{"id":52185,"date":"2019-11-02T00:00:00","date_gmt":"2019-11-01T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/optimizatsiya-raspredeleniya-serverov-po-stojkam"},"modified":"2020-02-18T13:59:51","modified_gmt":"2020-02-18T10:59:51","slug":"optimizatsiya-raspredeleniya-serverov-po-stojkam","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/optimizatsiya-raspredeleniya-serverov-po-stojkam","title":{"rendered":"Optimierung der Serververteilung auf Racks","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>In einem der Chats wurde mir die Frage gestellt:<\/p>\n<p> \u2014 Gibt es etwas zu lesen, wie man Server korrekt in Racks verpackt?<\/p>\n<p>Ich stellte fest, dass ich so einen Text nicht kenne, also habe ich meinen eigenen geschrieben.<\/p>\n<p>Zun\u00e4chst einmal handelt dieser Text von <a class=\"wpil_keyword_link\" href=\"https:\/\/prohoster.info\/de\/server\/\"   title=\"physischen Servern\" data-wpil-keyword-link=\"linked\"  data-wpil-monitor-id=\"1271\">physischen Servern<\/a> in physischen Rechenzentren (RZ). Zweitens gehen wir davon aus, dass wir ziemlich viele Server haben: Hunderte bis Tausende, f\u00fcr eine kleinere Anzahl macht dieser Text keinen Sinn. Drittens gehen wir davon aus, dass wir drei Einschr\u00e4nkungen haben: physischen Platz in Racks, Stromversorgung pro Rack und nehmen wir an, die Racks stehen in Reihen, so dass wir einen ToR-Switch f\u00fcr den Anschluss von Servern in angrenzenden Racks verwenden k\u00f6nnen.<br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><br \/>\nDie Antwort auf die Frage h\u00e4ngt stark davon ab, welchen Parameter wir optimieren und was wir variieren k\u00f6nnen, um das beste Ergebnis zu erzielen. Zum Beispiel k\u00f6nnte es n\u00f6tig sein, m\u00f6glichst wenig Platz zu beanspruchen, um mehr Raum f\u00fcr zuk\u00fcnftiges Wachstum zu lassen. Oder vielleicht haben wir Freiheit bei der Wahl der Rackh\u00f6he, der Leistung pro Rack, der Steckdosen im PDU, der Anzahl der Racks in der Switch-Gruppe (ein Switch f\u00fcr 1, 2 oder 3 Racks), der Kabell\u00e4ngen und der Arbeiten zum Verlegen von Kabeln (das ist entscheidend am Ende der Reihen: bei 10 Racks in einer Reihe und 3 Racks pro Switch m\u00fcssen Kabel in eine andere Reihe gezogen werden oder Ports im Switch bleiben ungenutzt), usw., usw. Einzelne Geschichten: die Auswahl der Server und die Wahl des RZ, wir gehen davon aus, dass sie bereits gew\u00e4hlt wurden.<\/p>\n<p>Es w\u00e4re gut, einige Nuancen und Details zu verstehen, insbesondere den durchschnittlichen \/ maximalen Stromverbrauch der Server und wie uns der Strom geliefert wird. Wenn wir beispielsweise in Russland eine 230V-Stromversorgung und eine Phase pro Rack haben, dann kann ein 32A-automatische Schaltung ~7kW halten. Angenommen, wir zahlen nominal f\u00fcr 6kW pro Rack. Wenn der Anbieter unseren Verbrauch nur f\u00fcr die Reihe von 10 Racks misst und nicht f\u00fcr jedes Rack, und wenn der automatische Schalter an einem Grenzwert von 7kW steht, dann k\u00f6nnen wir technisch in einem einzelnen Rack 6.9kW verbrauchen, in einem anderen 5.1kW und alles wird gut sein \u2014 ohne Strafe.<\/p>\n<p>In der Regel ist unser Hauptziel die Kostenminimierung. Das beste Kriterium zur Messung ist die Senkung der TCO (total cost of ownership \u2014 Gesamteigentumskosten). Sie setzt sich aus folgenden Teilen zusammen:<\/p>\n<ul>\n<li>CAPEX: Anschaffung der Infrastruktur des RZ, Server, Netzwerkhardware und Verkabelung<\/li>\n<li>OPEX: Miete des RZ, verbrauchte Elektrizit\u00e4t, Wartung. OPEX h\u00e4ngt von der Lebensdauer ab. Es ist sinnvoll, seine Dauer mit 3 Jahren anzunehmen.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Optimierung der Serververteilung auf Racks\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/78c7455be5c3a630ec103de090fc14f2.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nJe nach Gr\u00f6\u00dfe der einzelnen Teile im gesamten Kuchen m\u00fcssen wir das Kostspieligste optimieren, w\u00e4hrend der Rest alle verbleibenden Ressourcen so effizient wie m\u00f6glich nutzt.<\/p>\n<p>Angenommen, wir haben ein bestehendes Rack, es gibt eine H\u00f6he von H Einheiten (zum Beispiel H=47), Strom pro Rack Prack (Prack=6kW), und wir haben beschlossen, h=2U zwei-Einheiten-Server zu verwenden. Wir entfernen 2..4 Einheiten aus dem Rack f\u00fcr Switches, Patchpanels und Organizer. Das hei\u00dft, physisch passt Sh=rounddown((H-2..4)\/h) Server in unser Rack (d.h. Sh = rounddown((47-4)\/2)=21 Server pro Rack). Wir merken uns dieses Sh.<\/p>\n<p>Im einfachsten Fall sind alle Server im Rack identisch. Insgesamt, wenn wir das Rack f\u00fcllen, <a class=\"wpil_keyword_link\" href=\"https:\/\/prohoster.info\/de\/server\/dts-dusseldorf\/\"   title=\"Servern\" data-wpil-keyword-link=\"linked\"  data-wpil-monitor-id=\"3426\">Servern<\/a>, k\u00f6nnen wir f\u00fcr jeden Server im Durchschnitt eine Leistung von Pserv=Prack\/Sh (Pserv = 6000W\/21 = 287W) einplanen. Zum Einfachheit ignorieren wir hier den Stromverbrauch des Switches.<\/p>\n<p>Lassen Sie uns einen Schritt zur\u00fccktreten und definieren, was der maximale Verbrauch eines Servers Pmax ist. Wenn wir es sehr einfach und ineffizient betrachten, dann lesen wir, was auf dem Netzteil des Servers steht \u2014 das ist es.<\/p>\n<p>Wenn es komplizierter und effizienter ist, greifen wir auf das TDP (Thermal Design Package) aller Komponenten zur\u00fcck und summieren auf (das ist nicht ganz wahr, aber es geht auch so).<\/p>\n<p>Normalerweise kennen wir die TDP-Werte von Komponenten (au\u00dfer der CPU) nicht, daher w\u00e4hlen wir den korrektesten, aber auch kompliziertesten Ansatz (Labor erforderlich) \u2013 wir nehmen einen experimentellen Server mit der ben\u00f6tigten Konfiguration und belasten ihn beispielsweise mit Linpack (CPU und RAM) sowie fio (Festplatten), um den Verbrauch zu messen. Wenn wir ernsthaft vorgehen, m\u00fcssen wir auch eine m\u00f6glichst warme Umgebung im kalten Korridor w\u00e4hrend der Tests schaffen, da dies sowohl den Verbrauch der L\u00fcfter als auch den der CPU beeinflusst. Dadurch erhalten wir den maximalen Verbrauch eines bestimmten Servers mit einer spezifischen Konfiguration unter diesen konkreten Bedingungen und dieser spezifischen Last. Ber\u00fccksichtigen Sie einfach, dass ein neues Firmware-Update, eine andere Softwareversion oder ver\u00e4nderte Bedingungen das Ergebnis beeinflussen k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Zusammengefasst, kehren wir zu Pserv zur\u00fcck und wie wir es mit Pmax vergleichen k\u00f6nnen. Das ist eine Frage des Verst\u00e4ndnisses, wie die Dienste arbeiten und wie stabil die Nerven Ihres Technikleiters sind.<\/p>\n<p>Wenn wir kein Risiko eingehen m\u00f6chten, gehen wir davon aus, dass alle Server gleichzeitig ihren maximalen Verbrauch erreichen k\u00f6nnen. In diesem Moment kann ein einziger Eingang ins Rack bestehen. Die Infrastruktur muss unter diesen Bedingungen den Dienst bereitstellen, daher gilt Pserv \u2261 Pmax. Dies ist ein Ansatz, bei dem absolute Zuverl\u00e4ssigkeit entscheidend ist.<\/p>\n<p>Wenn der technische Direktor nicht nur an perfekter Sicherheit, sondern auch an den Finanzen des Unternehmens denkt und mutig genug ist, dann kann man entscheiden, dass<\/p>\n<ul>\n<li>wir beginnen, unsere Anbieter zu managen, insbesondere das Durchf\u00fchren von planm\u00e4\u00dfigen Wartungen zu den Zeiten geplanter Spitzenlasten zu verbieten, um den Ausfall eines Eingangs zu minimieren;<\/li>\n<li>und\/oder unsere Architektur es erlaubt, einen Rack\/Einheit\/Rechenzentrum zu verlieren, w\u00e4hrend die Services weiterlaufen;<\/li>\n<li>und\/oder wir die Last gut horizontal auf die Racks verteilen, sodass unsere Services niemals die maximale Verbrauchsrate in einem Rack gleichzeitig erreichen.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nEs ist hier sehr n\u00fctzlich, nicht nur zu spekulieren, sondern den Verbrauch zu \u00fcberwachen und zu wissen, wie Server in normalen und Spitzenbedingungen tats\u00e4chlich Strom verbrauchen. Daher, nach einiger Analyse, fasst der technische Direktor alles zusammen und sagt: \u201eWir entscheiden durch einen Willensakt, dass der maximal erreichbare Durchschnitt von den Maximalwerten des Serververbrauchs pro Rack **so viel** unter dem maximalen Verbrauch liegt\u201c, bedingt Pserv=0,8*Pmax.<\/p>\n<p>Und dann passen in ein Rack mit 6kW nicht mehr 16 Server mit Pmax = 375W, sondern 20 Server mit Pserv = 375W * 0,8 = 300W. Das sind 25% mehr Server. Das ist eine sehr gro\u00dfe Einsparung \u2013 denn wir ben\u00f6tigen sofort 25% weniger Racks (da sparen wir auch bei PDU, Switches und Kabeln). Ein ernsthaftes Minus dieser Entscheidung ist, dass wir st\u00e4ndig \u00fcberwachen m\u00fcssen, ob unsere Annahmen weiterhin g\u00fcltig sind. Ob die neue Firmware-Version die Funktionsweise der L\u00fcfter und den Verbrauch nicht wesentlich ver\u00e4ndert, ob die Entwicklung mit einem neuen Release pl\u00f6tzlich die Server deutlich effizienter nutzt (sprich, eine h\u00f6here Auslastung und einen h\u00f6heren Verbrauch pro Server erreicht). Denn dann werden auch unsere urspr\u00fcnglichen Annahmen und Schlussfolgerungen sofort falsch. Das ist ein Risiko, das verantwortungsbewusst angenommen (oder vermieden und dann f\u00fcr offensichtlich unterausgelastete Racks bezahlt) werden muss.<\/p>\n<p>Wichtiger Hinweis \u2013 es ist ratsam, Server aus verschiedenen Diensten horizontal auf die Racks zu verteilen, wenn dies m\u00f6glich ist. Dies ist notwendig, um zu vermeiden, dass eine Partie Server f\u00fcr einen Dienst ankommt und die Racks vertikal mit ihnen gef\u00fcllt werden, um die \"Dichte\" zu erh\u00f6hen (weil es einfacher ist). In der Realit\u00e4t f\u00fchrt dies dazu, dass ein Rack mit identischen, gering belasteten Servern eines Dienstes \u00fcberf\u00fcllt ist, w\u00e4hrend ein anderes Rack mit gleichm\u00e4\u00dfig hoch belasteten Servern gef\u00fcllt ist. Die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls im zweiten Rack ist erheblich h\u00f6her, da das Lastprofil identisch ist und alle Server gemeinsam in diesem Rack bei erh\u00f6hter Last gleich viel Strom verbrauchen.<\/p>\n<p>Kommen wir zur\u00fcck zur Verteilung der Server in den Racks. Wir haben die physikalischen Beschr\u00e4nkungen des Platzes im Rack und die Einschr\u00e4nkungen der Stromversorgung ber\u00fccksichtigt; nun betrachten wir auch das Netzwerk. Man kann Switches mit 24\/32\/48 Ports N verwenden (zum Beispiel haben wir 48-Port ToR-Switches). Gl\u00fccklicherweise sind die M\u00f6glichkeiten begrenzt, wenn man nicht \u00fcber Breakout-Kabel nachdenkt. Wir betrachten Szenarien, in denen wir einen Switch pro Rack, einen Switch f\u00fcr zwei oder drei Racks in der Gruppe Rnet haben. Ich glaube, dass mehr als drei Racks in einer Gruppe bereits \u00fcbertrieben ist, da das Verkabelungsproblem zwischen den Racks deutlich ansteigt.<\/p>\n<p>Also verteilen wir die Server entsprechend jedem Netzwerk-Szenario (1, 2 oder 3 Racks in der Gruppe):<\/p>\n<p>Srack = min(Sh, rounddown(Prack\/Pserv), rounddown(N\/Rnet))<\/p>\n<p>Somit f\u00fcr die Option mit 2 Racks in der Gruppe:<\/p>\n<p>Srack2 = min(21, rounddown(6000\/300), rounddown(48\/2)) = min(21, 20, 24) = 20 Server pro Rack.<\/p>\n<p>\u00c4hnlich berechnen wir die anderen Optionen: <\/p>\n<p>Srack1 = 20 <br \/>\nSrack3 = 16<\/p>\n<p>Und wir sind fast am Ziel. Lassen Sie uns die Anzahl der Racks zur Verteilung aller unserer Server S berechnen (nehmen wir 1000):<\/p>\n<p>R = roundup(S \/ (Srack * Rnet)) * Rnet<\/p>\n<p>R1 = roundup(1000 \/ (20 * 1)) * 1 = 50 * 1 = 50 Racks<\/p>\n<p>R2 = roundup(1000 \/ (20 * 2)) * 2 = 25 * 2 = 50 Racks<\/p>\n<p>R3 = roundup(1000 \/ (16 * 3)) * 3 = 25 * 2 = 63 Racks<\/p>\n<p>Als n\u00e4chstes berechnen wir die TCO f\u00fcr jede Option auf der Grundlage der Anzahl der Racks, der erforderlichen Anzahl von Switches, Verkabelung usw. Wir w\u00e4hlen die Option mit der geringeren TCO. Profit!<\/p>\n<p>Es ist zu beachten, dass obwohl die erforderliche Anzahl von Racks f\u00fcr die Optionen 1 und 2 identisch ist, deren Preis unterschiedlich sein wird, da die Anzahl der Switches f\u00fcr die zweite Option halb so gro\u00df ist, w\u00e4hrend die L\u00e4nge der erforderlichen Kabel gr\u00f6\u00dfer ist.<\/p>\n<p>P.S. Wenn es m\u00f6glich ist, die Leistung pro Rack und die Rackh\u00f6he zu variieren, erh\u00f6ht sich die Flexibilit\u00e4t. Der Prozess kann jedoch auf das oben Beschriebene reduziert werden, indem man einfach verschiedene Optionen durchgeht. Ja, es werden zwar mehr Kombinationen m\u00f6glich sein, aber es bleibt dennoch eine recht begrenzte Anzahl \u2013 die Stromversorgung pro Rack kann in Schritten von 1 kW erh\u00f6ht werden, g\u00e4ngige Racks sind in einer begrenzten Anzahl von Standardgr\u00f6\u00dfen erh\u00e4ltlich: 42U, 45U, 47U, 48U, 52U. Hier kann die Excel-\u201eWas-w\u00e4re-wenn\u201c-Analyse im Datenblattmodus hilfreich sein. Wir schauen uns die erhaltenen Tabellen an und w\u00e4hlen das Minimum aus.<br \/>\n<br \/>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/474112\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0412 \u043e\u0434\u043d\u043e\u043c \u0438\u0437 \u0447\u0430\u0442\u043e\u0432 \u043c\u043d\u0435 \u0437\u0430\u0434\u0430\u043b\u0438 \u0432\u043e\u043f\u0440\u043e\u0441: \u2014 \u0410 \u0435\u0441\u0442\u044c \u0447\u0442\u043e-\u0442\u043e \u043f\u043e\u0447\u0438\u0442\u0430\u0442\u044c, \u043a\u0430\u043a \u043f\u0440\u0430\u0432\u0438\u043b\u044c\u043d\u043e \u0443\u043f\u0430\u043a\u043e\u0432\u044b\u0432\u0430\u0442\u044c \u0441\u0435\u0440\u0432\u0435\u0440\u0430 \u0432 \u0441\u0442\u043e\u0439\u043a\u0438? \u042f \u043f\u043e\u043d\u044f\u043b, \u0447\u0442\u043e \u0442\u0430\u043a\u043e\u0433\u043e \u0442\u0435\u043a\u0441\u0442\u0430 \u043d\u0435 \u0437\u043d\u0430\u044e, \u043f\u043e\u044d\u0442\u043e\u043c\u0443 \u043d\u0430\u043f\u0438\u0441\u0430\u043b \u0441\u0432\u043e\u0439. \u0412\u043e-\u043f\u0435\u0440\u0432\u044b\u0445, \u044d\u0442\u043e\u0442 \u0442\u0435\u043a\u0441\u0442 \u043f\u0440\u043e \u0444\u0438\u0437\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0435 \u0441\u0435\u0440\u0432\u0435\u0440\u0430 \u0432 \u0444\u0438\u0437\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0445 \u0434\u0430\u0442\u0430 \u0446\u0435\u043d\u0442\u0440\u0430\u0445 (\u0414\u0426). \u0412\u043e-\u0432\u0442\u043e\u0440\u044b\u0445, \u0441\u0447\u0438\u0442\u0430\u0435\u043c, \u0447\u0442\u043e \u0441\u0435\u0440\u0432\u0435\u0440\u043e\u0432 \u0434\u043e\u0441\u0442\u0430\u0442\u043e\u0447\u043d\u043e \u043c\u043d\u043e\u0433\u043e: \u0441\u043e\u0442\u043d\u0438-\u0442\u044b\u0441\u044f\u0447\u0438, \u0434\u043b\u044f \u043c\u0435\u043d\u044c\u0448\u0435\u0433\u043e \u043a\u043e\u043b\u0438\u0447\u0435\u0441\u0442\u0432\u0430 \u044d\u0442\u043e\u0442 \u0442\u0435\u043a\u0441\u0442 \u043d\u0435 \u0438\u043c\u0435\u0435\u0442 \u0441\u043c\u044b\u0441\u043b\u0430. \u0412-\u0442\u0440\u0435\u0442\u044c\u0438\u0445, [&hellip;]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":52186,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[702],"tags":[],"class_list":["post-52185","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t<!-- All in One SEO 5.0.1.1 - aioseo.com -->\n\t<meta name=\"description\" content=\"\u0412 \u043e\u0434\u043d\u043e\u043c \u0438\u0437 \u0447\u0430\u0442\u043e\u0432 \u043c\u043d\u0435 \u0437\u0430\u0434\u0430\u043b\u0438 \u0432\u043e\u043f\u0440\u043e\u0441: \u2014 \u0410 \u0435\u0441\u0442\u044c \u0447\u0442\u043e-\u0442\u043e \u043f\u043e\u0447\u0438\u0442\u0430\u0442\u044c, \u043a\u0430\u043a \u043f\u0440\u0430\u0432\u0438\u043b\u044c\u043d\u043e \u0443\u043f\u0430\u043a\u043e\u0432\u044b\u0432\u0430\u0442\u044c \u0441\u0435\u0440\u0432\u0435\u0440\u0430 \u0432 \u0441\u0442\u043e\u0439\u043a\u0438? 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