издержки на мониторинг множества отдельных устройств;
  • ограниченный срок жизни батарей — не более пяти лет;
  • невозможность размещения вычислительной техники на уже занятой ИБП площади;
  • сложная для восприятия структура ИБП из-за большого количества систем;
  • повышенная опасность возникновения пожара и задымления.