{"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\/pt\/blog\/news\/optimizatsiya-raspredeleniya-serverov-po-stojkam","title":{"rendered":"Otimiza\u00e7\u00e3o da distribui\u00e7\u00e3o de servidores em racks","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Em um dos chats, me fizeram uma pergunta:<\/p>\n<p> \u2014 Existe algo que eu possa ler sobre como empacotar servidores em racks corretamente?<\/p>\n<p>Percebi que n\u00e3o conhecia esse tipo de texto, ent\u00e3o escrevi o meu.<\/p>\n<p>Primeiro, este texto \u00e9 sobre <a class=\"wpil_keyword_link\" href=\"https:\/\/prohoster.info\/pt\/server\/\"   title=\"servidores f\u00edsicos\" data-wpil-keyword-link=\"linked\"  data-wpil-monitor-id=\"1271\">servidores f\u00edsicos<\/a> em data centers (DC) f\u00edsicos. Em segundo lugar, vamos considerar que existem muitos servidores: centenas ou milhares; para um n\u00famero menor, esse texto n\u00e3o faz sentido. Em terceiro lugar, vamos assumir que temos tr\u00eas limita\u00e7\u00f5es: espa\u00e7o f\u00edsico nos racks, energia el\u00e9trica por rack, e vamos supor que os racks estejam organizados em filas, de modo que possamos usar um switch ToR para conectar servidores em racks adjacentes.<br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><br \/>\nA resposta para a pergunta depende muito do par\u00e2metro que estamos otimizando e do que podemos variar para alcan\u00e7ar o melhor resultado. Por exemplo, podemos precisar ocupar o m\u00ednimo de espa\u00e7o para deixar mais espa\u00e7o para um futuro crescimento. Ou talvez tenhamos liberdade para escolher a altura dos racks, a pot\u00eancia por rack, as tomadas no PDU, o n\u00famero de racks em um grupo de switches (um switch para 1, 2 ou 3 racks), o comprimento dos cabos e o trabalho de cabeamento (isso \u00e9 cr\u00edtico nas extremidades das filas: com 10 racks em uma fila e 3 racks para um switch, ser\u00e1 necess\u00e1rio puxar os cabos para outra fila ou desperdi\u00e7ar portas no switch), etc., etc. Hist\u00f3rias separadas: a escolha de servidores e a escolha de DCs, vamos assumir que j\u00e1 foram escolhidos.<\/p>\n<p>Seria bom entender alguns nuances e detalhes, em particular, o consumo m\u00e9dio\/m\u00e1ximo dos servidores e como a eletricidade \u00e9 fornecida a n\u00f3s. Assim, se tivermos uma alimenta\u00e7\u00e3o russa de 230V e uma fase por rack, um disjuntor de 32A pode suportar cerca de 7kW. Suponhamos que nominalmente paguemos por 6kW por rack. Se o provedor medir o nosso consumo apenas por uma fila de 10 racks, e n\u00e3o por cada rack, e se o disjuntor estiver configurado com um limite de cerca de 7kW, ent\u00e3o, tecnicamente, podemos consumir 6.9kW em um rack isolado, 5.1kW em outro e tudo estar\u00e1 bem \u2014 sem penalidades.<\/p>\n<p>Normalmente, nosso principal objetivo \u00e9 a minimiza\u00e7\u00e3o de custos. O melhor crit\u00e9rio para medir isso \u00e9 a redu\u00e7\u00e3o do TCO (custo total de propriedade). Ele \u00e9 composto pelas seguintes partes:<\/p>\n<ul>\n<li>CAPEX: aquisi\u00e7\u00e3o da infraestrutura do DC, servidores, equipamentos de rede e cabeamento<\/li>\n<li>OPEX: aluguel do DC, eletricidade consumida, manuten\u00e7\u00e3o. O OPEX depende do tempo de vida \u00fatil. \u00c9 razo\u00e1vel supor que ele seja igual a 3 anos.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Otimiza\u00e7\u00e3o da distribui\u00e7\u00e3o de servidores em racks\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/78c7455be5c3a630ec103de090fc14f2.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nDependendo de como s\u00e3o grandes as partes individuais do todo, precisamos otimizar o mais caro, enquanto o restante deve utilizar todos os recursos restantes da forma mais eficaz poss\u00edvel.<\/p>\n<p>Suponhamos que j\u00e1 temos um DC existente, temos a altura do rack H em unidades (por exemplo, H=47), a eletricidade por rack Prack (Prack=6kW), e decidimos usar servidores de 2U com h=2U. Vamos remover de 2 a 4 unidades do rack para switches, pain\u00e9is de patch e organizadores. Isso significa que, fisicamente, o n\u00famero de servidores que podemos ter no rack ser\u00e1 Sh=rounddown((H-2..4)\/h) (ou seja, Sh = rounddown((47-4)\/2)=21 servidores por rack). Vamos lembrar disso Sh.<\/p>\n<p>No caso mais simples, todos os servidores no rack s\u00e3o iguais. Portanto, se formos encher o rack <a class=\"wpil_keyword_link\" href=\"https:\/\/prohoster.info\/pt\/server\/dts-dusseldorf\/\"   title=\"servidores\" data-wpil-keyword-link=\"linked\"  data-wpil-monitor-id=\"3426\">servidores<\/a>, conseguiremos gastar em m\u00e9dia uma pot\u00eancia Pserv=Prack\/Sh (Pserv = 6000W\/21 = 287W) por servidor. Para simplificar, ignoramos aqui o consumo do switch.<\/p>\n<p>Vamos dar um passo para o lado e definir o que \u00e9 o consumo m\u00e1ximo de um servidor Pmax. Se formos muito simples, muito ineficientes e totalmente seguros, veremos o que est\u00e1 escrito na fonte de alimenta\u00e7\u00e3o do servidor \u2014 este \u00e9 o valor.<\/p>\n<p>Se for um pouco mais complicado e mais eficiente, pegamos o TDP (pacote de design t\u00e9rmico) de todos os componentes e somamos (isso n\u00e3o \u00e9 muito preciso, mas pode ser feito assim).<\/p>\n<p>Normalmente n\u00e3o sabemos o TDP dos componentes (exceto CPU), por isso adotamos a abordagem mais correta, mas tamb\u00e9m mais complexa (precisamos de um laborat\u00f3rio) \u2014 pegamos um servidor experimental na configura\u00e7\u00e3o desejada e o testamos, por exemplo, com Linpack (CPU e mem\u00f3ria) e fio (discos), medindo o consumo. Se quisermos ser rigorosos, tamb\u00e9m devemos criar um ambiente mais quente no corredor frio durante os testes, pois isso afeta o consumo dos ventiladores e o consumo da CPU. Obtemos o consumo m\u00e1ximo de um servidor espec\u00edfico com uma configura\u00e7\u00e3o espec\u00edfica nessas condi\u00e7\u00f5es espec\u00edficas sob essa carga espec\u00edfica. Apenas precisamos lembrar que um novo firmware do sistema, outra vers\u00e3o de software e outras condi\u00e7\u00f5es podem influenciar o resultado.<\/p>\n<p>Em suma, voltamos a Pserv e como podemos compar\u00e1-lo a Pmax. Essa \u00e9 uma quest\u00e3o de entender o funcionamento dos servi\u00e7os e qu\u00e3o firmes s\u00e3o os nervos do seu diretor t\u00e9cnico.<\/p>\n<p>Se realmente n\u00e3o quisermos correr riscos, devemos considerar que todos os servidores podem, ao mesmo tempo, come\u00e7ar a consumir seu m\u00e1ximo. Nesse mesmo momento, pode haver uma \u00fanica entrada no DC. A infraestrutura, nessas condi\u00e7\u00f5es, deve fornecer servi\u00e7o, portanto, Pserv \u2261 Pmax. Esta \u00e9 uma abordagem onde a confiabilidade \u00e9 absolutamente crucial.<\/p>\n<p>Se o diretor t\u00e9cnico pensa n\u00e3o apenas na seguran\u00e7a ideal, mas tamb\u00e9m no dinheiro da empresa e \u00e9 suficientemente ousado, pode-se concluir que<\/p>\n<ul>\n<li>come\u00e7amos a gerenciar nossos fornecedores, em particular, proibindo a realiza\u00e7\u00e3o de manuten\u00e7\u00e3o programada durante per\u00edodos de carga pico planejada para minimizar a queda de um ponto de entrada;<\/li>\n<li>e\/ou nossa arquitetura permite perder um rack\/linha\/data center, enquanto os servi\u00e7os continuam operando;<\/li>\n<li>e\/ou distribu\u00edmos bem a carga horizontalmente entre os racks, de modo que nossos servi\u00e7os nunca atinjam o consumo m\u00e1ximo em um \u00fanico rack ao mesmo tempo.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nAqui \u00e9 muito \u00fatil n\u00e3o apenas especular, mas monitorar o consumo e saber como, na verdade, os servidores consomem eletricidade em condi\u00e7\u00f5es normais e de pico. Portanto, ap\u00f3s uma certa an\u00e1lise, o diretor t\u00e9cnico compacta tudo o que tem e diz: \"decidimos por vontade pr\u00f3pria que a m\u00e9dia m\u00e1xima alcan\u00e7\u00e1vel dos m\u00e1ximos de consumo dos servidores por rack \u00e9 **tanto** abaixo do consumo m\u00e1ximo\", ou seja, Pserv=0.8*Pmax.<\/p>\n<p>E ent\u00e3o, em um rack de 6kW, n\u00e3o cabem mais 16 servidores com Pmax = 375W, mas 20 servidores com Pserv = 375W * 0.8 = 300W. Ou seja, 25% a mais de servidores. Isso gera uma grande economia \u2014 pois precisamos de 25% menos racks imediatamente (e ainda economizaremos em PDU, switches e cabos). Uma desvantagem s\u00e9ria dessa solu\u00e7\u00e3o \u00e9 que precisamos monitorar constantemente se nossas suposi\u00e7\u00f5es ainda s\u00e3o v\u00e1lidas. Se uma nova vers\u00e3o de firmware n\u00e3o altera substancialmente o funcionamento dos ventiladores e o consumo, ou se o desenvolvimento, de repente, com um novo lan\u00e7amento, come\u00e7a a usar os servidores de maneira muito mais eficiente (ou seja, alcan\u00e7ando maior carga e maior consumo nos servidores). Nesse caso, tanto nossas suposi\u00e7\u00f5es iniciais quanto as conclus\u00f5es tornam-se imediatamente falsas. Esse \u00e9 um risco que deve ser assumido com responsabilidade (ou evitado, e ent\u00e3o pagar por racks claramente subutilizados).<\/p>\n<p>Nota importante: deve-se tentar distribuir servidores de diferentes servi\u00e7os horizontalmente entre os racks, se poss\u00edvel. Isso \u00e9 necess\u00e1rio para evitar situa\u00e7\u00f5es em que um lote de servidores de um \u00fanico servi\u00e7o chega e os racks ficam verticalmente lotados para aumentar a \"densidade\" (porque \u00e9 mais f\u00e1cil assim). Na realidade, ocorre que um rack est\u00e1 cheio de servidores de baixa carga do mesmo servi\u00e7o, enquanto outro tem servidores de alta carga igualmente. A probabilidade de falha do segundo \u00e9 substancialmente maior, pois o perfil de carga \u00e9 o mesmo, e todos os servidores nesse rack come\u00e7am a consumir a mesma quantidade devido ao aumento da carga.<\/p>\n<p>Voltando \u00e0 distribui\u00e7\u00e3o de servidores nos racks. Consideramos as limita\u00e7\u00f5es f\u00edsicas de espa\u00e7o nos racks e as limita\u00e7\u00f5es de fornecimento de energia; agora vamos analisar a rede. Podemos usar switches de 24\/32\/48 portas N (por exemplo, temos switches ToR de 48 portas). Felizmente, n\u00e3o h\u00e1 muitas op\u00e7\u00f5es, se n\u00e3o pensarmos em cabos break-out. Vamos considerar cen\u00e1rios em que temos um switch por rack, um switch para dois ou tr\u00eas racks em um grupo Rnet. Acho que mais de tr\u00eas racks em um grupo \u00e9 demais, pois o problema de cabeamento entre os racks se torna muito maior.<\/p>\n<p>Assim, para cada cen\u00e1rio de rede (1, 2 ou 3 racks em grupo), distribu\u00edmos os servidores pelos racks:<\/p>\n<p>Srack = min(Sh, rounddown(Prack\/Pserv), rounddown(N\/Rnet))<\/p>\n<p>Portanto, para a op\u00e7\u00e3o com 2 racks no grupo:<\/p>\n<p>Srack2 = min(21, rounddown(6000\/300), rounddown(48\/2)) = min(21, 20, 24) = 20 servidores por rack.<\/p>\n<p>Da mesma forma, calculamos as outras op\u00e7\u00f5es: <\/p>\n<p>Srack1 = 20 <br \/>\nSrack3 = 16<\/p>\n<p>E estamos praticamente l\u00e1. Vamos calcular o n\u00famero de racks para distribuir todos os nossos servidores S (vamos assumir 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>Em seguida, calculamos o TCO para cada op\u00e7\u00e3o com base no n\u00famero de racks, no n\u00famero necess\u00e1rio de switches, no cabeamento, etc. Escolhemos a op\u00e7\u00e3o com o menor TCO. Lucro!<\/p>\n<p>Observe que, embora o n\u00famero necess\u00e1rio de racks para as op\u00e7\u00f5es 1 e 2 seja o mesmo, seu custo ser\u00e1 diferente, j\u00e1 que o n\u00famero de switches para a segunda op\u00e7\u00e3o \u00e9 metade, enquanto o comprimento dos cabos necess\u00e1rios \u00e9 maior.<\/p>\n<p>P.S. Se houver a possibilidade de brincar com a pot\u00eancia do rack e a altura do rack, a variabilidade aumenta. Mas o processo pode ser reduzido ao que foi descrito acima, simplesmente testando as op\u00e7\u00f5es. Sim, haver\u00e1 mais combina\u00e7\u00f5es, mas ainda assim um n\u00famero bastante limitado \u2014 a alimenta\u00e7\u00e3o do rack para c\u00e1lculo pode ser aumentada em incrementos de 1 kW, racks t\u00edpicos t\u00eam um n\u00famero limitado de tamanhos: 42U, 45U, 47U, 48U, 52U. E aqui a an\u00e1lise What-If do Excel em modo Data Table pode ajudar no c\u00e1lculo. Observamos as tabelas obtidas e escolhemos o m\u00ednimo.<br \/>\n<br \/>Fonte: <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 5.0.3 - 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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