Обширные отключения электропитания в Северной Америке и Италии показали, насколько уязвимы инфраструктуры высокоразвитых компаний: без электричества не работают даже защищенные на первый взгляд вычислительные центры. И это может дорого обойтись, поскольку инфраструктуры многих предприятий эксплуатируются в круглосуточном режиме.
Рисунок 1. Вычислительный центр можно интегрировать в соответствующим образом оснащенный контейнер.

Даже такая страна, как Германия, не защищена от подобных катастроф. Несмотря на тщательно спланированную сеть энергоснабжения с коэффициентом готовности 99,89%, за год фиксируется более 200 перебоев напряжения, более 100 всплесков напряжения и практически ежедневно возникают помехи из-за колебаний частоты. В будущем ситуация только ухудшится: из-за либерализации рынка электричества производители электроэнергии попали под изрядный ценовой пресс. Это привело к образованию инвестиционной лакуны в генерировании и распределении тока, от чего, в свою очередь, страдают безопасность и качество электроснабжения.

Кроме того, электропитанию вычислительных центров угрожают пожары, молнии, наводнения и саботаж. Вероятные сценарии развития событий для предприятий очень неприятны, поскольку даже небольшие колебания напряжения или кратковременный перерыв в подаче питания могут послужить причиной отказа всей инфраструктуры ИТ, ведь многие компании удовлетворяются простой системой электроснабжения, не заботясь ни об избыточности, ни об источниках бесперебойного питания, ни о защите от перенапряжения.

ПОДАЧА ПИТАНИЯ

Основой для нормальной работы вычислительного центра является бесперебойная и безотказная подача питания извне. Для этого подключение к сети должно обеспечиваться как минимум одним, а лучше двумя независимыми друг от друга фидерами. Если, например, экскаватор повредит кабель, то вторая цепь питания останется целой. При нарушении обоих подключений активизируются автономные резервные системы, куда входят генераторы аварийного питания. В некоторых вычислительных центрах они снабжаются запасом топлива, достаточным для поддержания работы в продолжение семи дней. Однако и такие системы не в состоянии гарантировать бесперебойную подачу тока: после отказа питания синхронизация генераторов, в зависимости от их количества, занимает до 20 с.

БЕСПЕРЕБОЙНОЕ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ

На время переключения на питание от генераторов должны включаться источники бесперебойного питания (ИБП). Однако не все типы ИБП предназначены для работы в вычислительных центрах. Простые автономные или резервные ИБП передают ток потребителю без его фильтрации. Лишь при сильном снижении или полном исчезновении напряжения они подключают батарею посредством инвертора, на что уходит несколько миллисекунд. Повышенное и пониженное напряжение, а также кратковременные отказы питания могут нанести вред серверам, поэтому подобные системы годятся лишь для защиты некритичных систем ИТ, например персональных компьютеров.

И напротив, отличными характеристиками обладают системы активного типа. Предприятиям придется делать выбор между динамическими и статическими ИБП в зависимости от индивидуальных потребностей. Динамическая система с постоянно вращающимся маховиком подает ток на байпас. При прерывании основного питания маховик продолжает вращаться и непосредственно снабжает системы ИТ током. Однако эти установки достаточно дороги и требуют тщательного ухода, а необходимое напряжение подается на протяжении только первых 3 мин после отказа. Статические же ИБП преобразуют сетевой переменный ток в постоянный, от которого непрерывно перезаряжаются подключенные батарей. Интегрированный инвертор переводит постоянный ток от выпрямителя или батареи в переменное напряжение для питания информационных устройств. Продолжительность выработки тока определяется емкостью батарей — от 5 до 60 мин. Дополнительные фильтры обеспечивают синусоидальное выходное напряжение, без его снижения и повышения, а также без наложения частот.

Выбор ИБП зависит от свободного места, необходимой мощности, а также ее ожидаемого прироста в будущем. В любом случае ИБП должны быть реализованы избыточно.

Отказоустойчивый вычислительный центр должен иметь в каждой области нагрузки три автономных питающих шины, контроль за которыми реализуется независимо. Раздельная подача тока позволяет осуществлять избыточное А- плюс В-питание каждого отдельного сервера от ИБП с мощностью 1 кВт на 1 м2. Третья шина служит для подачи энергии ко всем некритичным системам, обеспечивающим поддержание климата, вентиляцию и освещение.

Однако некоторые серверы обладают лишь одним блоком питания. В таком случае нельзя гарантировать высокую готовность даже при избыточном А- плюс В-питании. Возможное решение предусматривает наличие переключателей, которые в критический момент автоматически и без задержки переключают подачу тока с контура А на контур В. Недостатком является большое потребление электрической энергии таким переключателем.

ОГОНЬ И ВОДА

Даже тлеющий пожар может привести к немедленному отключению электропитания. По этой причине при строительстве вычислительных центров применяются негорючие или трудновоспламеняемые материалы. Опасность возгорания заметно снижается при разделении здания на отдельные пожарные секции. Датчики пожарной сигнализации контролируют состав воздуха и в случае опасности включают сигнализацию. Установка тушения огня заполняет комнату аргоном. Вытесняя воздух, он уменьшает тем самым концентрацию кислорода и таким образом гасит огонь.

Влага часто становится причиной коротких замыканий. Поэтому в вычислительном центре должны быть установлены датчики влажности на полу и потолке, а также на всех трубопроводах с водой для охлаждения. Кроме того, подводящие линии необходимо оснастить пародиффузионной изоляцией.

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР

Неправильное поведение людей способно привести к нарушению электропитания и вызвать незапланированный простой систем. Основное правило гласит: квалифицированный, специально обученный персонал, строго продуманные процессы и четкое следование планам обслуживания — ключевые факторы для предотвращения внутренних ошибок. Специализированное программное обеспечение, в частности автоматические системы управления оборудованием, призвано обеспечить соблюдение этих условий. Неправомерные действия можно предотвратить, ограничив доступ в вычислительный центр и установив соответствующее наблюдение. В идеальном случае от несанкционированного доступа защищают надежные заборы и видеонаблюдение за всем зданием. Датчики регистрируют вибрации и в случае прикосновения к ограждению включают сигнализацию. Кроме того, вычислительный центр должен круглосуточно охраняться обученным и проверенным персоналом.

К средствам основной защиты офисных зданий, в том числе и аппаратных комнат, относятся контроль доступа при помощи магнитных карт, коды безопасности или биометрические методы. Внутри помещения рекомендуется установить датчики движения, светочувствительные сенсоры и камеры наблюдения.

Рисунок 2. Электропитание зон клиентов с высокой готовностью в вычислительном центре Steag.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многие предприятия не в состоянии обеспечить стандарты безопасности для собственных вычислительных центров — слишком высока стоимость инвестиций и эксплуатации. Поэтому все чаще они обращаются к услугам аутсорсинга.

Однако бесперебойное питание должно иметь безусловно наивысший приоритет. Целесообразно привлечь к планированию безотказного вычислительного центра квалифицированного специалиста и обеспечить выполнение основных требований безопасности, чтобы системы ИТ работали даже тогда, когда повсюду царит темнота.

Рольф Йедановски — специалист Steag Energie-Contracting. С ним можно связаться по адресу: db@lanline.awi.de.

© AWi Verlag