र्याकहरूमा सर्भरहरूको वितरणलाई अनुकूलन गर्दै

एउटा च्याटमा मलाई एउटा प्रश्न सोधियो:

— के त्यहाँ सर्भरहरू राम्ररी प्याक गर्ने बारे मैले पढ्न सक्ने केही कुराहरू छन्?

मलाई यस्तो पाठ थाहा छैन भन्ने महसुस भयो, त्यसैले मैले आफ्नै लेखे।

पहिलो, यो पाठ भौतिक डेटा केन्द्रहरू (DCs) मा भौतिक सर्भरहरूको बारेमा हो। दोस्रो, हामी विश्वास गर्छौं कि त्यहाँ धेरै सर्भरहरू छन्: सयौं-हजार; सानो संख्याको लागि यो पाठको अर्थ छैन। तेस्रो, हामी विचार गर्छौं कि हामीसँग तीनवटा अवरोधहरू छन्: र्याकहरूमा भौतिक ठाउँ, प्रति र्याकमा पावर आपूर्ति, र र्याकहरूलाई पङ्क्तिहरूमा खडा हुन दिनुहोस् ताकि हामी छेउछाउको र्याकहरूमा सर्भरहरू जडान गर्न एउटा ToR स्विच प्रयोग गर्न सक्छौं।

प्रश्नको जवाफ हामीले कुन प्यारामिटरलाई अप्टिमाइज गर्दैछौं र उत्तम नतिजा प्राप्त गर्न हामी के फरक पार्न सक्छौं भन्ने कुरामा धेरै निर्भर गर्दछ। उदाहरणका लागि, हामीले थप वृद्धिको लागि थप छोड्नको लागि न्यूनतम ठाउँ लिन आवश्यक छ। वा हुनसक्छ हामीसँग र्याकको उचाइ, पावर प्रति र्याक, PDU मा सकेटहरू, स्विचहरूको समूहमा र्याकहरूको संख्या (1, 2 वा 3 र्याकहरूको लागि एउटा स्विच), तारहरूको लम्बाइ र तान्ने काम ( पङ्क्तिको छेउमा यो महत्त्वपूर्ण छ: एक पङ्क्तिमा 10 र्याकहरू र प्रति स्विच 3 र्याकहरूसँग, तपाईंले तारहरूलाई अर्को पङ्क्तिमा तान्नुपर्छ वा स्विचमा पोर्टहरू कम प्रयोग गर्नुपर्नेछ), आदि। अलग कथाहरू: सर्भरहरूको चयन र DCs को चयन, हामी मान्नेछौं कि तिनीहरू चयन गरिएका छन्।

केही सूक्ष्मता र विवरणहरू, विशेष गरी, सर्भरहरूको औसत/अधिकतम खपत, र हामीलाई कसरी बिजुली आपूर्ति गरिन्छ भनेर बुझ्नु राम्रो हुनेछ। त्यसोभए, यदि हामीसँग 230V को रूसी पावर सप्लाई छ र प्रति र्याक एक चरण छ भने, त्यसपछि 32A मेसिनले ~ 7kW ह्यान्डल गर्न सक्छ। मानौं कि हामी नाममात्र प्रति र्याक 6kW को लागि भुक्तान गर्छौं। यदि प्रदायकले हाम्रो खपत १० र्याकको पङ्क्तिको लागि मात्र मापन गर्दछ, र प्रत्येक र्याकको लागि होइन, र यदि मेसिन सशर्त रूपमा 10 kW कटअफमा सेट गरिएको छ भने, प्राविधिक रूपमा हामी एक र्याकमा 7 kW, अर्कोमा 6.9 kW र सबै ठीक हुनेछ - दण्डनीय छैन।

सामान्यतया हाम्रो मुख्य लक्ष्य लागत कम गर्न हो। मापन गर्नको लागि उत्तम मापदण्ड TCO (स्वामित्वको कुल लागत) मा कटौती हो। यसले निम्न टुक्राहरू समावेश गर्दछ:

• CAPEX: DC पूर्वाधार, सर्भर, नेटवर्क हार्डवेयर र केबलिङको खरिद
• OPEX: DC भाडा, बिजुली खपत, मर्मतसम्भार। OPEX सेवा जीवन मा निर्भर गर्दछ। यसलाई ३ वर्ष मान्नु उचित हुन्छ ।

समग्र पाईमा व्यक्तिगत टुक्राहरू कति ठूला छन् भन्ने आधारमा, हामीले सबैभन्दा महँगोलाई अप्टिमाइज गर्न आवश्यक छ, र बाँकीलाई सकेसम्म प्रभावकारी रूपमा सबै बाँकी स्रोतहरू प्रयोग गर्न दिनुहोस्।

मानौं हामीसँग अवस्थित DC छ, त्यहाँ H इकाइहरूको र्याक उचाइ छ (उदाहरणका लागि, H=47), बिजुली प्रति र्याक Prack (Prack=6kW), र हामीले h=2U दुई-इकाइ सर्भरहरू प्रयोग गर्ने निर्णय गर्यौं। हामी स्विच, प्याच प्यानल र आयोजकहरूको लागि र्याकबाट 2..4 एकाइहरू हटाउनेछौं। ती। भौतिक रूपमा, हामीसँग हाम्रो र्याकमा Sh=rounddown((H-2..4)/h) सर्भरहरू छन् (अर्थात Sh = rounddown((47-4)/2)=21 सर्भर प्रति र्याक)। यो याद गरौं श.

साधारण अवस्थामा, र्याकमा सबै सर्भरहरू समान छन्। कुलमा, यदि हामीले सर्भरहरूसँग र्याक भर्यौं भने, प्रत्येक सर्भरमा हामी औसतमा Pserv=Prack/Sh (Pserv = 6000W/21 = 287W) पावर खर्च गर्न सक्छौं। सरलताको लागि, हामी यहाँ स्विच खपतलाई बेवास्ता गर्छौं।

आउनुहोस् एक कदम छोड्नुहोस् र अधिकतम सर्भर खपत Pmax के हो निर्धारण गरौं। यदि यो धेरै सरल, धेरै प्रभावहीन र पूर्ण रूपमा सुरक्षित छ भने, हामी सर्भरको पावर सप्लाईमा लेखिएको कुरा पढ्छौं - यो हो।

यदि यो अधिक जटिल र अधिक कुशल छ भने, त्यसपछि हामी सबै कम्पोनेन्टहरूको TDP (थर्मल डिजाइन प्याकेज) लिन्छौं र यसलाई जोड दिन्छौं (यो धेरै सत्य होइन, तर यो सम्भव छ)।

सामान्यतया हामीलाई कम्पोनेन्टहरूको TDP थाहा हुँदैन (CPU बाहेक), त्यसैले हामी सबैभन्दा सही, तर सबैभन्दा जटिल दृष्टिकोण पनि लिन्छौं (हामीलाई प्रयोगशाला चाहिन्छ) - हामी आवश्यक कन्फिगरेसनको प्रयोगात्मक सर्भर लिन्छौं र यसलाई लोड गर्छौं, उदाहरण को लागी, Linpack (CPU र मेमोरी) र fio (डिस्क) संग, हामी खपत मापन गर्छौं। यदि हामीले यसलाई गम्भीरतापूर्वक लियौं भने, हामीले परीक्षणको समयमा चिसो कोरिडोरमा सबैभन्दा न्यानो वातावरण सिर्जना गर्न आवश्यक छ, किनभने यसले फ्यान खपत र CPU खपत दुवैलाई असर गर्नेछ। हामीले यो विशिष्ट लोड अन्तर्गत यी विशेष परिस्थितिहरूमा एक विशेष कन्फिगरेसनको साथ एक विशिष्ट सर्भरको अधिकतम खपत प्राप्त गर्छौं। हामी केवल नयाँ प्रणाली फर्मवेयर, एक फरक सफ्टवेयर संस्करण, र अन्य अवस्थाहरूले परिणामलाई असर गर्न सक्छ भन्ने कुराको मात्र मतलब छ।

त्यसोभए, Pserv मा फर्कनुहोस् र हामी यसलाई Pmax सँग कसरी तुलना गर्छौं। सेवाहरूले कसरी काम गर्छ र तपाइँको प्राविधिक निर्देशकको तंत्रिका कति बलियो छ भन्ने कुरा बुझ्नु पर्ने कुरा हो।

यदि हामीले कुनै पनि जोखिम लिदैनौं भने, हामी विश्वास गर्छौं कि सबै सर्भरहरूले एकै साथ तिनीहरूको अधिकतम खपत गर्न सुरु गर्न सक्छन्। एकै समयमा, DC मा एक इनपुट हुन सक्छ। यी सर्तहरूमा पनि, इन्फ्राले सेवा प्रदान गर्नुपर्छ, त्यसैले Pserv ≡ Pmax। यो एक दृष्टिकोण हो जहाँ विश्वसनीयता एकदम महत्त्वपूर्ण छ।

यदि प्राविधिक निर्देशकले आदर्श सुरक्षाको बारेमा मात्र होइन, तर कम्पनीको पैसाको बारेमा पनि सोच्दछ र पर्याप्त साहसी छ भने, त्यसपछि तपाइँ निर्णय गर्न सक्नुहुन्छ।

• हामी हाम्रा विक्रेताहरू व्यवस्थापन गर्न सुरु गर्दैछौं, विशेष गरी, हामी एक इनपुटमा ड्रप कम गर्न योजनाबद्ध शिखर लोडको समयमा अनुसूचित मर्मतलाई निषेध गर्दैछौं;
• र/वा हाम्रो वास्तुकलाले तपाईंलाई र्याक/पङ्क्ति/DC गुमाउन अनुमति दिन्छ, तर सेवाहरूले काम गर्न जारी राख्छ;
• र/वा हामीले लोडलाई र्याकहरूमा तेर्सो रूपमा राम्रोसँग फैलाउँछौं, त्यसैले हाम्रा सेवाहरू एकै र्याकमा अधिकतम खपतमा कहिल्यै उफ्रने छैनन्।

यहाँ यो अनुमान गर्न मात्र नभई खपत अनुगमन गर्न र सर्भरहरूले वास्तवमा सामान्य र उच्च अवस्थाहरूमा कसरी बिजुली उपभोग गर्छन् भनेर जान्न धेरै उपयोगी छ। त्यसकारण, केहि विश्लेषण पछि, प्राविधिक निर्देशकले आफूसँग भएका सबै चीजहरू निचोड गर्छन् र भन्छन्: "हामी स्वेच्छिक निर्णय गर्छौं कि प्रति र्याक अधिकतम सर्भर खपतको अधिकतम प्राप्त गर्न सकिने औसत **यति ** अधिकतम खपत भन्दा कम छ," सशर्त Pserv = ०.८* Pmax।

र त्यसपछि 6kW र्याकले Pmax = 16W सँग 375 सर्भरहरू समायोजन गर्न सक्दैन, तर Pserv = 20W * 375 = 0.8W सँग 300 सर्भरहरू। ती। २५% थप सर्भरहरू। यो धेरै ठूलो बचत हो - आखिर, हामीलाई तुरुन्तै 25% कम र्याकहरू चाहिन्छ (र हामी PDUs, स्विचहरू र केबलहरूमा पनि बचत गर्नेछौं)। यस्तो समाधानको एक गम्भीर हानि यो हो कि हामीले हाम्रो धारणाहरू अझै सही छन् भनेर निरन्तर निगरानी गर्नुपर्छ। नयाँ फर्मवेयर संस्करणले फ्यान र उपभोगको सञ्चालनलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन गर्दैन, कि नयाँ रिलीजको साथ अचानक विकासले सर्भरहरू धेरै कुशलतापूर्वक प्रयोग गर्न सुरु गरेन (पढ्नुहोस्: तिनीहरूले सर्भरमा अधिक लोड र अधिक खपत हासिल गरे)। आखिर, हाम्रा प्रारम्भिक अनुमान र निष्कर्ष दुवै तुरुन्तै गलत हुन्छन्। यो एक जोखिम हो जुन जिम्मेवारीपूर्वक लिनुपर्छ (वा बेवास्ता गर्नुहोस् र त्यसपछि स्पष्ट रूपमा अप्रयुक्त र्याकहरूको लागि भुक्तान गर्नुहोस्)।

एउटा महत्त्वपूर्ण नोट - यदि सम्भव छ भने, तपाईंले विभिन्न सेवाहरूबाट सर्भरहरू तेर्सो रूपमा र्याकहरूमा वितरण गर्ने प्रयास गर्नुपर्छ। यो आवश्यक छ ताकि परिस्थितिहरू नहोस् जब सर्भरहरूको एक ब्याच एक सेवाको लागि आइपुग्छ, "घनत्व" बढाउनको लागि र्याकहरू ठाडो रूपमा प्याक गरिन्छ (किनभने यो बाटो सजिलो छ)। वास्तवमा, यो बाहिर जान्छ कि एउटा र्याक एउटै सेवाको समान कम-लोड सर्भरहरूले भरिएको छ, र अर्को समान रूपमा उच्च-लोड सर्भरहरूले भरिएको छ। दोस्रो गिरावटको सम्भावना धेरै उच्च छ, किनभने लोड प्रोफाइल उस्तै छ, र त्यो र्याकमा सबै सर्भरहरूले लोड बढेको परिणामको रूपमा समान मात्रा उपभोग गर्न थाल्छन्।

र्याकहरूमा सर्भरहरूको वितरणमा फर्कौं। हामीले भौतिक र्याक स्पेस र पावर सीमितताहरू हेरेका छौं, अब नेटवर्कमा हेरौं। तपाईं 24/32/48 N पोर्टहरूसँग स्विचहरू प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ (उदाहरणका लागि, हामीसँग 48-पोर्ट ToR स्विचहरू छन्)। सौभाग्य देखि, त्यहाँ धेरै विकल्पहरू छैनन् यदि तपाइँ ब्रेक-आउट केबलहरूको बारेमा सोच्नुहुन्न भने। हामीसँग प्रति र्याकमा एउटा स्विच, Rnet समूहमा दुई वा तीन र्याकहरूको लागि एउटा स्विच हुँदा परिदृश्यहरू विचार गर्दैछौं। मलाई लाग्छ कि एक समूहमा तीन भन्दा बढी र्याकहरू पहिले नै धेरै छन्, किनभने ... र्याकहरू बीच केबलको समस्या धेरै ठूलो हुन्छ।

त्यसोभए, प्रत्येक नेटवर्क परिदृश्यको लागि (एक समूहमा 1, 2 वा 3 र्याकहरू), हामी र्‍याकहरू बीच सर्भरहरू वितरण गर्छौं:

Srack = min(Sh, rounddown(Prack/Pserv), rounddown(N/Rnet))

यसैले, समूहमा 2 र्याकहरूको साथ विकल्पको लागि:

Srack2 = min(21, rounddown(6000/300), rounddown(48/2)) = min(21, 20, 24) = 20 सर्भर प्रति र्याक।

हामी बाँकी विकल्पहरू समान रूपमा विचार गर्छौं:

स्र्याक 1 = 20
स्र्याक 3 = 16

र हामी लगभग त्यहाँ छौं। हामी हाम्रा सबै सर्भरहरू S वितरण गर्न र्याकहरूको संख्या गणना गर्छौं (यसलाई 1000 हुन दिनुहोस्):

R = राउन्डअप(S / (Srack * Rnet)) * Rnet

R1 = राउन्डअप(1000 / (20 * 1)) * 1 = 50 * 1 = 50 र्याकहरू

R2 = राउन्डअप(1000 / (20 * 2)) * 2 = 25 * 2 = 50 र्याकहरू

R3 = राउन्डअप(1000 / (16 * 3)) * 3 = 25 * 2 = 63 र्याकहरू

अर्को, हामी र्याकहरूको संख्या, स्विचहरूको आवश्यक संख्या, केबलिङ, आदिको आधारमा प्रत्येक विकल्पको लागि TCO गणना गर्छौं। हामी TCO कम भएको विकल्प छनौट गर्छौं। नाफा!

ध्यान दिनुहोस् कि यद्यपि विकल्प 1 र 2 को लागि आवश्यक संख्या र्याकहरू समान छन्, तिनीहरूको मूल्य फरक हुनेछ, किनभने दोस्रो विकल्पको लागि स्विचहरूको संख्या आधा जति छ, र आवश्यक केबलहरूको लम्बाइ लामो छ।

PS यदि तपाईंसँग पावर प्रति र्याक र र्याकको उचाइसँग खेल्ने अवसर छ भने, परिवर्तनशीलता बढ्छ। तर प्रक्रिया केवल विकल्पहरू मार्फत गएर माथि वर्णन गरिएकोमा घटाउन सकिन्छ। हो, त्यहाँ थप संयोजनहरू हुनेछन्, तर अझै पनि धेरै सीमित संख्या - गणनाको लागि र्याकमा बिजुली आपूर्ति 1 किलोवाटको चरणहरूमा बढाउन सकिन्छ, सामान्य र्याकहरू सीमित संख्यामा मानक आकारहरूमा आउँछन्: 42U, 45U, 47U, 48U। , 52U। र यहाँ डेटा तालिका मोडमा एक्सेलको के-यदि विश्लेषणले गणनामा मद्दत गर्न सक्छ। हामी प्राप्त प्लेटहरू हेर्छौं र न्यूनतम छान्नुहोस्।

स्रोत: www.habr.com