Un des racks de virtualisation interne. Nous avons réfléchi à l'indication colorée des câbles : l'orange indique une alimentation impaire, le vert indique une alimentation paire.
Ici, nous parlons le plus souvent des « gros appareils » – des chillers, des groupes électrogènes, des tableaux de distribution. Aujourd'hui, nous allons parler des « petites choses » – les prises dans les racks, également appelées unités de distribution d'alimentation (PDU). Dans nos centres de données, il y a plus de 4 000 racks remplis de matériel informatique, donc j'ai vu beaucoup de choses : des PDU classiques, des PDU « intelligents » avec surveillance et gestion, et des blocs de prises ordinaires. Aujourd'hui, je vais expliquer quels types de PDU existent et lequel choisir dans une situation donnée.
Types de PDU
Bloc de prises simple. Oui, celui-là, que l'on trouve dans chaque maison ou bureau.
Formellement, ce n'est pas tout à fait un PDU au sens industriel pour les racks informatiques, mais ces appareils ont aussi leurs adeptes. Le seul avantage de cette solution est son faible coût (à partir de 2000 roubles). Ils peuvent également être utiles si vous utilisez des racks ouverts où un PDU standard ne peut pas être installé, et que vous ne souhaitez pas perdre des unités pour un PDU horizontal. Cela ramène à la question de l'économie.
Les inconvénients sont beaucoup plus nombreux : ces appareils n'ont pas toujours de protection interne contre les courts-circuits et les surcharges, il est impossible de surveiller les indicateurs, et encore moins de gérer les prises. Ils se placent généralement en bas du rack. Ce n'est pas la position la plus pratique pour connecter l'équipement.
En gros, les « pilotes » peuvent être utilisés si :
- vous avez des milliers de serveurs et vous devez économiser,
- vous pouvez vous permettre de brancher l'équipement à l'aveugle, sans comprendre ce qui se passe réellement concernant la consommation,
- vous êtes prêts à avoir des temps d'arrêt de l'équipement.
Nous n'utilisons pas cela, mais nous avons des clients qui pratiquent cela avec un assez grand succès. En fait, ils construisent leur infrastructure pour leurs services de manière à ce que la défaillance de dizaines de serveurs n'affecte pas le fonctionnement de l'application cliente.
C'est bon marché et fonctionne.
Disposition verticale.
PDU « stupides ». C'est en fait un PDU classique conçu pour une utilisation dans des racks avec du matériel informatique, et c'est déjà un bon point. Ils ont un facteur de forme approprié pour être installés sur les côtés des racks, ce qui facilite le branchement de l'équipement. Il existe une protection interne. Ces PDU n'ont pas de fonction de surveillance, donc nous ne saurons pas combien d'énergie chaque appareil consomme, ni ce qui se passe à l'intérieur. Il nous en reste presque plus, et dans l'ensemble, ils disparaissent progressivement de l'utilisation massive.
Ces PDU coûtent à partir de 25 000 roubles.
Des PDU « intelligents » avec surveillance. Ces dispositifs possèdent des « cerveaux », et ils peuvent suivre les paramètres de consommation d'énergie. Il y a un écran qui affiche les indicateurs principaux : tension, courant et puissance. On peut les surveiller par groupes de prises : sections ou bancs. On peut se connecter à ce PDU à distance et configurer l'envoi de données dans le système de surveillance. Ils enregistrent des logs qui permettent de voir tout ce qui s'est passé, par exemple, quand le PDU a été éteint.
Ils peuvent également compter la consommation (kWh) pour la comptabilité technique, afin de savoir combien un rack consomme sur une certaine période.
Ce sont des PDU standard que nous proposons à nos clients en location, et la majorité de nos PDU dans nos data centers sont de ce type.
Si vous allez en acheter, préparez-vous à débourser au moins 75 000 roubles par unité.
Graphique de notre surveillance interne des PDU.
Des PDU « intelligents » avec gestion. Aux fonctionnalités décrites ci-dessus, ces PDU ajoutent la gestion. Les meilleurs PDU contrôlent et surveillent chaque prise : on peut allumer/éteindre, ce qui est nécessaire dans des situations où l'on doit redémarrer à distance un serveur via l'alimentation. C'est à la fois un avantage et un danger : un utilisateur non averti peut accéder par erreur à l'interface web, cliquer sur quelque chose et redémarrer/éteindre toute la systeme en un instant. Oui, le système préviendra deux fois des conséquences, mais la pratique montre que même les alarmes ne protègent pas toujours des actions imprudentes de l'utilisateur.
Un problème majeur des PDU « intelligents » est la surchauffe et la défaillance du contrôleur et de l'affichage. Les PDU sont généralement installés à l'arrière du rack, là où l'air chaud est évacué. Il y fait chaud, et les contrôleurs ne résistent pas. De plus, il n'est pas nécessaire de remplacer l'ensemble du PDU, le contrôleur peut être remplacé à chaud.
Et le prix est vraiment élevé – à partir de 120 000 roubles.
On peut connaître la gestion du PDU par l'indication sous chaque prise.
À mon avis, la fonction de gestion dans le PDU est une question de goût, mais la surveillance est indispensable. Sinon, il sera impossible de suivre la consommation et la charge. Pourquoi est-ce important, je vous l'expliquerai un peu plus tard.
Comment calculer la puissance nécessaire du PDU ?
À première vue, c'est assez simple : la puissance du PDU doit correspondre à la puissance du rack, mais il y a des nuances. Supposons que vous ayez besoin d'un rack de 10 kW. Les fabricants de PDU proposent des modèles de 3, 7, 11, 22 kW. Vous choisissez 11 kW et, malheureusement, vous aurez tort. Il faudra choisir 22 kW. Pourquoi un si grand surplus ? Je vais vous expliquer.
Tout d'abord, les fabricants indiquent souvent la puissance du PDU en kilowatts et non en kilovolt-ampères, ce qui est plus correct, mais pas évident pour un profane.
Parfois, les fabricants apportent eux-mêmes une confusion supplémentaire :
Ici, on parle d'abord de 11 kW,
Et dans la description détaillée, on évoque déjà 11000 VA :
Si vous vous occupez de bouilloires et d'autres consommateurs similaires, il n'y aura pas de différence entre kW et kVA. Un rack de 10 kW avec des bouilloires consommera 10 kVA. Mais si nous avons du matériel informatique, un coefficient (cos φ) entre en jeu : plus le matériel est récent, plus ce coefficient est proche de l'unité. En moyenne dans le secteur pour le matériel informatique, on peut prendre 0,93–0,95. Donc, un rack de 10 kW avec de l'informatique consommera 10,7 kVA. Voici la formule qui nous a donné 10,7 kVA.
Ppfull.= Pact./Cos(φ)
10/0.93=10.7 kVA
Et vous pourriez poser une question légitime : 10,7, c'est moins de 11. Pourquoi avons-nous besoin d'un PDU de 22 kW ? Il y a un deuxième point : le niveau de consommation d'électricité du matériel changera en fonction du moment de la journée et du jour de la semaine. Lors de la répartition de l'alimentation, il faut tenir compte de cela et prévoir environ 10 % pour les fluctuations et les pics, afin qu'au moment où la consommation augmente, le PDU ne soit pas en surcharge et ne laisse pas le matériel sans alimentation.
Graphique de consommation d'un rack de 10 kW pendant 4 jours.
Il s'avère qu'aux 10,7 kW que nous avons, nous devons ajouter encore 10 %, et donc finalement le PDU de 11 kW ne convient déjà plus.
| Modèle de PDU | Phasage | Puissance du fabricant, kVA | Puissance DtLN, kW |
| 1 f | 3,7 | 3 | |
| 1 f | 7,4 | 6 | |
| 3 f | 11 | 9 | |
| 3 f | 22 | 18 |
Extrait du tableau de puissance de modèles spécifiques de PDU selon la version de DataLine. En tenant compte de la conversion de kVA en kW et de la réserve pour les pics au cours de la journée.
Particularités de l'installation
Il est plus pratique de travailler avec un PDU lorsqu'il est monté verticalement, à gauche et à droite du rack. Dans ce cas, il n'occupe pas d'espace utile. Il est possible d'installer jusqu'à quatre PDU dans le rack — deux à gauche et deux à droite. Le plus souvent, on en installe un de chaque côté. Chaque PDU a une entrée d'alimentation dédiée.
L'équipement standard pour le rack est de 2 PDU et 1 AVR.
Il arrive parfois qu'il n'y ait pas d'espace pour des PDU verticaux dans le rack, par exemple, si c'est un rack ouvert. Dans ce cas, des PDU horizontaux sont utilisés. La seule chose, c'est qu'il faudra accepter une perte de 2 à 4 unités dans le rack selon le modèle de PDU.
Ici, le PDU a pris 4 unités. Ce type de PDU est également utilisé lorsqu'il est nécessaire de séparer deux clients dans un même rack. Dans ce cas, chaque client aura une paire de PDU distincte.
Il arrive que le rack choisi ne soit pas assez profond, et que le serveur dépasse, couvrant le PDU. Le plus triste ici n'est pas que certaines prises resteront inactives, mais que si un tel PDU tombe en panne, il faudra l'enterrer directement dans le rack ou déconnecter et retirer tout l'équipement gênant.
Ne faites pas ça — 1.
Ne faites pas ça — 2.
Connexion d'équipement
Même le PDU le plus sophistiqué ne servira à rien si l'équipement est mal connecté et qu'il n'y a pas de possibilité de surveiller la consommation.
Que peut-il se passer de mal ? Un peu . Chaque rack reçoit deux entrées d'alimentation, avec deux PDU dans un rack standard. Par conséquent, chaque PDU a sa propre entrée. Si l'une des entrées (c'est-à-dire le PDU) a un problème, le rack continue de fonctionner grâce à la deuxième entrée. Pour que ce schéma fonctionne, certaines règles doivent être respectées. Voici les principales (la liste complète est disponible ):
L'équipement doit être connecté à différents PDU. Si l'équipement a une seule alimentation et une seule prise, il se connecte au PDU via un AVR (dispositif d'alimentation automatique de secours) ou un ATS (Automatic Transfer Switch). En cas de dysfonctionnement de l'une des entrées ou du PDU lui-même, l'AVR commute l'équipement vers un PDU/entrée fonctionnel. L'équipement ne ressentira rien.
Charge équilibrée entre deux entrées/PDU. L'alimentation de secours ne sauvera que si elle peut supporter la charge de l'alimentation principale défaillante. Pour cela, il est nécessaire de prévoir une marge : charger chaque alimentation à moins de la moitié de sa puissance nominale, et la charge totale sur les deux alimentations doit être inférieure à 100 % de la capacité nominale. Ce n'est que dans ce cas que l'alimentation restante pourra supporter une double charge. Si ce n'est pas le cas, le passage à l'alimentation de secours ne fonctionnera pas — l'équipement restera sans alimentation. Pour éviter le pire, nous ce paramètre.
Répartition de la charge entre les sections PDU. Les prises PDU sont regroupées en sections — généralement de 2 ou 3 unités. Chaque section a sa propre limite de puissance. Il est essentiel de ne pas dépasser cette limite et de répartir la charge uniformément sur toutes les sections. Et ici également, le concept de charges paire s'applique, comme mentionné précédemment.
Pour résumer
- Autant que possible, choisissez un PDU avec fonction de surveillance.
- Lors du choix d'un modèle de PDU, prévoyez une marge de puissance.
- Installez le PDU de manière à pouvoir le remplacer sans perturber le matériel informatique.
- Connectez correctement : branchez l'équipement à deux PDU, ne surchargez pas les sections et gardez à l'esprit les charges paires.
Source : habr.com
