При планировании вычислительных центров весьма полезно рассмотреть ряд критериев, чтобы финансовые вложения были использованы как можно более эффективно. Ожидаемая производительность вычислительного центра определяется четырьмя параметрами: питание серверов, их размещение, климатизация и — не в последнюю очередь — мониторинг и управление. Тем самым становится возможным четкое и объективное определение целей.

Сложные приложения, быстрые процессоры, информация и коммуникация везде и всегда — вот современные требования к созданию и эксплуатации корпоративной инфраструктуры ИТ. Пользователи уже давно привыкли к наиболее комфортным и эффективным технологиям. Однако необходимо ясное понимание сложных условий, которые должны быть выполнены для неограниченного предоставления такой мощности.

Разумное инвестирование требует надежного подсчета общей стоимости владения с учетом вероятных рисков. Это утверждение справедливо как для крупных вычислительных центров, так и для отдельных серверов на предприятиях среднего размера. Неважно, идет ли речь о создании с нуля, переезде, модернизации или расширении существующих систем — начинать следует с четкого определения цели: какая производительность необходима и какие задачи эксплуатации и расширения ожидают решения?

При этом потребность в абсолютной вычислительной мощности следует рассматривать в тесной взаимосвязи с готовностью всей корпоративной сети. Между обеспечением готовности на уровне 95 и 99% и более существует огромная разница. Даже если этот фактор уже учтен, то ни в коем случае не стоит забывать про будущую масштабируемость в рамках среднесрочного бизнес-планирования. Иногда лишь после утверждения первой сметы на работы по обслуживанию будущие пользователи понимают, что следовало бы уделять больше внимания таким аспектам, как доступность, модульность и дружественные к услугам компоненты (см. врезку «Элементарные вопросы по оснащению вычислительных центров»).

НАРАЩИВАЕМОСТЬ БЛАГОДАРЯ МАСШТАБИРУЕМОМУ МОДУЛЬНОМУ ИСПОЛНЕНИЮ

Еще на этапе построения инфраструктуры необходимо уделить особое внимание подаче энергии, воздуха и воды, а также коммуникациям. Прежде всего это касается систем климатизации и генераторов аварийного тока, поскольку для соответствующего оборудования требуются дополнительные площади, входные/выходные отверстия и возможности пристройки. При планировании расширяемость системы должна — когда это возможно — не ограничиваться одним сервером.

Рисунок 1. Концепция модульных вычислительных центров предоставляют свободу при планировании и организации пространства. На рисунке изображена система Rimatrix 5 от Rittal.

С самого начала помещения для информационных технологий оснащаются полностью очень редко. Как правило, при планировании учитываются потребности в дополнительной комплектации вследствие последующего повышения требований, что справедливо как в отношении предоставляемой вычислительной мощности, так и объема инвестиций и необходимых монтажных конструктивов. Эту тенденцию характеризуют такие ключевые слова, как «плата по мере роста» или «ИТ по требованию». Производительность предлагается, лишь когда действительно она нужна. В этой связи рекомендуется выбирать системы оснащения, изначально имеющие модульную конструкцию и возможность масштабирования (см. Рисунок 1).

ВСЕГДА ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

Уровень готовности — это критерий, который должен учитываться при всех изменениях в корпоративном ландшафте ИТ. Для 100-процентной готовности к работе все управляемые микропроцессорами системы должны оптимально и постоянно питаться током. Наряду с соответствующим образом защищенным главным и вторичным уровнями распределения в любой инсталляции ИТ необходимо позаботиться об источнике бесперебойного питания (ИБП).

По своей структуре главный распределительный уровень низковольтного тока обычно разделен на три сети: сетевой ток, аварийный ток (от генератора) и дополнительно защищенную линию бесперебойного питания, оснащенную батареями с буферным режимом, которые включаются в аварийных ситуациях и функционируют, пока не запустится генератор. Те, кто изначально выбирает модульные, а потому легко обслуживаемые и масштабируемые решения, избавляет себя от многих неприятностей в будущем. Следуя «философии N+1» в отношении ИБП, можно чувствовать себя спокойно: в случае отказа одного модуля — не важно, в результате аварии или в целях обслуживания — его обязанности берет на себя свободный.

Активные силовые модули (Power System Module, PSM) — это новейшая технология в области подачи питания. Они работают с трехфазным питанием, обеспечивают надежное питание в стойке и контролируемую избыточную подачу тока. Защита от прикосновения в соответствии с VDE и EN делает возможным проведение любого типового обслуживания или расширения силами собственного персонала центра. Модули устанавливаются в стойку и с самого начала готовы к использованию.

ИБП существенно различаются в производительности и надежности. Для получения ровного синусоидального напряжения рекомендуется использовать технику с двойным преобразованием. Действительно бесперебойным является электропитание только с электронным байпасом, когда время переключения снижается до нескольких миллисекунд. Модульная конструкция позволяет добиться желаемой избыточности и обслуживать устройство без его отключения. Важно, чтобы изъятие модулей было удобным: от их массы и компоновки зависит, сколько времени займут сервисные работы.

ОПТИМИЗИРОВАННЫЕ СТОЙКИ ЭКОНОМЯТ МЕСТО И ДЕНЬГИ

Современные информационные системы, серверы, а также сопутствующие модули для питания, климатизации и мониторинга устанавливаются в соответствующие стойки. К этим узлам подключаются сети, пользователи и периферийные устройства. В стойке должно быть предусмотрено и удобное управление кабелями, предназначенными для избыточного питания. Именно здесь определяется, все ли сопутствующие аспекты окружающей среды действительно соответствуют поставленной цели — достижению оптимальной производительности сервера. Согласованная совместная работа решений климатизации, питания и безопасности является условием повышения производительности каждой стойки с оборудованием, а значит, и оптимизации общей эффективности информационных технологий с учетом распределения пространства и фиксированной стоимости. Максимально возможная плотность размещения и грамотное использование пространства путем гибкого упорядочивания техники положительно влияют на общую стоимость владения и снижают затраты на эксплуатацию стойки.

Следование открытому и взаимосогласованному принципу конструктора способствует достижению экономической эффективности. Расширяемость во всех направлениях позволяет оснастить вычислительными мощностями максимальное число монтажных единиц, а обслуживание и дополнительное оснащение — проводить без прерывания работы. При этом наряду с обновлением парка серверов имеются в виду упомянутые решения по климатизации и мониторингу.

Еще большее количество оборудования при растущей плотности установки требует наряду с достаточной площадью очень надежных стоек. Масса растет быстрее, чем можно было предполагать: 1000 кг на стойку — уже не редкость. Поэтому гибкое решение должно быть и надежным — пункт, который не стоит недооценивать любому планировщику.

КЛИМАТИЗАЦИЯ: СЕРВЕРЫ, СТОЙКИ, ПРОСТРАНСТВО, ВОЗДУХ И ЖИДКОСТЬ

Серверная стока с 30 серверами производит столько тепла, что его хватило бы на обогрев сауны. Серверный шкаф с модульными серверами выделяет до 10 кВт тепла и более. Перегрев компьютеров, системы питания или проводки в двойном полу служит причиной до 20% всех аварий в вычислительных центрах. Даже если дело не дойдет до пожара, выделение теплоты при недостаточном охлаждении оборачивается снижением производительности (время реакции удлиняется, что приводит к негативным последствиям для производства или разработок).

Итак, охлаждение — критичный фактор успеха при эксплуатации серверных станций и серверных комнат: главное — не действовать по шаблону, а удерживать тепло там, где оно образуется, и эффективно и полностью его отводить. С этой целью рекомендуется использовать единые модульные масштабируемые решения. Кроме того, с помощью новейших средств охлаждение может быть оптимизировано непосредственно в стойке.

Для каждой задачи климатизации существуют специальные технологии и компоненты. Они могут комбинироваться в соответствии с индивидуальными требованиями: от строительных условий (размещение в здании, высота потолков), особенностей подачи воздуха (двойной пол, двойной потолок, чередования холодный проход—горячий проход) и используемых охлаждающих компонентов до специальных мер в стойке и отдельном сервере.

Рисунок 2. В случае особенно каверзных температурных сценариев на помощь придет жидкостное охлаждение центрального процессора.

Чем больше выделяется тепла, тем производительнее должна быть система климатизации. Максимальной мощности можно добиться с помощью модулей для жидкостного охлаждения центрального процессора, размещаемых непосредственно на нем (см. Рисунок 2), а также воздушно-водных теплообменников. Модули жидкостного охлаждения от Rittal, к примеру, крепятся на боковой стенке стойки и обеспечивают масштабируемое охлаждение шкафа в соответствии с реальными потребностями. При непроницаемых стенках мощность отводимых тепловых потерь достигает 20 кВт: в случае горизонтальной подачи воздуха по всей высоте шкафа предотвращается появление «горячих» областей в верхней части шкафа.

ДОСТУП ТОЛЬКО УПОЛНОМОЧЕННЫМ ЛИЦАМ

Значение информационных и коммуникационных технологий для предприятий неуклонно возрастает, и соответственно растет и потребность в безопасности. Защита встроенных систем делится на несколько областей. Наряду с отказоустойчивым аппаратным и программным обеспечением речь идет и о защите сети от проникновения. Как правило, это достигается при помощи брандмауэров или антивирусных решений.

Однако неправомочный доступ может быть и физическим. Манипуляции со стороны собственных сотрудников или третьих лиц случаются чаще, чем этого хотелось бы. Для таких ситуаций применимо общеизвестное правило: доверяй, но проверяй. Общекорпоративная система доступа — вплоть до назначения ответственных за конкретные ключи — поможет предотвратить подобное манипулирование. Тем, кому требуются надежные гарантии безопасности, придется использовать бесконтактные транспондерные технологии или биометрические решения.

Позитивным фактором для инсталляции может оказаться и снижение влияния ошибок персонала. Взаимоувязанное сопряжение систем питания/климатизации является примером того, как можно предотвратить неприятности, когда вся система предлагает компоненты, согласованные по своим свойствам. То, какие инструменты будут использоваться в стойке, зависит от индивидуальных потребностей. Важные элементы — датчики дыма, температуры или сенсоры работы вентиляторов, показания которых анализируются на пункте управления. Специфичные для стоек системы видеомониторинга и пожаротушения доступны уже сейчас.

Ральф Дамер — директор по управлению продуктами компании Rittal. С ним можно связаться по адресу: http://www.rittal.de.

Элементарные вопросы по оснащению вычислительных центров

  • Справляется ли система климатизации стоек, серверных комнат, вычислительных центров с растущим выделением тепла?
  • Обеспечивает ли система питания высокий уровень готовности?
  • Как можно использовать имеющееся пространство для последующих расширений?
  • Способны ли системы безопасности противостоять неправомочному физическому или интерактивному доступу?
  • Можно ли при помощи мониторинга и удаленного управления управлять всеми функциями?
  • Возможно ли расширение без отключения оборудования?

? AWi Verlag