Блок распределения питания это
Блок распределения мощности (PDU) - это форма оборудования, которая используется для управления распределением мощности среди нескольких получателей. Использование этого типа устройства помогает гарантировать, что все необходимое оборудование получает достаточный запас энергии, даже если основной источник питания временно недоступен. Одним из наиболее распространенных примеров блока распределения питания является источник бесперебойного питания (ИБП), который используется для поддержания работоспособности компьютерных рабочих станций и внутренних сетей во время сбоя питания.
На сегодняшний день существует два основных типа оборудования распределительных устройств. Один из них известен как стоечные устройства PDU. Блоки этого типа помогают обрабатывать уровень напряжения и ток от источника питания, так что подача питания на определенные устройства достаточна, но недостаточна для перегрузки любой схемы. Этот процесс может включать преобразование электрического потока некоторым образом, например, адаптацию однофазного источника энергии в многофазный поток энергии. Использование этого типа распределительного устройства широко распространено в ряде приложений, включая управление подачей энергии в компьютерные системы или оборудование, используемое для создания световых шоу на концертах или даже для управления системой освещения для сценического производства.
Вторым классом блока распределения питания является PDU, установленный на тяжелом полу. Этот тип устройства, по существу, обрабатывает энергию, полученную от основного источника, и распределяет ее на устройства меньшего размера на основе определенного процесса распределения. Как видно из названия, этот тип юнитов обычно больше и постоянно размещен. Это отличается от стоечных блоков, которые можно легко перемещать, чтобы удовлетворить любые потребности, которые могут возникнуть.
В то время как некоторые конструкции для блока распределения питания требуют ручного управления на месте, есть модели, которые оборудованы для удаленного доступа и управления. Дистанционное управление PDU становится все более распространенным в ряде бизнес-настроек, что позволяет не только активировать блоки для удовлетворения какой-либо чрезвычайной ситуации, но и управлять функциями этих блоков, не полагаясь исключительно на запрограммированные протоколы распределения энергии. Такой подход может облегчить работу в любой ситуации, когда может потребоваться возможность удаленного доступа к блокам и выключения некоторых из них, не требуя, чтобы отключение проводилось локально, и, возможно, подвергая людей риску в чрезвычайной ситуации.
— один из важнейших элементов системы распределения электропитания любого ЦОДа. В ЦОДе среднего размера используются сотни БРП. Сегодня поговорим о том, какую роль они играют как часть инженерной архитектуры дата-центра, какие параметры БРП наиболее важны для клиентов с точки зрения их функциональности.
Любой ИТ-шник знает, что к основным функциям БРП можно отнести поддержку надежного электропитания и защиту от перегрузок. Это базовый набор, который должен выполнять БРП любой модели от любого производителя. Тем не менее на рынке представлены разные виды изделий, которые отличаются друг от друга по параметрам и функциональности. Как сделать правильный выбор? Как разобраться в необходимых характеристиках?
Если говорить о ключевых параметрах БРП, прежде всего нужно понимать, что они эксплуатируется в достаточно жестких условиях: устанавливаются в задней части шкафа, где мало места, но много коммутационных шнуров, высокая (до 50°С) температура и т. д. Это значит, что в первую очередь важны такие качества этих решений как надежность и удобство эксплуатации.
Надежность означает, что изделие обеспечивает безопасную эксплуатацию оборудования и не создает проблем. Что БРП собран и протестирован на надежность соединений, что используемые автоматы защиты выдерживают рабочий температурный диапазон без снижения своих характеристик.
Параметр удобства предполагает компактность изделия: оно должно легко монтироваться в шкаф и не «конкурировать» за место с другими коммуникациями, не мешать их работе. В идеале БРП должен быть малогабаритным и низкопрофильным. Экономия полезного пространства машинного зала в силу компактности изделий и различных типов конфигурации БРП может составить до 10%.
Некоторые модели БРП для большего удобства оснащаются специальными разъемами с фиксацией кабеля. Фиксатор служит для того, чтобы кабель не разболтался или случайно не отделится от БРП при манипуляциях, которые совершают сотрудники, обслуживающие серверное оборудование. Выдернуть кабель из таких БРП можно, только нажав специальную кнопку. Также стоит обратить внимание на использование автоматов защиты с блокировкой от случайного отключения.
С точки зрения функциональности всю линейку БРП решений можно разделить на три вида:
- Базовые (без «интеллектуальной» составляющей),
- БРП с мониторингом (позволяют вести учет потребления тока, контролировать показания датчиков и удаленно предоставляют заказчику полную картину по состоянию питания),
- БРП с мониторингом и управлением, в том числе порозеточно.
Базовые модели
обычно выполняются в двух видах:
- В горизонтальном исполнении, занимают 1U, поддерживают 1 или 2 типа разъемов, оснащены выключателями или термопредохранителями. Такие модели обычно востребованы компаниями из сегмента СМБ. Они обычно арендуют несколько юнитов в шкафу и не предъявляют повышенных требований к БРП.
- В вертикальном исполнении (Zero U), имеют низкопрофильный дизайн корпуса и высокую плотность разъёмов, оснащены автоматами с защитой от случайного отключения и поддерживают разные типы разъемов. Для таких устройств главное – это надежное питание для большого количества оборудования (до 42 розеток на борту).
Интеллектуальные БРП
выполняют такие же базовые функции, но не ограничиваются ими:
Блоки распределения питания (БРП) с мониторингом С3 Solutions реализуют мониторинг потребляемой мощности и параметров окружающей среды. БРП позволяют подключать несколько датчиков разного типа: температуры, влажности, контроля доступа, дымообнаружения, утечки воды
Пользовательские уставки позволяют предупреждать о слишком высоком или низком значении параметра до того, как произойдет критическое событие. Пользователи имеют доступ к настройке параметров через защищенный веб-интерфейс, с помощью протоколов SNMP или Telnet, а также с помощью клиентского программного обеспечения.
Умные БРП могут обеспечивать групповое управление несколькими устройствами (управление такой группой осуществляется через единый WEB-интерфейс с одного IP-адреса) и осуществлять многопользовательский доступ с настройкой политик доступа.
Управляемые БРП поддерживают вышеперечисленные функции мониторинга, но кроме того:
Управляемые Блоки распределения питания С3 Solutions могут использовать несколько сценариев управления. Розетки могут включаться и выключаться по расписанию, в определённой последовательности или по специальному алгоритму. Например, включается розетка «А», и только через 10–15 секунд — розетка «Б». Еще один вариант управления — с помощью функции Super Ping. В этом случае БРП с помощью своей системы мониторинга постоянно обращается (посылает команду Ping) к определенному сетевому устройству и ждет от него ответа. Если устройство перестает отвечать, то БРП может, например, перезагрузить конкретную розетку.
Интеллектуальные БРП обеспечивают поддержку всех сетевых протоколов и могут интегрироваться с высокоуровневыми системами мониторинга, и в целом учитывать все технические возможности, которые нужны при эксплуатации в сложных инженерных средах. Такого рода модели пользуются спросом у «продвинутых» ИТ-компаний и в крупных ЦОДах.
C3 Solutions производит кастомизированные решения, которые могут настраиваться под задачи конкретного заказчика, если в этом есть необходимость. В качестве примера могу привести наш проект для одного из крупнейших банков России. Специально по их требованиям мы выпустили серию двухцветных БРП с фиксацией кабеля в разъеме и зеркальным расположением розеток для каждого цвета. БРП монтировались в стойку с двух сторон, при этом зеркальное расположение облегчало коммутацию эксплуатирующему персоналу. Также в рамках проекта в поставку были включены шнуры питания двух цветов: во избежание путаницы каждый из проводов был синего либо красного цвета и коммутировался в соответствующий БРП. Подобная цветовая маркировка помогает избегать ошибок при подключении оборудования.
Одна из стоек внутренней виртуализации. Заморочились с цветовой индикацией кабелей: оранжевый обозначает нечетный ввод по питанию, зеленый – четный.
Мы тут чаще всего рассказываем про “крупняк” – чиллеры, ДГУ, ГРЩ. Сегодня речь пойдет о “мелочах” – розетки в стойках, они же Power Distribution Unit (PDU). В наших дата-центрах более 4 тысяч стоек, забитых ИТ-оборудованием, поэтому в деле я видел много всякого: классические PDU, “умные” – с мониторингом и управлением, обычные блоки розеток. Сегодня расскажу, какие PDU бывают и что лучше выбрать в конкретной ситуации.
Какие бывают PDU
Простой блок розеток. Да, тот самый, который живет у каждого дома или в офисе.
Формально это не совсем PDU в смысле промышленного использования в стойках с ИТ-оборудованием, но и эти устройства имеют своих поклонников. Единственный плюс такого решения – дешевизна (стоимость стартует от 2 тыс. руб.). Еще они могут выручить, если используешь открытые стойки, куда стандартный PDU никак не впихнуть, а терять юниты под горизонтальный PDU не хочется. Это снова к вопросу об экономии.
Минусов сильно больше: у таких устройств не всегда есть внутренняя защита от КЗ и перегруза, мониторить показатели и тем более не получится управлять розетками. Чаще всего размещаться они будут внизу стойки. Это не самое удобное положение розеток для расключения оборудования.
В общем, “пилоты” можно использовать, если:
- у вас тысячи серверов и вам нужно сэкономить,
- вы можете себе позволить вслепую подключать оборудование, не понимая, что там происходит с реальным потреблением,
- готовы к downtime оборудования.
Дешево и сердито.
Вертикальное размещение.
“Тупые” PDU. Собственно, это классический PDU для использования в стойках с ИТ-оборудованием, и это уже хорошо. У них соответствующий форм-фактор для размещения по бокам стойки, за счет чего к ним удобно подключать оборудование. Есть внутренняя защита. Мониторинга у таких PDU нет, а значит, мы не будем знать, какое оборудование сколько потребляет, и что вообще происходит внутри. Таких PDU у нас почти не осталось, и в целом они постепенно уходят из массового использования.
Стоят такие PDU от 25 тыс. рублей.
“Умные” PDU с мониторингом. У этих устройств есть “мозги”, и они умеют отслеживать параметры энергопотребления. Есть дисплей, куда выводятся основные показатели: напряжение, текущий ток и мощность. Отслеживать их можно по отдельным группам розеток: секциям или банкам. К такой PDU можно подключиться удаленно, настроить отправку данных в систему мониторинга. Они пишут логи, по которым можно посмотреть все, что с ней происходило, например, когда именно выключилась PDU.
Еще они умеют считать потребление (кВт*ч) для технического учета, чтобы понимать, сколько стойка потребляет за определенное количество времени.
Это стандартные PDU, которые мы предлагаем своим клиентам в аренду, и таких PDU большинство в наших дата-центрах.
Если будете покупать, приготовьтесь выложить от 75 тыс. рублей за штуку.
График из нашего внутреннего мониторинга PDU.
“Умные” PDU с управлением. К выше описанным умениям у этих PDU добавляется управление. Самые крутые PDU управляют и мониторят каждую розетку: можно включать/выключать, что бывает нужно в ситуациях, когда есть задача удаленно перезагрузить сервер по питанию. В этом и прелесть, и опасность таких PDU: рядовой пользователь по незнанию может зайти в веб-интерфейс, что-то нажать и одним махом перезагрузить/выключить всю систему. Да, система дважды предупредит о последствиях, но практика показывает, что даже алармы не всегда защищают от необдуманных действий пользователя.
Большая проблема “умных” PDU – это перегрев и отказ контроллера и дисплея. PDU обычно устанавливаются на задней части стойки, там, где идет выдув горячего воздуха. Там жарко, и контроллеры не выдерживают. PDU при этом не нужно менять целиком, контроллер можно поменять на горячую.
Ну и по стоимости совсем кусаче – от 120 тыс. рублей.
PDU с управлением можно узнать по индикации под каждой розеткой.
На мой взгляд, функция управления в PDU дело вкуса, а вот мониторинг – это must have. В противном случае, нельзя будет отследить потребление и нагрузку. Почему это важно, расскажу чуть позже.
Как рассчитать нужную мощность PDU?
На первый взгляд, тут все достаточно просто: мощность PDU подбирается в соответствии с мощностью стойки, но есть нюансы. Допустим, вам нужна стойка 10 кВт. Производители PDU предлагают модели на 3, 7, 11, 22 кВт. Выбираете 11 кВт, и, к сожалению, вы будете не правы. Выбрать нам придется 22 кВт. Зачем же нам такой большой запас. Сейчас все объясню.
Во-первых, производители часто указывают мощность PDU в киловаттах, а не в киловольт-амперах, что более правильно, но не очевидно для обывателя.
Иногда производители сами вносят дополнительную путаницу:
Вот тут сначала говорится про 11 кВт,
А в подробном описании речь уже о 11000 VA:
Если вы имеете дело с чайниками и подобными потребителями, то разницы между кВт и кВА не будет. Стойка на 10 кВт с чайниками будет потреблять 10 кВА. А вот если у нас ИТ-оборудование, то там появляется коэффициент (cos φ): чем новее оборудование, тем ближе этот коэффициент к единице. В среднем по больнице для ИТ-оборудования можно брать 0,93–0,95. Поэтому стойка с 10 кВт с ИТ будет потреблять 10,7 кВА. Вот формула, по которой мы получили 10,7 кВА.
Pполн.= Pакт./Cos(φ)
10/0.93=10.7 кВА
Ну и вы зададите резонный вопрос, 10,7 – это же меньше 11. Зачем нам ПДУ на 22 кВт? Есть второй момент: уровень электропотребления у оборудования будет меняться в зависимости от времени суток, дня недели. При распределении питания нужно учитывать этот момент и закладывать ~10% на колебания и скачки, чтобы в момент повышения потребления PDU не ушли в перегруз и не оставили без питания оборудование.
График потребления стойки 10 кВт за 4 дня.
Получается, что к имеющимся у нас 10,7 кВт мы должны прибавить еще 10%, и в итоге ПДУ под 11 кВт нам уже не подходит.
Модель ПДУ | Фазность | Мощность производителя, кВА | Мощность DtLN, кВт |
AP8858 | 1 ф | 3,7 | 3 |
AP8853 | 1 ф | 7,4 | 6 |
AP8881 | 3 ф | 11 | 9 |
AP8886 | 3 ф | 22 | 18 |
Фрагмент таблицы мощности конкретных моделей PDU по версии DataLine. С учетом перевода из кВа в кВт и запаса на скачки в течение суток.
Особенности монтажа
Удобнее всего работать с PDU, когда она крепится вертикально, слева и справа стойки. В этом случае она не занимает полезного пространства. Штатно в стойку можно установить до четырех PDU — два слева и два справа. Чаще всего ставят по одной PDU с каждой стороны. На каждую PDU приходит по одному вводу питания.
Стандартный “обвес” стойки — 2 PDU и 1 АВР.
Иногда в стойке нет места под вертикальные PDU, например, если это открытая стойка. Тогда на помощь приходят горизонтальные PDU. Единственное — в этом случае придется смириться с потерей от 2 до 4 юнитов в стойке в зависимости от модели PDU.
Здесь PDU съела 4 юнита. Такой тип PDU также используется, когда нужно разграничить двух клиентов в одной стойке. В этом случае у каждого клиента будет отдельная пара PDU.
Бывает, что стойку выбрали недостаточно глубокую, и сервер торчит, перекрывая PDU. Здесь самое печальное не то, что часть розеток будет простаивать, а то, что если такая PDU сломается, то придется ее похоронить прямо в стойке, или же отключать и вытаскивать все мешающее оборудование.
Не делайте так — 1.
Не делайте так — 2.
Подключение оборудования
Даже самая навороченная PDU не поможет, если оборудование подключено неправильно и нет возможности мониторить потребление.
Что может пойти не так? Немного матчасти. На каждую стойку приходят два ввода питания, в стандартной стойке два PDU. Получается, у каждого PDU свой ввод. Если с одним из вводов (читай PDU) что-то происходит, то стойка продолжает жить на втором. Чтобы эта схема работала, нужно соблюдать некоторые правила. Вот основные (полный список найдете здесь):
Оборудование должно быть подключено в разные PDU. Если у оборудования один блок питания и одна вилка, то к PDU оно подключается через АВР (устройство автоматического ввода резерва), или ATS (Automatic Transfer Switch). В случае неполадок с одним из вводов или самим PDU, АВР переключает оборудование на здоровое PDU/ввод. Оборудование ничего не почувствует.
Парная нагрузка на двух вводах/PDU. Резервный ввод спасет, только если он выдержит нагрузку упавшего ввода. Для этого нужно оставлять запас: загружать каждый ввод меньше чем наполовину от номинальной мощности, а суммарная нагрузка на двух вводах была менее 100 % от номинала. Только в этом случае оставшийся ввод выдержит двойную нагрузку. Если у вас не так, то фокус с переключением на резерв не состоится — оборудование останется без питания. Чтобы не допустить самого страшного, мы мониторим этот параметр.
Балансировка нагрузки между секциями PDU. Розетки PDU объединены в группы — секции. Обычно из 2 или 3 штуки. У каждой секции свой лимит по мощности. Важно не превышать его и распределять нагрузку равномерно по всем секциям. Ну и тут также работает история с парными нагрузками, про которую говорили выше.
Приложения с высокими требованиями к вычислительным ресурсам, а также плотное размещение оборудования в серверных шкафах вынуждают постоянно увеличивать мощность систем. В результате значительно повышаются требования к энергоснабжению в средах ИТ. Всеобъемлющие концепции, включающие в себя источники бесперебойного питания (ИБП), распределение электричества и интеллектуальные розеточные блоки не только обеспечивают администраторам лучший контроль, но и упрощают планирование решений и монтаж оборудования.
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
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.
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.
Речь пойдет о “мелочах” – розетки в стойках, они же Power Distribution Unit (PDU). Расскажем, какие PDU бывают и что лучше выбрать в конкретной ситуации.
Одна из стоек внутренней виртуализации. Заморочились с цветовой индикацией кабелей: оранжевый обозначает нечетный ввод по питанию, зеленый – четный
Одна из стоек внутренней виртуализации. Заморочились с цветовой индикацией кабелей: оранжевый обозначает нечетный ввод по питанию, зеленый – четный
Какие бывают PDU
Простой блок розеток. Да, тот самый, который живет у каждого дома или в офисе.
Формально это не совсем PDU в смысле промышленного использования в стойках с ИТ-оборудованием, но и эти устройства имеют своих поклонников. Единственный плюс такого решения – дешевизна (стоимость стартует от 2 тыс. руб.). Еще они могут выручить, если используешь открытые стойки, куда стандартный PDU никак не впихнуть, а терять юниты под горизонтальный PDU не хочется. Это снова к вопросу об экономии.
Минусов сильно больше: у таких устройств не всегда есть внутренняя защита от КЗ и перегруза, мониторить показатели и тем более не получится управлять розетками. Чаще всего размещаться они будут внизу стойки. Это не самое удобное положение розеток для расключения оборудования.
В общем, “пилоты” можно использовать, если:
- у вас тысячи серверов и вам нужно сэкономить,
- вы можете себе позволить вслепую подключать оборудование, не понимая, что там происходит с реальным потреблением,
- готовы к downtime оборудования.
“Тупые” PDU. Собственно, это классический PDU для использования в стойках с ИТ-оборудованием, и это уже хорошо. У них соответствующий форм-фактор для размещения по бокам стойки, за счет чего к ним удобно подключать оборудование. Есть внутренняя защита. Мониторинга у таких PDU нет, а значит, мы не будем знать, какое оборудование сколько потребляет, и что вообще происходит внутри.
Стоят такие PDU от 25 тыс. рублей.
“Умные” PDU с мониторингом. У этих устройств есть “мозги”, и они умеют отслеживать параметры энергопотребления. Есть дисплей, куда выводятся основные показатели: напряжение, текущий ток и мощность. Отслеживать их можно по отдельным группам розеток: секциям или банкам. К такой PDU можно подключиться удаленно, настроить отправку данных в систему мониторинга. Они пишут логи, по которым можно посмотреть все, что с ней происходило, например, когда именно выключилась PDU.
Еще они умеют считать потребление (кВт*ч) для технического учета, чтобы понимать, сколько стойка потребляет за определенное количество времени.
Если будете покупать, приготовьтесь выложить от 75 тыс. рублей за штуку.
“Умные” PDU с управлением. К выше описанным умениям у этих PDU добавляется управление. Самые крутые PDU управляют и мониторят каждую розетку: можно включать/выключать, что бывает нужно в ситуациях, когда есть задача удаленно перезагрузить сервер по питанию.
Большая проблема “умных” PDU – это перегрев и отказ контроллера и дисплея. PDU обычно устанавливаются на задней части стойки, там, где идет выдув горячего воздуха. Там жарко, и контроллеры не выдерживают. PDU при этом не нужно менять целиком, контроллер можно поменять на горячую.
Ну и по стоимости совсем кусаче – от 120 тыс. рублей.
Особенности монтажа
Удобнее всего работать с PDU, когда она крепится вертикально, слева и справа стойки. В этом случае она не занимает полезного пространства. Штатно в стойку можно установить до четырех PDU — два слева и два справа. Чаще всего ставят по одной PDU с каждой стороны. На каждую PDU приходит по одному вводу питания.
Иногда в стойке нет места под вертикальные PDU, например, если это открытая стойка. Тогда на помощь приходят горизонтальные PDU. Единственное — в этом случае придется смириться с потерей от 2 до 4 юнитов в стойке в зависимости от модели PDU.
Здесь PDU съела 4 юнита. Такой тип PDU также используется, когда нужно разграничить двух клиентов в одной стойке. В этом случае у каждого клиента будет отдельная пара PDU
Здесь PDU съела 4 юнита. Такой тип PDU также используется, когда нужно разграничить двух клиентов в одной стойке. В этом случае у каждого клиента будет отдельная пара PDU
Бывает, что стойку выбрали недостаточно глубокую, и сервер торчит, перекрывая PDU. Здесь самое печальное не то, что часть розеток будет простаивать, а то, что если такая PDU сломается, то придется ее похоронить прямо в стойке, или же отключать и вытаскивать все мешающее оборудование.
Подключение оборудования
Даже самая навороченная PDU не поможет, если оборудование подключено неправильно и нет возможности мониторить потребление.
Что может пойти не так? Немного матчасти . На каждую стойку приходят два ввода питания, в стандартной стойке два PDU. Получается, у каждого PDU свой ввод. Если с одним из вводов (читай PDU) что-то происходит, то стойка продолжает жить на втором. Чтобы эта схема работала, нужно соблюдать некоторые правила. Вот основные (полный список найдете здесь ):
Оборудование должно быть подключено в разные PDU. Если у оборудования один блок питания и одна вилка, то к PDU оно подключается через АВР (устройство автоматического ввода резерва), или ATS (Automatic Transfer Switch). В случае неполадок с одним из вводов или самим PDU, АВР переключает оборудование на здоровое PDU/ввод. Оборудование ничего не почувствует.
Парная нагрузка на двух вводах/PDU. Резервный ввод спасет, только если он выдержит нагрузку упавшего ввода. Для этого нужно оставлять запас: загружать каждый ввод меньше чем наполовину от номинальной мощности, а суммарная нагрузка на двух вводах была менее 100 % от номинала. Только в этом случае оставшийся ввод выдержит двойную нагрузку. Если у вас не так, то фокус с переключением на резерв не состоится — оборудование останется без питания.
Балансировка нагрузки между секциями PDU. Розетки PDU объединены в группы — секции. Обычно из 2 или 3 штуки. У каждой секции свой лимит по мощности. Важно не превышать его и распределять нагрузку равномерно по всем секциям. Ну и тут также работает история с парными нагрузками, про которую говорили выше.
Читайте также: