Запах нового шкафа

Заметки по подготовке спецификации и проектированию мест для размещения сетевого оборудования.

Bыбирая новый автомобиль, потенциальные покупатели чаще всего четко представляют себе, что хотят. Естественно, они тщательно обдумывают тип кузова, цвет, внутреннюю отделку или дополнительное оборудование. Без внимания не остаются и компоненты, которые выходят за рамки базовой комплектации. В большинстве случаев все это ведет к увеличению стоимости покупки, и поэтому не так уж редко приходится отказываться от различных дополнений, чтобы окончательная цена оказалась на приемлемом уровне.

Так почему бы не подсчитать стоимость нового автомобиля без кондиционера? И кому нужен круиз-контроль или датчик температур? Если нет датчика, зачем тогда радиатор и вентилятор? Почему просто не понадеяться на то, что двигатель никогда не будет перегреваться? Амортизатор? Ну, будет ваша езда немного тряской. Кому от этого плохо? Все это, конечно, смешно, но, к сожалению, именно таким образом принимаются многие решения при покупке сетевого оборудования.

Как только достигнуты договоренности о реализации новой информационной сети и принято решение о выделении конкретной суммы, сразу же предпринимаются попытки уменьшить эту цифру. Из спецификации начинают исключать дополнительные возможности, вне зависимости от того, насколько они нужны. О некоторых из них, возможно, вообще никогда не зайдет речь, несмотря на их крайнюю необходимость (если не абсолютную критичность) для производительности, надежности и долговечности службы. В конце концов, определенные элементы сетевой архитектуры нельзя считать только простыми дополнениями, их следует воспринимать как абсолютно необходимые вещи.

КОМПРОМИСС

В не столь отдаленном прошлом сетевое оборудование устанавливалось там, где находилось для этого место: на объединительных панелях, в открытых стойках с оборудованием (монтируемых на стене или установленных на полу) и, изредка, в закрытых монтажных шкафах. Зачастую системы превращались в нагромождение подключенных друг к другу блоков, компонентов, панелей, пассивной и активной электроники, источников питания, трансформаторов, ИБП, предохранителей и т. д. и т. п. В результате получался запутанный клубок из кабелей и проводов вкупе с пестрым «букетом» оборудования, которое не всегда оказывалось совместимым, как предполагалось вначале. Подобного рода ситуация нередко заставляет переходить от старой модели к усовершенствованной, высокопроизводительной системе.

Предположим, все электронные компоненты решено разместить в современных фирменных закрытых монтажных шкафах, а не в открытых стойках или монтируемых на стене щитах. Новая система будет аккуратной, четко организованной, логичной, выверенной, отказоустойчивой и во многом превзойдет старую на долгие годы вперед, на что хочется надеяться. Большинство подключаемых панелей, соединителей, блоков и пассивных компонентов можно разместить практически в любом месте, если они корректным образом соединены друг с другом, но в случае активной электроники это не всегда так. Разнообразие применяемого сейчас оборудования все более усложняет выбор, учитывая, что приходится принимать во внимание бесконечный список требований к условиям окружающей среды и потребляемой энергии, не говоря уж о правилах сейсмической безопасности там, где это актуально.

ВНЕШНЯЯ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТЬ

К чему это все приводит? Факты свидетельствуют, что дело заключается не просто в выборе внешне привлекательного монтажного шкафа и последующей установки оборудования внутри него, что было бы, по меньшей мере, естественно. Но проектировщики систем ИТ должны изучить и некоторые незнакомые им физические и электрические параметры, если они хотят обеспечить надлежащий контроль нагревания, охлаждения, температуры и влажности, воздухообмен, сейсмоустойчивость конструкции и оборудования. Любая из названных областей может оказаться ахиллесовой пятой, если ее проигнорировать в процессе принятия решения. В данном случае существует очевидная альтернатива: либо иметь эксперта, который смог бы выбрать и рекомендовать соответствующее аппаратное обеспечение и оборудование, либо самим стать экспертом по каждому направлению, что весьма непросто. Вывод отсюда следующий: это должно быть сделано (не важно, каким образом!), если стремиться к тому, чтобы новая система работала в течение всего жизненного цикла инфраструктуры.

В одном случае может быть предложено решение, предусматривающее размещение всего оборудования в закрытых монтажных шкафах; в другом — в шкафу устанавливаются только активные компоненты, а пассивные модули монтируются в открытых стойках или секциях. Каждая конкретная ситуация просчитывается индивидуально с учетом специфики помещения, где предполагается разместить аппаратуру. А поскольку такие решения могут значительно отличаться по размеру, назначению и сложности, мы не будем детально останавливаться на данном вопросе.

С чего следует начинать подготовку окончательной концепции размещения закрытых монтажных шкафов? Из чисто прагматических соображений, как упоминалось выше, следует пригласить эксперта. Это было бы разумно, особенно если проект единичный (да и качество работы было бы гарантированным). Мало кто из менеджеров по ИТ может в уме переводить ватты в британские термические единицы (British Thermal Unit, BTU). Когда в последний раз вам приходилось слышать, как специалисты по ИТ обсуждают уровень теплообмена, вентиляторы с фильтрами высокой или низкой плотности, вентилятор обдува и CFM (кубические футы в минуту)? Еще с большими трудностями сталкиваются те, кому приходится иметь дело с более сложными проектами по размещению оборудования, где предусматривается установка множества монтажных шкафов, полов с вытяжкой и другими уникальными требованиями.

В распоряжении тех, кто просто не может отказаться от искушения сделать все самому, имеется несколько приемлемых вариантов. Производители монтажных шкафов предлагают материалы, а также интерактивные каталоги, документы PDF и, в отдельных случаях, свободно загружаемое программное обеспечение, способное оказать помощь в расчете базовых требований и ограничений (см. Таблицу).

Следует отметить, что ответ на этот вопрос потребует более серьезных раздумий, чем просто остановить свой выбор на воздухозаборных и вытяжных вентиляторах и установке их в монтажном шкафу. Всем известно, что теплый воздух поднимается вверх, а ближе к полу он более прохладный. Так почему бы не разместить воздухозаборные вентиляторы в нижней части монтажного шкафа, а вытяжные — сверху? Для начала неплохо, но было бы полезно знать, какова оптимальная температура для нормального функционирования оборудования, какие устройства будут установлены и насколько высокой окажется совокупная температура, когда все они начнут работать одновременно.

УПРАВЛЕНИЕ КЛИМАТОМ

Активные устройства излучают тепло. Это просто. Но весь вопрос в том, как определить, сколько именно тепла излучается. Хорошо известно, что более новые, высокоскоростные процессоры могут «спалить» себя буквально за несколько секунд, если должным образом не охлаждаются и не вентилируются. Монтажный шкаф с серверами или центральными процессорами, концентраторами, маршрутизаторами, шлюзами, мостами-маршрутизаторами, источниками бесперебойного питания и множеством других устройств может генерировать довольно много тепла. Помните, в TIA-569-A рекомендуется температура от +18 до +25?C и влажность от 30 до 55%; однако эти параметры относятся, главным образом, к внешним условиям в комнате или помещении, а не внутри закрытого масштабного шкафа. И не существует единого решения для монтажных шкафов одного и того же размера, в которых размещается разное по типу и количеству оборудование.

Температура в верхнем отделе закрытого монтажного шкафа легко может достигать +55?С или выше, если предварительно не были сделаны необходимые расчеты. Один компонент с тепловой нагрузкой 400 Вт надежно работает с обдувом 50-60 CFM. Однако, когда в тот же самый монтажный шкаф устанавливается оборудование, потребляющее дополнительную энергию, вполне разумно предположить, что CFM должны быть пересчитаны с учетом увеличившейся тепловой нагрузки. Хотя, возможно, эффект не будет заметен сразу, но совсем скоро это скажется на всех компонентах.

Некоторые монтажные шкафы разработаны и оснащены таким образом, чтобы гарантировать охлаждение оборудования, причем вентиляторы устанавливаются внутри шкафа как внизу, так и сверху, а также в массиве. Во многих случаях для монтажа оборудования применяются перфорированные или имеющие специальные щели полки для улучшения циркуляции воздуха в шкафу. Управление циркуляцией воздуха и охлаждением оборудования осуществляется с помощью разнообразных переключателей контроля температуры и системы управления теплообменом, и они, безусловно, полезное вложение средств.

Помимо параметров охлаждения и/или вентиляции у каждого из монтажных шкафов свои требования к уровню энергопотребления и электропитания, и этот вопрос требует дополнительного изучения. У проектировщиков имеются неограниченные возможности выбора в любой из категорий, с учетом всевозможных комбинаций количество окончательных конфигураций неисчислимо.

Например, вентиляторы выпускаются самого разного размера, от 12,5 до 30 см в диаметре. В случае необходимости они объединяются вместе по нескольку штук и способны поддерживать воздухоток от 30 до 550 CFM каждый. Кроме того, нужно выбрать плотность фильтрации (низкая или высокая) или вообще от нее отказаться. Сейчас уже должно быть совершенно ясно, что эти решения необходимо тщательно проанализировать. Другими словами, разумнее обратится все-таки к специалисту в соответствующей области.

Заметим, ничто из написанного здесь не будет точно (или даже примерно) отражать итоговое решение для конкретных инсталляций. Все и каждые из них уникальны и зависят от условий в определенном помещении. Мы стремились убедить читателей, как важно осознать актуальность затронутых здесь вопросов, изучить их, исследовать и тщательно реализовать прежде, чем подавать электропитание к монтажному шкафу, хранящему весьма дорогостоящее оборудование.

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТА НА НАДЕЖНОСТЬ

Еще одна область, которую часто игнорируют или, по крайней мере, недостаточно тщательно изучают, — требования сейсмоустойчивости для конкретной зоны. Безусловно, не все землетрясения происходят в Калифорнии, и анализ местных условий убережет от неприятных и потенциально весьма дорогостоящих сюрпризов. Сейсмические условия — серьезные вопросы безопасности, и производителям монтажных шкафов очень хорошо об этом известно. Например, если монтажный шкаф соответствует оценке Bellcore Zone 4 и установлен в соответствии с рекомендациями производителя, то он может выдержать нагрузку до 35 кг в конкретном центре гравитации.

Во многих случаях сейсмические требования, в том числе способы дополнительного укрепления стен или видов полового покрытия, в детальном виде описываются в RFP (если, конечно, эти предложения были должным образом подготовлены). Однако при отсутствии RFP или других определенных директив ответственность, как правило, ложится на проектировщика кабельных систем. Этот специалист может быть непревзойденным знатоком в кабелях Категории 5, 5e, 6 и 7 или великолепно разбираться в волоконно-оптических соединениях, но требования сейсмозащиты для него, скорее всего, совершенно незнакомая область. И опять-таки, столь специальные вопросы, возможно, лучше оставить экспертам в соответствующих областях, каковыми нередко являются сами производители стоек и монтажных шкафов.

СЧАСТЛИВЫЙ ОБЛАДАТЕЛЬ

Мы предлагаем несколько авторитетных источников (см. Таблицу), где можно найти информацию об оптимальной конструкции монтажных шкафов, их охлаждении, сейсмоустойчивости, EMI/RFI и о других вопросах. Если все это изучить, тщательно продумать и правильно использовать, у менеджеров по ИТ, работающих с сетями, будет значительно меньше проблем, и уровень риска некорректной работы оборудования окажется намного ниже. Поэтому выбирайте то, что вам нравится... и не забывайте о дополнительных возможностях!