रैक में सर्वर के वितरण को अनुकूलित करना

एक चैट में मुझसे एक प्रश्न पूछा गया:

—क्या ऐसी कोई चीज़ है जिसके बारे में मैं पढ़ सकता हूँ कि सर्वर को रैक में ठीक से कैसे पैक किया जाए?

मुझे एहसास हुआ कि मैं ऐसा कोई पाठ नहीं जानता था, इसलिए मैंने अपना स्वयं का पाठ लिखा।

सबसे पहले, यह पाठ भौतिक डेटा केंद्रों (डीसी) में भौतिक सर्वर के बारे में है। दूसरे, हमारा मानना ​​है कि बहुत सारे सर्वर हैं: सैकड़ों-हजारों; कम संख्या के लिए इस पाठ का कोई मतलब नहीं है। तीसरा, हम मानते हैं कि हमारे पास तीन बाधाएं हैं: रैक में भौतिक स्थान, प्रति रैक बिजली की आपूर्ति, और रैक को पंक्तियों में खड़ा होने दें ताकि हम आसन्न रैक में सर्वर को जोड़ने के लिए एक टीओआर स्विच का उपयोग कर सकें।

प्रश्न का उत्तर अत्यधिक इस बात पर निर्भर करता है कि हम किस पैरामीटर का अनुकूलन कर रहे हैं और सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए हम क्या भिन्न कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, आगे के विकास के लिए अधिक जगह छोड़ने के लिए हमें बस न्यूनतम स्थान लेने की आवश्यकता है। या शायद हमें रैक की ऊंचाई, प्रति रैक बिजली, पीडीयू में सॉकेट, स्विचों के समूह में रैक की संख्या (1, 2 या 3 रैक के लिए एक स्विच), तारों की लंबाई और खींचने का काम चुनने में स्वतंत्रता है ( पंक्तियों के अंत में यह महत्वपूर्ण है: एक पंक्ति में 10 रैक और प्रति स्विच 3 रैक के साथ, आपको तारों को दूसरी पंक्ति में खींचना होगा या स्विच में पोर्ट का कम उपयोग करना होगा), आदि, आदि। अलग कहानियाँ: सर्वर का चयन और डीसी का चयन, हम मान लेंगे कि वे चयनित हैं।

कुछ बारीकियों और विवरणों को समझना अच्छा होगा, विशेष रूप से, सर्वर की औसत/अधिकतम खपत, और हमें बिजली की आपूर्ति कैसे की जाती है। इसलिए, यदि हमारे पास 230V की रूसी बिजली आपूर्ति और प्रति रैक एक चरण है, तो एक 32A मशीन ~7kW संभाल सकती है। मान लीजिए कि हम प्रति रैक 6 किलोवाट के लिए नाममात्र का भुगतान करते हैं। यदि प्रदाता हमारी खपत को केवल 10 रैक की एक पंक्ति के लिए मापता है, न कि प्रत्येक रैक के लिए, और यदि मशीन को सशर्त 7 किलोवाट कटऑफ पर सेट किया गया है, तो तकनीकी रूप से हम एक रैक में 6.9 किलोवाट, दूसरे में 5.1 किलोवाट और उपभोग कर सकते हैं। सब कुछ ठीक हो जाएगा - दंडनीय नहीं।

आमतौर पर हमारा मुख्य लक्ष्य लागत को कम करना है। मापने का सबसे अच्छा मानदंड टीसीओ (स्वामित्व की कुल लागत) में कमी है। इसमें निम्नलिखित टुकड़े शामिल हैं:

• पूंजीगत व्यय: डीसी बुनियादी ढांचे, सर्वर, नेटवर्क हार्डवेयर और केबलिंग की खरीद
• ओपेक्स: डीसी किराया, बिजली की खपत, रखरखाव। ओपेक्स सेवा जीवन पर निर्भर करता है। इसे 3 वर्ष मानना ​​उचित है।

समग्र पाई में अलग-अलग टुकड़े कितने बड़े हैं, इस पर निर्भर करते हुए, हमें सबसे महंगे को अनुकूलित करने की आवश्यकता है, और बाकी को शेष सभी संसाधनों का यथासंभव कुशलता से उपयोग करने देना चाहिए।

मान लें कि हमारे पास एक मौजूदा डीसी है, एच इकाइयों की रैक ऊंचाई है (उदाहरण के लिए, एच = 47), प्रति रैक प्रैक (प्रैक = 6 किलोवाट) बिजली, और हमने एच = 2 यू दो-यूनिट सर्वर का उपयोग करने का निर्णय लिया है। हम स्विच, पैच पैनल और आयोजकों के लिए रैक से 2..4 इकाइयाँ हटा देंगे। वे। भौतिक रूप से, हमारे रैक में Sh=राउंडडाउन((H-2..4)/h) सर्वर हैं (अर्थात Sh = राउंडडाउन((47-4)/2)=21 सर्वर प्रति रैक)। आइए इस श्री को याद करें।

साधारण स्थिति में, एक रैक में सभी सर्वर समान होते हैं। कुल मिलाकर, यदि हम एक रैक को सर्वर से भरते हैं, तो प्रत्येक सर्वर पर हम औसतन बिजली Pserv=Prack/Sh (Pserv = 6000W/21 = 287W) खर्च कर सकते हैं। सरलता के लिए, हम यहां स्विच खपत को नजरअंदाज करते हैं।

आइए एक कदम आगे बढ़ें और निर्धारित करें कि अधिकतम सर्वर खपत Pmax क्या है। यदि यह बहुत सरल, बहुत अप्रभावी और पूरी तरह से सुरक्षित है, तो हम सर्वर की बिजली आपूर्ति पर जो लिखा है उसे पढ़ते हैं - यही है।

यदि यह अधिक जटिल और अधिक कुशल है, तो हम सभी घटकों का टीडीपी (थर्मल डिज़ाइन पैकेज) लेते हैं और इसे सारांशित करते हैं (यह बहुत सच नहीं है, लेकिन यह संभव है)।

आमतौर पर हम घटकों के टीडीपी (सीपीयू को छोड़कर) को नहीं जानते हैं, इसलिए हम सबसे सही, लेकिन सबसे जटिल दृष्टिकोण भी अपनाते हैं (हमें एक प्रयोगशाला की आवश्यकता है) - हम आवश्यक कॉन्फ़िगरेशन का एक प्रयोगात्मक सर्वर लेते हैं और इसे लोड करते हैं, उदाहरण के लिए, लिनपैक (सीपीयू और मेमोरी) और फियो (डिस्क) के साथ, हम खपत को मापते हैं। यदि हम इसे गंभीरता से लेते हैं, तो हमें परीक्षणों के दौरान ठंडे गलियारे में सबसे गर्म वातावरण बनाने की भी आवश्यकता है, क्योंकि इससे पंखे की खपत और सीपीयू खपत दोनों पर असर पड़ेगा। हमें इस विशिष्ट लोड के तहत इन विशिष्ट परिस्थितियों में एक विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन के साथ एक विशिष्ट सर्वर की अधिकतम खपत प्राप्त होती है। हमारा सीधा सा मतलब है कि नया सिस्टम फ़र्मवेयर, एक अलग सॉफ़्टवेयर संस्करण और अन्य स्थितियाँ परिणाम को प्रभावित कर सकती हैं।

तो, Pserv पर वापस जाएँ और हम इसकी तुलना Pmax से कैसे करते हैं। यह समझने की बात है कि सेवाएँ कैसे काम करती हैं और आपके तकनीकी निदेशक की नसें कितनी मजबूत हैं।

यदि हम बिल्कुल भी जोखिम नहीं लेते हैं, तो हमारा मानना ​​है कि सभी सर्वर एक साथ अपना अधिकतम उपभोग करना शुरू कर सकते हैं। उसी क्षण, डीसी में एक इनपुट हो सकता है। इन परिस्थितियों में भी, इन्फ्रा को सेवा प्रदान करनी होगी, इसलिए Pserv ≡ Pmax। यह एक ऐसा दृष्टिकोण है जहां विश्वसनीयता अत्यंत महत्वपूर्ण है।

यदि तकनीकी निदेशक न केवल आदर्श सुरक्षा के बारे में सोचता है, बल्कि कंपनी के पैसे के बारे में भी सोचता है और पर्याप्त बहादुर है, तो आप यह निर्णय ले सकते हैं

• हम अपने विक्रेताओं को प्रबंधित करना शुरू कर रहे हैं, विशेष रूप से, हम एक इनपुट में गिरावट को कम करने के लिए नियोजित पीक लोड के समय निर्धारित रखरखाव पर रोक लगा रहे हैं;
• और/या हमारा आर्किटेक्चर आपको रैक/पंक्ति/डीसी खोने की इजाजत देता है, लेकिन सेवाएं काम करना जारी रखती हैं;
• और/या हम लोड को रैक में क्षैतिज रूप से अच्छी तरह से फैलाते हैं, इसलिए हमारी सेवाएं कभी भी एक रैक में अधिकतम खपत तक नहीं पहुंच पाएंगी।

यहां न केवल अनुमान लगाना बहुत उपयोगी है, बल्कि खपत की निगरानी करना और यह जानना भी है कि सामान्य और चरम स्थितियों में सर्वर वास्तव में कितनी बिजली की खपत करते हैं। इसलिए, कुछ विश्लेषण के बाद, तकनीकी निदेशक अपने पास मौजूद सभी चीजों को निचोड़ कर कहता है: "हम एक दृढ़ निश्चयी निर्णय लेते हैं कि प्रति रैक अधिकतम सर्वर खपत का अधिकतम प्राप्य औसत अधिकतम खपत से **इतना** कम है," सशर्त रूप से Pserv = 0.8* पीएमएक्स।

और फिर एक 6kW रैक अब Pmax = 16W के साथ 375 सर्वरों को समायोजित नहीं कर सकता है, लेकिन Pserv = 20W * 375 = 0.8W के साथ 300 सर्वरों को समायोजित कर सकता है। वे। 25% अधिक सर्वर. यह एक बहुत बड़ी बचत है - आखिरकार, हमें तुरंत 25% कम रैक की आवश्यकता है (और हम पीडीयू, स्विच और केबल पर भी बचत करेंगे)। इस तरह के समाधान का एक गंभीर नुकसान यह है कि हमें लगातार निगरानी करनी चाहिए कि हमारी धारणाएं अभी भी सही हैं। कि नया फर्मवेयर संस्करण प्रशंसकों और खपत के संचालन में महत्वपूर्ण बदलाव नहीं करता है, कि नई रिलीज के साथ अचानक विकास ने सर्वर का अधिक कुशलता से उपयोग करना शुरू नहीं किया (पढ़ें: उन्होंने सर्वर पर अधिक लोड और अधिक खपत हासिल की)। आख़िरकार, तो हमारी प्रारंभिक धारणाएँ और निष्कर्ष दोनों तुरंत ग़लत हो जाते हैं। यह एक जोखिम है जिसे जिम्मेदारी से लिया जाना चाहिए (या टाला जाना चाहिए और फिर स्पष्ट रूप से कम उपयोग किए गए रैक के लिए भुगतान करना चाहिए)।

एक महत्वपूर्ण नोट - यदि संभव हो तो आपको विभिन्न सेवाओं के सर्वरों को रैक में क्षैतिज रूप से वितरित करने का प्रयास करना चाहिए। यह आवश्यक है ताकि ऐसी स्थितियाँ उत्पन्न न हों जब सर्वर का एक बैच एक सेवा के लिए आता है, रैक को "घनत्व" बढ़ाने के लिए लंबवत रूप से पैक किया जाता है (क्योंकि यह उस तरह से आसान है)। हकीकत में, यह पता चला है कि एक रैक एक ही सेवा के समान कम-लोड सर्वर से भरा हुआ है, और दूसरा समान रूप से उच्च-लोड सर्वर से भरा हुआ है। दूसरी गिरावट की संभावना काफी अधिक है, क्योंकि लोड प्रोफ़ाइल समान है, और इस रैक में सभी सर्वर बढ़े हुए लोड के परिणामस्वरूप समान मात्रा का उपभोग करना शुरू कर देते हैं।

आइए रैक में सर्वर के वितरण पर वापस लौटें। हमने भौतिक रैक स्थान और पावर सीमाओं को देख लिया है, अब नेटवर्क को देखें। आप 24/32/48 एन पोर्ट वाले स्विच का उपयोग कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, हमारे पास 48-पोर्ट टीओआर स्विच हैं)। सौभाग्य से, यदि आप ब्रेक-आउट केबलों के बारे में नहीं सोचते हैं तो कई विकल्प नहीं हैं। हम उन परिदृश्यों पर विचार कर रहे हैं जब हमारे पास प्रति रैक एक स्विच है, आरनेट समूह में दो या तीन रैक के लिए एक स्विच है। मुझे ऐसा लगता है कि एक समूह में तीन से अधिक रैक पहले से ही बहुत अधिक हैं, क्योंकि... रैक के बीच केबलिंग की समस्या काफी बड़ी हो जाती है।

इसलिए, प्रत्येक नेटवर्क परिदृश्य (एक समूह में 1, 2 या 3 रैक) के लिए, हम सर्वर को रैक के बीच वितरित करते हैं:

Srack = मिनट(Sh, राउंडडाउन(Prack/Pserv), राउंडडाउन(N/Rnet))

इस प्रकार, एक समूह में 2 रैक वाले विकल्प के लिए:

Srack2 = मिनट(21, राउंडडाउन(6000/300), राउंडडाउन(48/2)) = मिनट(21, 20, 24) = 20 सर्वर प्रति रैक।

हम शेष विकल्पों पर भी इसी तरह विचार करते हैं:

क्रैक1 = 20
क्रैक3 = 16

और हम लगभग वहीं हैं. हम अपने सभी सर्वर एस को वितरित करने के लिए रैक की संख्या की गणना करते हैं (इसे 1000 होने दें):

आर = राउंडअप(एस / (स्रैक * आरनेट)) * आरनेट

आर1 = राउंडअप(1000 / (20 * 1)) * 1 = 50 * 1 = 50 रैक

आर2 = राउंडअप(1000 / (20 * 2)) * 2 = 25 * 2 = 50 रैक

आर3 = राउंडअप(1000 / (16 * 3)) * 3 = 25 * 2 = 63 रैक

इसके बाद, हम रैक की संख्या, स्विचों की आवश्यक संख्या, केबलिंग आदि के आधार पर प्रत्येक विकल्प के लिए टीसीओ की गणना करते हैं। हम वह विकल्प चुनते हैं जहां TCO कम है। लाभ!

ध्यान दें कि यद्यपि विकल्प 1 और 2 के लिए रैक की आवश्यक संख्या समान है, उनकी कीमत अलग-अलग होगी, क्योंकि दूसरे विकल्प के लिए स्विचों की संख्या आधी है, और आवश्यक केबलों की लंबाई लंबी है।

पुनश्च यदि आपके पास प्रति रैक शक्ति और रैक की ऊंचाई के साथ खेलने का अवसर है, तो परिवर्तनशीलता बढ़ जाती है। लेकिन केवल विकल्पों पर जाकर प्रक्रिया को ऊपर वर्णित प्रक्रिया तक कम किया जा सकता है। हाँ, अधिक संयोजन होंगे, लेकिन फिर भी बहुत सीमित संख्या में - गणना के लिए रैक को बिजली की आपूर्ति 1 किलोवाट के चरणों में बढ़ाई जा सकती है, विशिष्ट रैक सीमित संख्या में मानक आकार में आते हैं: 42U, 45U, 47U, 48U , 52यू. और यहां डेटा टेबल मोड में एक्सेल का व्हाट-इफ विश्लेषण गणना में मदद कर सकता है। हम प्राप्त प्लेटों को देखते हैं और न्यूनतम चुनते हैं।

स्रोत: www.habr.com