Wie wir im Tushino-Rechenzentrum ein Notstromversorgungssystem aufgebaut haben: Technik und Finanzen

Wie wir im Tushino-Rechenzentrum ein Notstromversorgungssystem aufgebaut haben: Technik und Finanzen

Das Tushino-Rechenzentrum ist ein kommerzielles Halb-Megawatt-Rechenzentrum für den Einzelhandel für alle und alles. Der Kunde kann nicht nur bereits installierte Geräte mieten, sondern dort auch eigene Geräte platzieren, darunter auch nicht standardmäßige Geräte wie Server im Regelfall für Desktop-PCs, Mining-Farmen oder Systeme der künstlichen Intelligenz. Vereinfacht gesagt handelt es sich hierbei um eine Vielzahl beliebter Aufgaben, die von inländischen Unternehmen unterschiedlicher Größe am meisten nachgefragt werden. Das macht ihn interessant. In diesem Beitrag finden Sie keine exklusiven technischen Lösungen und technischen Gedankenflüge. Wir werden über Standardprobleme und Lösungen sprechen. Das ist ungefähr das, was 90 % der Fachkräfte 90 % ihrer Arbeitszeit leisten.

Stufe – je höher desto besser?

Die Fehlertoleranz des Tushino-Rechenzentrums entspricht dem Tier-II-Level. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass sich das Rechenzentrum in einem normal vorbereiteten Raum befindet, redundante Stromversorgungen verwendet werden und redundante Systemressourcen vorhanden sind.

Entgegen einem weit verbreiteten Missverständnis charakterisieren Tier-Level jedoch nicht die „Coolness“ eines Rechenzentrums, sondern den Grad seiner Übereinstimmung mit aktuellen Geschäftsaufgaben. Und unter ihnen gibt es viele, für die eine hohe Fehlertoleranz entweder unwichtig oder nicht so wichtig ist, dass sie dafür 20-25 Rubel pro Jahr zu viel bezahlen, was in einer Krise für den Kunden sehr schmerzhaft sein kann.

Woher kam dieser Betrag? Daraus ergibt sich die Differenz zwischen den Preisen für das Hosting von Informationen in Tier-II- und Tier-III-Rechenzentren, berechnet pro Server. Je mehr Daten, desto größer das Einsparpotenzial.

Welche Aufgaben meinen Sie? Zum Beispiel das Speichern von Backups oder das Mining von Kryptowährungen. In diesen Fällen kostet die gemäß Stufe II zulässige Serverausfallzeit weniger als für Stufe III.

Die Praxis zeigt, dass Einsparungen in den meisten Fällen wichtiger sind als eine erhöhte Fehlertoleranz. In Moskau gibt es nur fünf Tier-III-zertifizierte Rechenzentren. Und es gibt überhaupt keine vollständig zertifizierten Tier-IV-Modelle.

Wie funktioniert das Stromversorgungssystem des Tushino-Rechenzentrums?

Die Anforderungen an das Stromversorgungssystem des Tushino-Rechenzentrums entsprechen den Bedingungen der Stufe II. Dabei handelt es sich um Redundanz von Stromversorgungsleitungen nach dem N+1-Schema, Redundanz von unterbrechungsfreien Stromversorgungen nach dem N+1-Schema und Redundanz eines Dieselgeneratorsatzes nach dem N-Schema. N+1 bedeutet in diesem Fall ein Schema mit ein Reserveelement, das ungenutzt bleibt, bis eines der Hauptelemente des Systems ausfällt, und N ist ein nicht redundantes Schema, bei dem der Ausfall eines Elements zur Betriebsunterbrechung des gesamten Systems führt

Viele Probleme im Zusammenhang mit der Energieversorgung können durch die Wahl des richtigen Standorts für ein Rechenzentrum gelöst werden. Das Rechenzentrum Tushino befindet sich auf dem Gelände des Unternehmens, das bereits zwei 110-kV-Leitungen von verschiedenen städtischen Kraftwerken erhält. An der Anlage selbst wird Hochspannung in Mittelspannung umgewandelt und zwei unabhängige 10-kV-Leitungen am Eingang des Rechenzentrums eingespeist.

Eine Umspannstation im Rechenzentrumsgebäude wandelt Mittelspannung in Verbraucherspannung von 240–400 V um. Alle Leitungen werden parallel geführt, sodass die Rechenzentrumsausrüstung von zwei unabhängigen externen Quellen mit Strom versorgt wird.

Niederspannung von Umspannwerken wird an Transferschalter geliefert, die die Umschaltung zwischen Stadtnetzen gewährleisten. Auf dem ATS installierte Motorantriebe benötigen für diesen Vorgang 1,2 Sekunden. Während dieser ganzen Zeit fällt die Last auf unterbrechungsfreie Stromversorgungen.

Ein separater automatischer Umschalter ist für das automatische Einschalten des Dieselgenerators zuständig, falls es auf beiden Leitungen zu einem Stromausfall kommt. Das Starten eines Dieselgenerators ist ein langsamer Vorgang und dauert etwa 40 Sekunden, in denen die USV-Batterien vollständig mit Strom versorgt werden.

Bei voller Ladung gewährleistet der Dieselgenerator den Betrieb des Rechenzentrums für 8 Stunden. Vor diesem Hintergrund schloss das Rechenzentrum zwei voneinander unabhängige Verträge mit Dieselkraftstofflieferanten ab, die sich verpflichteten, innerhalb von 4 Stunden nach dem Anruf eine neue Kraftstoffportion zu liefern. Die Wahrscheinlichkeit, dass bei beiden gleichzeitig ein Umstand höherer Gewalt eintritt, ist äußerst gering. Somit kann die Autonomie so lange bestehen bleiben, wie Reparaturtrupps die Stromversorgung in mindestens einem der städtischen Netze wiederherstellen müssen.

Wie man unschwer erkennen kann, gibt es hier keine technischen Freuden. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass beim Aufbau der technischen Infrastruktur vorgefertigte Module verwendet wurden, deren Hersteller auf einen bestimmten „Durchschnittsverbraucher“ ausgerichtet sind.

Natürlich wird jeder IT-Spezialist sagen, dass die Mittelwertbildung „weder Fisch noch Geflügel“ ist, und wird vorschlagen, einen einzigartigen Satz von Komponenten für ein bestimmtes System zu entwickeln. Doch diejenigen, die ihnen dieses Vergnügen bezahlen wollen, stehen offenbar nicht Schlange. Deshalb müssen wir realistisch sein. In der Praxis wird alles genau so ablaufen: Kauf fertiger Geräte und Zusammenstellung eines Systems, das relevante Geschäftsprobleme löst. Wer mit dieser Vorgehensweise nicht einverstanden ist, wird vom Finanzvorstand des Unternehmens schnell wieder auf den Boden der Tatsachen zurückgeholt.

Verteilertafeln

Derzeit gewährleisten neun Verteiler den Betrieb von Eingangsverteilern und vier Verteiler dienen dem direkten Anschluss der Last. Es gab keine ernsthaften Platzbeschränkungen, aber es gibt nie zu viel davon, sodass ein interessanter technischer Punkt immer noch vorhanden war.

Wie leicht zu erkennen ist, stimmt die Anzahl der „Input“- und „Load“-Panels nicht überein – letztere sind fast halb so groß. Dies wurde möglich, weil die Entwickler der Rechenzentrumsinfrastruktur beschlossen, große Schalttafeln für die Übertragung von drei oder mehr eingehenden Leitungen zu verwenden. Für jede Eingabemaschine gibt es etwa 36 Zweigleitungen, die durch separate Maschinen geschützt sind.

Daher können Sie durch die Verwendung größerer Modelle manchmal knappen Platz sparen. Ganz einfach, weil weniger große Schilde benötigt werden.

Unterbrechungsfreie Stromversorgung

Als unterbrechungsfreie Stromversorgung im Rechenzentrum Tushino wird ein Eaton 93PM mit einer Leistung von 120 kVA im Doppelwandlungsmodus eingesetzt.

Wie wir im Tushino-Rechenzentrum ein Notstromversorgungssystem aufgebaut haben: Technik und Finanzen
Eaton 93PM USVs sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Foto: Eaton

Die Hauptgründe für die Wahl dieses speziellen Geräts sind seine folgenden Eigenschaften.

Erstens erreicht der Wirkungsgrad dieser USV im Doppelwandlungsmodus 97 % und im Energiesparmodus 99 %. Das Gerät nimmt weniger als 1,5 Quadratmeter ein. m und nimmt der Hauptausrüstung keinen Platz im Serverraum weg. Das Ergebnis sind niedrige Betriebskosten und die Einsparungen, die Unternehmen benötigen.

Zweitens kann die Eaton 93PM USV dank des integrierten Wärmemanagementsystems überall aufgestellt werden. Sogar direkt an der Wand. Auch wenn Sie es nicht sofort benötigen, kann es sein, dass Sie es später benötigen. Um beispielsweise Platz freizugeben, der für ein zusätzliches Rack nicht ausreicht.

Drittens, einfache Bedienung. Einschließlich der Intelligent Power-Software zur Überwachung und Steuerung. Mithilfe der über SNMP gesendeten Metriken können Sie den Verbrauch und etwaige globale Ausfälle überwachen und so schnell auf Notfallsituationen reagieren.

Viertens Modularität und Skalierbarkeit. Dies ist vielleicht die wichtigste Eigenschaft, dank derer im Redundanzsystem des Tushino-Rechenzentrums nur eine modulare USV verwendet wird. Es umfasst zwei Arbeitsmodule und ein Backup. Auf diese Weise wird das für die Stufe II erforderliche N+1-Schema bereitgestellt.

Dies ist wesentlich einfacher und zuverlässiger als eine Konfiguration aus drei USVs. Daher ist die Entscheidung für ein Gerät, das zunächst die Möglichkeit des Parallelbetriebs bietet, eine völlig logische Entscheidung.

Aber warum haben sich die Konstrukteure nicht für DRIBP anstelle einer separaten USV und eines Dieselgenerators entschieden? Auch hier liegen die Hauptgründe nicht im Ingenieurwesen, sondern im Finanzbereich.

Der modulare Aufbau ist von vornherein auf Upgrades ausgelegt – mit zunehmender Last werden Quellen und Generatoren zur technischen Infrastruktur hinzugefügt. Die alten funktionierten noch und funktionieren immer noch. Bei DRIBP ist die Situation völlig anders: Sie müssen ein solches Gerät mit einer großen Gangreserve kaufen. Darüber hinaus gibt es nur wenige „Kleinmähdrescher“ und diese sind sehr teuer – unvergleichlich teurer als ein separater Dieselgenerator und eine USV. DRIBPs sind auch beim Transport und bei der Installation sehr launisch. Dies wiederum wirkt sich auch auf die Kosten des Gesamtsystems aus.

Die bestehende Konfiguration löst ihre Probleme recht erfolgreich. Die USV Eaton 93PM kann den Betrieb der Hauptausrüstung des Rechenzentrums 15 Minuten lang unterstützen, also mit mehr als der 15-fachen Reserve.

Auch hier macht die reine Sinuswelle, die die USV online erzeugt, für den Besitzer des Rechenzentrums den Kauf separater Stabilisatoren überflüssig. Und hier kommt die Ersparnis.

Trotz der erklärten Einfachheit der USV Eaton 93PM ist das Gerät recht komplex. Daher wird die technische Wartung im Tushino-Rechenzentrum von einem Drittunternehmen mit hochqualifiziertem Fachpersonal durchgeführt. Einen geschulten Mitarbeiter für diesen Zweck zu beschäftigen, ist ein teures Vergnügen.

Ergebnisse und Aussichten

Auf diese Weise entstand ein Rechenzentrum, das es ermöglicht, Verbrauchern qualitativ hochwertige Dienste bereitzustellen, deren Aufgaben kein hohes Maß an Redundanz erfordern und keine großen wirtschaftlichen Kosten verursachen. Ein solcher Service wird immer gefragt sein.

Während des bereits geplanten zweiten Bauabschnitts wird die bereits erworbene USV von Eaton zum Aufbau eines Notstromversorgungssystems eingesetzt. Dank des modularen Aufbaus reduziert sich die Modernisierung auf den Kauf eines zusätzlichen Moduls, was bequemer und kostengünstiger ist als ein kompletter Austausch des Geräts. Sowohl der Ingenieur als auch der Finanzier werden diesem Ansatz zustimmen.

Source: habr.com

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