Eine der Racks der internen Virtualisierung. Wir haben uns um die farbliche Kennzeichnung der Kabel gekümmert: Orange steht für ungerätespeisung, Grün für gerade Spannung.
Hier berichten wir oft über das „Große“ – Chiller, Dieselgeneratoren, Hauptstromverteilungen. Heute geht es um die „Kleinigkeiten“ – Steckdosen in den Racks, auch bekannt als Power Distribution Unit (PDU). In unseren Rechenzentren gibt es über 4.000 Racks, die mit IT-Ausrüstung gefüllt sind, daher habe ich schon viele verschiedene gesehen: klassische PDUs, „smarte“ mit Monitoring und Steuerung, sowie normale Steckdosenleisten. Heute erkläre ich, welche Arten von PDUs es gibt und was in einer bestimmten Situation die beste Wahl ist.
Welche Arten von PDUs gibt es
Einfache Steckdosenleiste. Ja, genau die, die jeder zu Hause oder im Büro hat.
Formal betrachtet ist das nicht ganz eine PDU im Sinne der industriellen Nutzung in Racks mit IT-Ausrüstung, aber auch diese Geräte haben ihre Anhänger. Der einzige Vorteil dieser Lösung ist der Preis (die Kosten beginnen bei 2.000 Rubel). Sie können auch nützlich sein, wenn Sie offene Racks verwenden, wo eine Standard-PDU nicht hineinpasst, aber es nicht ideal wäre, Einheiten für eine horizontale PDU zu verschwenden. Das führt wieder zur Frage der Kosteneinsparung.
Es gibt deutlich mehr Nachteile: Solche Geräte verfügen nicht immer über einen internen Schutz gegen Kurzschlüsse oder Überlastungen, und es ist nicht möglich, die Werte zu überwachen oder gar die Steckdosen zu steuern. Meistens befinden sie sich unten im Rack. Dies ist nicht die bequemste Position für die Verkabelung der Geräte.
Insgesamt sind "Pilotgeräte" nützlich, wenn:
- Sie Tausende von Servern haben und sparen möchten,
- Sie es sich leisten können, Geräte blind anzuschließen, ohne zu verstehen, was mit dem tatsächlichen Verbrauch geschieht,
- Sie auf Ausfälle des Geräts vorbereitet sind.
Wir verwenden solche nicht, aber wir haben Kunden, die dies ziemlich erfolgreich praktizieren. Allerdings bauen sie ihre Infrastruktur so auf, dass der Ausfall von Dutzenden von Servern die Funktionsfähigkeit der Kundenanwendung nicht beeinträchtigt.
Günstig und effektiv.
Vertikale Montage.
"Dumme" PDU. Dies ist im Grunde ein klassischer PDU für den Einsatz in IT-Ausrüstungsräumen, was bereits positiv ist. Sie haben die geeignete Form für die seitliche Montage in einem Rack, wodurch der Anschluss von Geräten praktisch wird. Es gibt einen internen Schutz. Solche PDUs verfügen nicht über Monitoring, was bedeutet, dass wir nicht wissen werden, wie viel Energie die Geräte verbrauchen und was insgesamt im Inneren passiert. Diese PDUs haben wir kaum noch, und sie verschwinden insgesamt allmählich aus dem Massengebrauch.
Solche PDUs kosten ab 25.000 Rubel.
„Intelligente“ PDUs mit Monitoring. Diese Geräte verfügen über „Intelligenz“ und können die Energieverbrauchswerte überwachen. Sie haben ein Display, auf dem die wichtigsten Werte angezeigt werden: Spannung, Stromstärke und Leistung. Die Überwachung kann nach einzelnen Gruppen von Steckdosen erfolgen: Sektions- oder Bankgruppen. Ein solcher PDU kann remote angeschlossen werden, um die Daten an ein Monitoringsystem zu senden. Sie erstellen Protokolle, in denen man sehen kann, was mit ihnen passiert ist, zum Beispiel wann genau der PDU abgeschaltet wurde.
Sie können auch den Verbrauch (kWh) für die technische Abrechnung erfassen, um zu verstehen, wie viel Leistung das Rack über einen bestimmten Zeitraum benötigt.
Das sind die Standard-PDUs, die wir unseren Kunden zur Miete anbieten, und diese PDUs sind in unseren Rechenzentren am häufigsten anzutreffen.
Wenn Sie einen kaufen möchten, sollten Sie bereit sein, mindestens 75.000 Rubel pro Stück auszugeben.
Diagramm aus unserer internen PDU-Überwachung.
Intelligente PDUs mit Steuerung. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Funktionen bieten diese PDUs eine Steuerung. Die fortschrittlichsten PDUs steuern und überwachen jede Steckdose: Sie können ein- und ausschalten, was in Fällen erforderlich sein kann, in denen Sie einen Server remote über die Stromversorgung neu starten müssen. Das ist sowohl der Vorteil als auch das Risiko dieser PDUs: Ein unbedarfter Benutzer kann aus Unwissenheit in die Web-Oberfläche einsteigen, etwas anklicken und versehentlich das gesamte System neu starten oder ausschalten. Ja, das System wird zweimal vor den Folgen warnen, aber die Praxis zeigt, dass nicht einmal Alarme immer vor unüberlegten Benutzeraktionen schützen.
Ein großes Problem bei „intelligenten“ PDUs ist die Überhitzung und der Ausfall des Controllers und Displays. PDUs werden normalerweise auf der Rückseite des Racks installiert, wo die heiße Luft herauskommt. Dort ist es heiß, und die Controller halten nicht stand. Man muss jedoch nicht die gesamte PDU austauschen, man kann den Controller im laufenden Betrieb wechseln.
Der Preis ist zudem recht hoch – ab 120.000 Rubel.
PDUs mit Management können an der Anzeige unter jeder Steckdose erkannt werden.
Meiner Meinung nach ist die Management-Funktion in PDUs Geschmackssache, während Monitoring ein Muss ist. Andernfalls lässt sich der Verbrauch und die Belastung nicht verfolgen. Warum das wichtig ist, erkläre ich gleich.
Wie berechnet man die benötigte Leistung einer PDU?
Auf den ersten Blick ist das alles recht unkompliziert: Die Leistung der PDU wird entsprechend der Leistung des Racks ausgewählt, aber es gibt einige Feinheiten. Angenommen, Sie benötigen ein Rack mit 10 kW. Die Hersteller von PDUs bieten Modelle mit 3, 7, 11 und 22 kW an. Wenn Sie 11 kW wählen, liegen Sie leider falsch. Sie müssen 22 kW auswählen. Warum benötigen wir so viel Reserve? Ich erkläre es jetzt.
Erstens geben die Hersteller oft die Leistung der PDU in Kilowatt und nicht in Kilovoltampere an, was korrekter, aber für den Laien nicht offensichtlich ist.
Manchmal verwirren die Hersteller selbst zusätzlich:
Hier wird zunächst von 11 kW gesprochen,
Im detaillierten Beschreibung geht es bereits um 11000 VA:
Wenn Sie es mit Wasserkochern und ähnlichen Verbrauchern zu tun haben, macht es keinen Unterschied zwischen kW und kVA. Ein Rack mit 10 kW mit Wasserkochern wird 10 kVA verbrauchen. Wenn wir jedoch IT-Ausrüstung haben, spielt der Leistungsfaktor (cos φ) eine Rolle: Je neuer die Ausrüstung, desto näher liegt dieser Faktor an Eins. Durchschnittlich kann man für IT-Ausrüstung 0,93–0,95 ansetzen. Daher wird ein Rack mit 10 kW bei IT-Ausrüstung 10,7 kVA verbrauchen. Hier ist die Formel, nach der wir 10,7 kVA erhalten haben.
Pp. voll = Pact. / Cos(φ)
10 / 0.93 = 10.7 kVA
Sie werden sicher die berechtigte Frage stellen: 10,7 – das ist doch weniger als 11. Warum brauchen wir ein PDU mit 22 kW? Es gibt einen weiteren Punkt: Der Stromverbrauch der Ausrüstung ändert sich je nach Tageszeit und Wochentag. Bei der Verteilung der Energieversorgung muss dieser Aspekt berücksichtigt werden, und es sollten etwa 10 % für Schwankungen und Spitzenlasten eingeplant werden, damit die PDU bei erhöhtem Verbrauch nicht überlastet wird und die Ausrüstung ohne Strom bleibt.
Grafik des Verbrauchs eines 10 kW Racks über 4 Tage.
Das bedeutet, dass wir zu den vorhandenen 10,7 kW noch 10% hinzufügen müssen, und letztendlich ist ein PDU unter 11 kW bereits nicht mehr geeignet.
| PDU-Modell | Phasigkeit | Nennleistung des Herstellers, kVA | Leistung DtLN, kW |
| 1 ph | 3,7 | 3 | |
| 1 ph | 7,4 | 6 | |
| 3 ph | 11 | 9 | |
| 3 ph | 22 | 18 |
Ausschnitt aus der Leistungstabelle spezifischer PDU-Modelle gemäß DataLine-Version. Dabei wurde die Umrechnung von kVA in kW und ein Puffer für Tagesleistungsschwankungen berücksichtigt.
Installationsmerkmale
Am bequemsten ist die Arbeit mit PDU, wenn sie vertikal links und rechts an der Rack-Befestigung angebracht ist. In diesem Fall nimmt sie keinen wertvollen Platz ein. Normalerweise können bis zu vier PDU in einem Rack installiert werden – zwei links und zwei rechts. Meistens wird eine PDU auf jeder Seite installiert. Jede PDU hat einen eigenen Stromanschluss.
Standard-Zubehör für das Rack – 2 PDU und 1 USV.
Manchmal gibt es im Rack keinen Platz für vertikale PDU, beispielsweise bei einem offenen Rack. In diesem Fall kommen horizontale PDU zum Einsatz. Allerdings muss man in diesem Fall mit dem Verlust von 2 bis 4 Höheneinheiten im Rack rechnen, je nach PDU-Modell.
Hier hat die PDU 4 Höheneinheiten eingenommen. Dieser Typ von PDU wird auch verwendet, wenn zwei Kunden in einem Rack voneinander abgegrenzt werden müssen. In diesem Fall hat jeder Kunde ein eigenes Paar PDU.
Es kann vorkommen, dass man ein Rack mit unzureichender Tiefe auswählt, sodass der Server herausragt und die PDU blockiert. Das Traurige daran ist nicht nur, dass einige Steckdosen ungenutzt bleiben, sondern dass, wenn eine solche PDU ausfällt, sie direkt im Rack verschrottet werden muss oder man sämtliches störendes Equipment abziehen und herausnehmen muss.
Machen Sie das nicht — 1.
Machen Sie das nicht — 2.
Anschluss von Geräten
Selbst die fortschrittlichste PDU nützt nichts, wenn die Geräte falsch angeschlossen sind und man den Verbrauch nicht überwachen kann.
Was könnte schiefgehen? Ein wenig. . Jede Rack erhält zwei Stromeingänge, in einem Standardrack gibt es zwei PDUs. Das heißt, jede PDU hat ihren eigenen Eingang. Wenn mit einem der Eingänge (sprich PDU) etwas passiert, funktioniert das Rack weiterhin mit dem zweiten. Damit dieses System funktioniert, müssen einige Regeln beachtet werden. Hier sind die wichtigsten (die vollständige Liste finden Sie ):
Die Geräte müssen an verschiedene PDUs angeschlossen werden. Hat die Hardware ein Netzteil und einen Anschluss, wird sie über einen AVR (automatische Wechselstromversorgung) oder ATS (Automatic Transfer Switch) mit dem PDU verbunden. Im Falle eines Fehlers mit einem der Eingänge oder dem PDU selbst schaltet der AVR die Hardware auf ein funktionsfähiges PDU/Eingang um. Die Hardware wird nichts bemerken.
Lastenverteilung auf den beiden Eingängen/PDU. Der Backup-Eingang hilft nur, wenn er die Last des ausgefallenen Eingangs tragen kann. Dafür muss ein Puffer vorhanden sein: Jeder Eingang sollte weniger als die Hälfte seiner Nennleistung belasten, und die Gesamtlast auf den beiden Eingängen sollte weniger als 100 % der Nennleistung betragen. Nur dann kann der verbleibende Eingang die doppelte Last tragen. Wenn dies nicht der Fall ist, funktioniert der Umschaltvorgang auf den Backup nicht – die Hardware bleibt ohne Strom. Um das Schlimmste zu verhindern, überwachen wir Lastenverteilung zwischen den PDU-Sektionen.
Die PDU-Steckdosen sind in Gruppen – Sektionen – zusammengefasst. Normalerweise bestehen sie aus 2 oder 3 Einheiten. Jede Sektion hat ihr eigenes Leistungslimit. Es ist wichtig, dieses nicht zu überschreiten und die Last gleichmäßig auf alle Sektionen zu verteilen. Auch hier gilt das Prinzip der paarweisen Lasten, über das bereits gesprochen wurde. PDU-Steckdosen sind in Gruppen – Abschnitte – zusammengefasst. Typischerweise bestehen sie aus 2 oder 3 Stück. Jeder Abschnitt hat seine eigene Leistungskapazität. Es ist wichtig, diese nicht zu überschreiten und die Last gleichmäßig auf alle Abschnitte zu verteilen. Auch hier gilt die Regel der paarweisen Lasten, die oben erwähnt wurde.
Zusammenfassend
- Wählen Sie nach Möglichkeit eine PDU mit Überwachungsfunktion.
- Berücksichtigen Sie bei der Auswahl des PDU-Modells eine Leistungsreserve.
- Installieren Sie die PDU so, dass sie ohne Beeinträchtigung der IT-Ausrüstung gewechselt werden kann.
- Schließen Sie korrekt an: Verbinden Sie die Geräte mit zwei PDUs, überlasten Sie die Abschnitte nicht und denken Sie an die Lastenverteilung.
Quelle: habr.com
