Еще несколько лет назад было достаточно оснастить серверные шкафы однофазными колодками с множеством розеток, для которых предельно допустимая нагрузка не превышала 16А. Сегодня потребность компонентов ИТ в электроэнергии заметно возросла и продолжает увеличиваться. Соответственно меняются требования, предъявляемые к системам энергообеспечения и распределения. Модульные концепции могут оказаться выгодным решением при условии, что они реализуются избыточно и содержат несколько независимых электрических контуров.
Как правило, потребляемая энергия поступает на предприятие через низковольтное распределительное устройство. Для дальнейшего распределения питания в ЦОД можно использовать специальные модульные шкафы. На рынке представлены решения, которые хоть и должен монтировать электрик, но для переключения вторичных распределителей специальной подготовки не понадобится, поскольку эти устройства выполнены в виде сертифицированных модулей и имеют защиту от прикосновения. Системы распределения питания в серверных шкафах зачастую выполняются так же, и для внесения изменений вмешательства электрика не потребуется.
ИБП
Один из наиболее важных компонентов концепции управления электроэнергией в центре обработки данных — обеспечение бесперебойного питания с помощью систем ИБП. Современные среды ИТ пребывают в состоянии непрерывных изменений и отличаются высокой потребностью в энергии. Таким образом, ставка на модульные концепции ИБП, расширяемые в соответствии с потребностями ЦОД, представляется вполне оправданной. Кроме того, за умеренные деньги можно обеспечить избыточность систем, необходимую для сред высокой доступности.
Например, модульный ИБП, состоящий из четырех модулей по 40 кВт и одного дополнительного модуля, обеспечивает мощность 160 кВт с избыточностью по принципу N+1. В случае традиционного решения для достижения необходимой избыточности придется устанавливать две отдельные системы ИБП по 160 кВт каждая.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ РОЗЕТОЧНЫЕ БЛОКИ
Когда речь идет об управлении электропитанием на уровне шкафов, то на первый план выходят наглядность, порядок и простота обслуживания. В идеале розеточные блоки для ЦОД должны иметь различные вставки, предназначенные, к примеру, для применения в разных странах. У современных розеточных блоков эти вставки можно менять даже без прерывания работы системы. Кроме того, устройства старшего класса обладают опциями контроля и администрирования посредством HTTP или SNMP, а также функцией управления доступом, гарантирующей, что менять настройки розеточных блоков сможет только уполномоченный персонал. В базовой комплектации некоторых серверных шкафов уже предусмотрены вертикальные несущие шины для трехфазового питания, что облегчает работу по прокладке кабелей и монтажу оборудования — нужно лишь вставить модули с розетками в эту шину.
Если в ЦОД предъявляются высокие требования к безопасности, то имеет смысл установить автономную систему отключения электропитания. В случае опасности она прекратит подачу электричества или, с помощью контролирующего ПО, отключит оборудование. Это произойдет, если контрольные системы распознают критическую ситуацию, например, появление дыма или возгорание.
Кроме того, на последней выставке CeBIT несколько производителей представили активные, или интеллектуальные, модули систем питания, которые замеряют не только общее энергопотребление, но и расход электроэнергии на каждой розетке (см. Врезку «Рынок решений для управления электроэнергией в ЦОД»). Благодаря этому администратор получает сведения о потреблении энергии отдельными серверами и периферийными устройствами и управляет ими посредством систем администрирования шкафов или ЦОД. Такие интеллектуальные блоки распределения питания (Power Distribution Unit, PDU) отображают величину расхода с помощью светодиодов или выводят данные на дисплеи.
У модулей компании Rittal способ отображения автоматически подстраивается под положение при монтаже, чтобы исключить возможность ошибочной трактовки. Цветная кодировка светодиодов, как правило, создается по принципу светофора: зеленые светодиоды сигнализируют, что дополнительных энерго-потребителей можно подключать без опасений. Желтые свидетельствуют о повышенном токе на модуле и необходимости проверки потребляемой мощности планируемых к подключению устройств, а красные указывают опасность перегрузкии системы энергоснабжения при подключении еще одного потребителя.
В Германии с июня 2007 г. действует стандарт DIN VDE 0100-410, который предписывает при монтаже новых электрических систем устанавливать устройства защитного отключения (УЗО), если в зданиях работают лица, не являющиеся техническими специалистами. Это означает, что розеточные блоки, все вторичные распределители и распределительные шкафы должны защищаться интегрированными защитными выключателями, которые предохраняют людей от воздействия разностных токов. Последние возникают, когда через какой-нибудь проводник (к примеру, недостаточно хорошо изолированный кабель) происходит утечка тока из системы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Модульные системы, отвечающие за распределение, администрирование и поддержание энергетических потоков в ЦОД, обеспечивают владельцу ЦОД лучший контроль и облегчают процесс внесения изменений. При этом ИБП, распределительные шкафы и интеллектуальные розеточные блоки должны внедряться в систему администрирования ЦОД и быть взаимосовместимыми. Кроме того, подобные системы могут значительно облегчить работы по планированию, монтажу оборудования и прокладке кабеля.
Фолькер Шмидт — менеджер по продукции и решениям для ЦОД (Data Center Solutions) компании Rittal.
© ITP Verlag
Рынок решений для управления электроэнергией в ЦОД
Решения, аналогичные представленным в статье, предлагают компании Rittal, APC, Knuerr/Emerson, Schroff и AEG Power Solutions. Правда, блоки распределения питания от APC и AEG Power Solutions не осуществляют замер расходуемой энергии на каждой розетке. Обеспечивая управление энергопотреблением на уровне розеток, Knuerr и Schroff делают ставку на интеллектуальные блоки распределения питания компании Raritan, позволяющие регулировать и контролировать состояние каждой розетки. Кроме того, «интеллектуальные» розеточные блоки предлагают Avocent, Bachmann, Eaton, Leunig и Cheops Elektronik. Тем, кому необходима более детальная информация и, к примеру, возможность распознавать и предотвращать нелинейные нагрузки или несимметрично нагруженные фазы в трехфазной сети, стоит присмотреться к решениям для управления электроэнергией, разработанным специалистами Citem.
Если предприятие намерено ограничиться контролем за потреблением электроэнергии серверами, то для управления энергией можно использовать решение Power Executive — расширение программного обеспечения для системного управления Director от IBM. Аналогичное предложение готовит Bull, оно будет дополнено административными решениями от Cassatt.
Помимо частных решений, существуют всеохватывающие подходы к управлению электроэнергией в ЦОД: к примеру, компания APC в партнерстве с CA предлагает интегрированное решение, в рамках которого APC предоставляет инструменты для оценки и оптимизации расхода энергии в ЦОД на физическом уровне, а CA интегрирует эти данные в eHealth Network Performance Manager. Rittal со своим решением для контроля в ЦОД пошла по аналогичному пути: в этом году ожидается его интеграция в Microsoft System Center Operation Manager (SCOM). Avocent использует собственные «ноу-хау» и недавно представила решение для планирования и документирования в ЦОД, в которое она собирается интегрировать собственное многофункциональное решение для мониторинга сети DSView 3, базирующееся на использовании технологии KVM. Кроме того, открытые интерфейсы API должны обеспечить возможность привязки дополнительных приложений. Это позволит предприятию объединить администрирование ИТ и инженерных подсистем и получить действительно целостную структуру обработки данных. Как видим, развитие направлено на формирование единой концепции документирования корпоративных сетей и управления ими, причем, если понадобится, все функции контроля можно будет настроить для работы в реальном времени. Сотрудники службы технической поддержки отдела ИТ или управления инженерными подсистемами смогут получать информацию, предназначенную специально для них, и быстро обмениваться актуальными сведениями о поставленных задачах в случае возникновения проблем в ЦОД.
Как на самом деле должно выглядеть управление электропитанием высокодоступного ЦОД, можно увидеть на примере конфигурации ЦОД компании Mesh, предоставляющей услуги по размещению и обслуживанию инфраструктуры ИТ (Сolocation). Этот ЦОД находится в Дюссельдорфе. За подачу энергии отвечают несколько избыточных систем. Четыре устройства ИБП (Liebert NX) обеспечивают избыточность по схеме N+1. Общая потребляемая мощность составляет 600 кВт, причем каждый из примерно двухсот серверных шкафов потребляет 3-3,5 кВт. Подключение к разным городским электросетям обеспечивает ЦОД двойную избыточность (см. Рисунок 3). Если при подаче электричества все же произойдет сбой, свинцовые батареи автоматически обеспечат подачу энергии на срок до десяти минут. Дополнительно включатся дизельные агрегаты.
Каждый серверный шкаф оснащен двумя избыточными шинами для электропитания. В случае отказа какого-либо подключенного устройства пострадавшая шина самостоятельно отключится, чтобы предотвратить короткое замыкание. Остальные устройства будут по-прежнему получать питание по второй шине. Для подсчета расхода электроэнергии используются счетчики класса точности 1, где допустимые отклонения в показаниях не могут превышать 1%. Посредством защищенного паролем индивидуального доступа по сети Internet клиенты могут считывать показатели в реальном времени. Работа ЦОД контролируется 24 часа в сутки, поэтому его владельцы и обслуживающий персонал смогут безотлагательно предпринять необходимые меры в случае возможных сбоев или коротких замыканий.
Дорис Пипенбринк