+7 (495) 545-44-85 8 (800) 775-04-59
Серверные системы и сетевое оборудование от всемирно известных вендоров

Услуги ИТ-аутсорсинга

12:20
Пн.- Пт. с 09.00 до 19.00 ч.

Эффективное IT развертывание в малых серверных комнатах, для филиалов или для малого бизнеса

Краткий обзор

Малые серверные комнаты и серверные комнаты небольших филиалов компаний зачастую не организованы, не безопасны, имеют повышенную температуру воздуха, не отслеживаются и имеют очень ограниченное пространство. Такие условия могут приводить к аварийным ситуациям, чреватым простоями оборудования или, как минимум, к потенциальным опасностям, что может быть причиной лишнего беспокойства, как за безопасность сотрудников, так и за безопасность бизнеса в целом.

Для решения таких проблем предоставляется ряд эффективных практических методов улучшения работоспособности информационного оборудования в малых серверных комнатах и удаленных филиалах компаний. В данной статье обсуждаются возможные реальные способы улучшения серверных комнат и существующий практический опыт относительно эффективного питания, охлаждения, стоечного оборудования, безопасности, мониторинга и освещения. Эта статья сосредоточена на малых серверных комнатах и отделениях компаний, где мощность нагрузки оборудования не превышает 10 кВт.

Вступление

ИТ развертывание для малого бизнеса или филиальных отделений компаний обычно сводится к небольшим ограниченным комнатам и шкафам, или даже к установке оборудования просто на полу. Обычное оправдание этому, по словам владельцев малого бизнеса или менеджеров филиалов компаний, следующее: «У нас не так много ИТ-оборудования, поэтому мы его просто установим тут». Это объяснение зачастую звучит в оправдание, когда появляются критические риски для крупного бизнеса при вышедшем из строя серверном оборудовании филиала.

Однако, с развитием бизнеса зависимость компаний от информационных технологий только растет, а поэтому и меняется к ним отношение, уделяя больше внимания к проблемам простоя серверного и сетевого оборудования.

Приведем пример из интервью с владельцем малого бизнеса по продаже продовольственной продукции. По мере того, как у данного дистрибьютора увеличивалось с развитием количество клиентов, он понимал, что уже не получится выполнять заказы четко и в срок без использования систем информационных технологий. Простой серверной системы не только нарушит расписание поставок товаров, но и вынудит рестораны делать заказы продуктов в последний и критический для них момент. Всего лишь несколько пропущенных поставок являются достаточной причиной для поиска этими ресторанами нового поставщика.

Вот несколько причин простоя оборудования в данном случае:

Ошибочно был отключен не тот сервер. Системный администратор думал, что он правильно проложил кабель к башенному серверу, но это оказалось не так. Запутанное нагромождение силовых и сетевых кабелей существенно увеличило вероятность этой ошибки. ИБП с двойным вводом питания в дальнейшем стали стандартной комплектацией ИТ приспособлений в критической ситуации для избегания такого типа человеческой ошибки.

Случайные отказы и перезагрузки оборудования из-за высокой температуры комнаты.

Серверная ошибка из-за высокой температуры привела к отключению системы.

Несколько участков ИТ-системы были отключены из-за кратковременного перебоя в питании. Позднее выяснилось, что оборудование не было подключено к установленному ИБП. Скорее всего, это было вызвано неорганизованной прокладкой кабеля с задней стороны серверной стойки.

Уборщик отключил сервер, чтобы подключить пылесос.

Сбой в питании привел к выходу из строя всех систем ИТ-оборудования филиала компании. Позже ИТ администратор выяснил, что в течение определенного периода времени ИБП выдавал сигнал о том, что батарея нуждается в замене из-за неисправности.

Многие компании различного типа, особенно предприятия малого бизнеса, начинают вкладывать средства в качественное и высоко работоспособное ИТ оборудование только после того, как произошло несколько простоев и опасных ситуаций. Нередко это вынуждает выполнять новые проекты модернизации.

Проект модернизации – это оптимальная возможность оценки физической инфраструктуры, необходимой для поддержки ИТ, однако наши исследования говорят о том, что ИТ менеджерам зачастую не хватает времени для исследования и определения подходящего решения. Данная статья была написана для того, чтобы охватить эту проблему ограничения во времени и резюмировать наиболее реальные возможности улучшения относительно электропитания, охлаждения, стоечного оборудования, физической безопасности, мониторинга и освещения малых серверных комнат и филиалов компаний с мощностью до 10 кВт.

Две ниже следующих раздела дают представление о каждой из серверных систем и описывают, каким образом инструменты конфигурирования позволяют сократить время, необходимое для настройки и заказа решений для физической инфраструктуры.

Поддерживаемые системы

В данном разделе сформулированы наилучшие передовые практики использования следующих подсистем физической инфраструктуры:

  • Электропитание
  • Охлаждение
  • Серверные стойки
  • Физическая безопасность
  • Мониторинг
  • Освещение

Электропитание

Питание малых серверных комнат обеспечивается источниками бесперебойного питания и модулями распределения питания PDU. В данном случае применяются интерактивные системы ИБП для нагрузок до 5 кВА, и с двойным вводом питания – для нагрузок выше 5 кВА.

Следует отметить, что ИБП с мощностью более 2,2 кВА не могут быть подключены к 5-20 розеткам (домашние розетки). К примеру, для системы мощностью 3 кВА обычно требуется L5-30, а для системы мощностью 5 кВА – L6-30. Буква L означает «запирающую» (locking) розетку, первая цифра означает номинальное напряжение, а вторая – амплитудное номинальное значение.

Системы ИБП мощностью более 6 кВА обычно соединяются с электрической панелью. Установка новой розетки или монтаж требует наличие подрядчика на установку данного электрооборудования. Если это не допустимо, другой подход – это использовать множество систем ИБП низкой емкости.

Есть два основных метода распределения электрического питания:

Подключить ИТ оборудование к розеткам сзади ИБП.
  • Подключить ИТ оборудование к стоечному распределителю питания, который, в свою очередь, подключен к ИБП. Для этого метода, необходимо, чтобы ИТ устройства были установлены в стойку.
  • При использовании в стойке система организации силовых проводов более проста и упорядочена при помощи стоечных распределителей питания, т.к. силовые кабели не перекрещиваются, так как показано на рисунке 1.

Еще одним преимуществом является то, что на задней стороне стойки нет силовых кабелей, что улучшает прохождение воздуха вперед-назад для охлаждения серверного оборудования. В случаях, если необходимо удаленное управление розетками, в некоторых стоечных распределителях питания имеются переключающиеся розетки, которые могут быть использованы для удаленной перезагрузки зависших серверов.

спутанные провода

Рисунок 1
Стоечный распределитель питания, установленный в стоечном шкафу.

Резервные источники бесперебойного питания (ИБП) рекомендуются для использования с критически важными узлами, такие как серверы, в том числе и контроллеры домена. Убедитесь в том, что запасные шнуры питания подключены к отдельным ИБП или стоечным распределителям питания.

Качество безопасности улучшается, если каждый ИБП подключен в свою отдельную цепь, а каждая цепь питается от отдельного выключателя. Рекомендуется использование систем ИБП со встроенной платой сетевого управления, так как они поддерживают критический удаленный мониторинг ИБП, отслеживая следующие состояния: низкий заряд батареи, неисправность батареи, включение батареи, перегрузку, малое время выполнения и т.д. Сигналы тревоги могут отправляться по электронной почте или с помощью системы сетевого управления, такой как HP Openview.

Для обеспечения мониторинга окружающей среды установите такую же плату управления. Достаточно хотя бы одного сенсора для отслеживания температуры подачи воздуха спереди стойки или ИТ оборудования. Дополнительные датчики включают совмещенный зонд, измеряющий температуру и влажность. В случае если необходимо войти в серверную комнату, подыщите датчик ввода/вывода с сухими контактами, который оповещает администраторов, в случае если дверь серверной комнаты открыта. Другие датчики с сухими контактами поддерживают выявление воды. На рисунке 2 изображен пример ИБП с такими свойствами.

Рисунок 2
Пример ИБП на 1500 ВА, который подключается к 5-15 розеткам, и имеет в комплекте встроенную плату сетевого управления.

Охлаждение

Технический комитет 9.9 американской ассоциации инженеров по отоплению, охлаждению кондиционированию воздуха (ASHRAE) опубликовал рекомендуемые и допустимые значения рабочих температур информационного оборудования. Цель – дать лучшее представление для обеспечения надежности и производительности оборудования, максимально увеличив при этом эффективность системы охлаждения.

Эти значения тепловых рекомендаций (ASHRAE Thermal Guidelines) для оборудования первого класса указаны в таблице 1.

Таблица 1.
Граничные значения рабочих температур согласно
ASHRAE TC 9.9

Рабочая температура

Диапазон температур

Рекомендуемые значения

64.4-80.6вЃ°F (18-27вЃ°C)

Допустимые значения

59-89.6вЃ°F (15-32вЃ°C)

Из маленькой серверной комнаты или офисного помещения тепло может рассеиваться пятью различными путями, а именно:

  • Проводимость: Тепло может проходить через стены помещения.
  • Пассивная вентиляция: Тепло может переходить к холодному воздуху через клапаны или решетки, не имеющие вентилятора.
  • Вентиляторная вентиляция: Тепло может переходить к холодному воздуху через клапаны или решетки с вентиляторами.
  • Комфортное охлаждение: Тепло может уходить с помощью установки комфортного кондиционирования воздуха здания.
  • Целевое охлаждение: Тепло может быть перемещено с помощью выделенного кондиционера воздуха.

Системы комфортного охлаждения здания

В идеале, система комфортного охлаждения здания будет охлаждать информационное оборудование круглый год, но это не подходит для стран с холодным климатом, где включена система обогрева, а система кондиционирования воздуха выключена. Более того, температура серверной комнаты или серверного шкафа редко контролируется собственным термостатом, поэтому снижение температуры в зоне для охлаждения перегрева ИТ устройств может плохо сказаться на людях около этой зоны.

Пять вышеперечисленных методов отличаются по производительности, ограничениям и затратам. Оптимальное решение охлаждения строго зависит от расположения ИТ оборудования и его информационной нагрузки (кВт).

Следует ответить на три главных вопроса:

(8) 5-15 розеток.

  1. Имеет ли прилегающее пространство систему кондиционирования здания для постоянного поддержания необходимой температуры?
  2. Граничит ли стена, потолок или пол с пространством, имеющим существенный нагрев? (к примеру, доля солнечной энергии от внешней стенки)
  3. Какое количество энергии потребляется оборудованием в комнате?

Скорее всего, ответ на первый вопрос будет - «Нет» для зданий, расположенных в более теплом климате, так как система кондиционирования воздуха здания настроена на высокие температуры на период выходных и праздников для сохранения энергии. Если это действительно так, то рекомендуется использовать выделенную систему охлаждения. Если же ответ на вопрос - «Да», переходите ко второму вопросу.

Если ответ на второй вопрос - «Да», рекомендуется использование выделенной системы охлаждения. Если же ответ – «Нет», переходите к третьему вопросу. В зависимости от ответа на третий вопрос, существуют четыре рекомендуемых решения по охлаждению.

Если мощность серверного оборудвания менее 400 Вт, для отвода тепла достаточно проводимости, и никаких охлаждающих устройств не требуется.

Если мощность оборудования находится в пределах от 400 до 700 Вт, подходит пассивная вентиляция, только в случае, если есть возможность установки отдушин в комнате. Иногда, это невозможно, если дверь или стена - огнеупорные.

Если информационная мощность оборудования находится между 700 и 2000 Вт, достаточной является вентиляторная вентиляция, если, опять-таки, в комнате есть возможность установки отдушин.

Если мощность информационной нагрузки выше 2000 Вт, рекомендуется целевое охлаждение. Решения по целевому охлаждению включают автономные устройства с воздушным охлаждением (Рисунок 3), которые используются, если имеется пространство для возвратного воздуха, к примеру, подвесной потолок.

Если в здании имеется доступ к охлажденной воде, охлажденной воде в конденсаторе, или гликолю, может быть использована выделенная система, использующая одну из этих охлаждающих жидкостей (Рисунок 4). Если внешняя стенка или крыша находится внутри 100-футового (30-метрового) пространства для ИТ оборудования, рекомендуется использование системы с воздушным охлаждением.

Рисунок 3
Пример автономного охлаждающего устройства с воздушным охлаждением.

Рисунок 4

Пример охлаждающего устройства с прохладной водой, установленного в потолке.

Система с воздушным охлаждением состоит из двух частей, «охлаждающей части», которая обычно вешается высоко на стенке, и «конденсаторного устройства», установленного на крыше или сбоку здания. Для этого типа установки требуются высверленные отверстия в стенах для прокладки трубопровода холодильного агрегата.

Есть определенные ограничения по расстоянию для этого решения, но в большинстве случаев, предлагается недорогое решение, от 0.30$ до 0.40$ за Ватт энергии устройства. Преимуществом установки является то, что она стоит столько же, сколько и материалы, таким образом, полная стоимость колеблется от 0.60$ to 0.80$ за Ватт энергии.

На рисунке 5 показан пример так называемой мини-смешанной системы. В случае если превышено расстояние для трубопровода холодильного агрегата, необходимо использовать систему с охлаждением с помощью гликоля. Смешанные системы могут охлаждать от 2 до 10 кВт мощности и являются обычным и эффективным решением для малых серверных комнат


Рисунок 5
Пример мини смешанной системы кондиционирования воздуха

Бывают случаи, когда единственной возможностью является расположение информационного оборудования в занятом пространстве офиса, к примеру, в филиалах компании. В таких случаях, рекомендуется устанавливать ИТ оборудование в безопасном корпусе со специально встроенной вентиляцией, с ослаблением шума и распределением питания. Такие типы корпусов могут проветривать оборудование мощностью до 4 кВт, и они описаны далее в подразделе «Стойки». На рисунке 6 показан пример вентиляционного обмена воздуха для такой системы.

Рисунок 6
Пример вентиляционного потока воздуха ИТ корпуса для офисных сред.

Проверенный метод надежного охлаждения – организовать установку ИТ оборудования в стойку (воздухозаборники установлены лицом к стойке) и использовать запирающие панели для заполнения пространства, в котором нет оборудования.

Такое применение позволяет предотвратить случаи теплового отключения и снижает необходимость переохлаждения пространства с помощью кондиционеров огромных размеров.

Если не устанавливать оборудование в стойку, зачастую это приводит к тому, что выходящий горячий воздух переходит из одного шасси в воздухозаборник другого. В целом, чем ИТ среда более организована, тем легче выполнить охлаждение оборудования путем разделения горячих и холодных потоков воздуха.

Стойки (серверные шкафы).

Для малого бизнеса довольно сложно оправдать дополнительные затраты на корпус, но, если решение является частью комплексного проекта модернизации, сделать это становится проще. Целями, которые преследует хорошо спроектированный стоечный корпус, являются работоспособность, организация, система проводов, физическая безопасность, эффективность охлаждения, простота распределения питания и профессионализм.

Серверная стойка (шкаф) – это основное оборудование для организации ИТ структуры, которое может снизить вероятность человеческого фактора при поиске и устранении проблем.

Организация системы проводов становится проще благодаря дополнительным встроенным устройствам, таким образом, прокладка кабеля не приводит к нагромождению электронной аппаратуры.

Съемные боковые панели также упрощают систему организации проводов. Рекомендуется использовать стоечные корпусы при нагрузках мощностью более 2 кВт, потому что они позволяют разделить горячий и холодный потоки воздуха, что означает обеспечение охлаждения для информационного оборудования (запирающие панели также служат для улучшенного прохождения воздуха). Без боковых панелей или дверей, северный шкаф – это просто 4-х местная стойка, которая не делает ничего для разделения потоков воздуха.

Однако если используются 4-х местные серверные стойки, рекомендуется также использовать и запирающие панели. Запирающие двери также обеспечивают физическую безопасность, что крайне важно при работе в открытом помещении или в не запираемых серверных комнатах. Это является большой проблемой в случаях, если дверь остается намеренно открытой для охлаждения комнаты.

На рисунке 7 показан пример стоечного корпуса со съемными панелями. Как описано в разделе охлаждения, ИТ оборудование в открытых офисных помещениях должно быть установлено в специально спроектированном надежном корпусе со встроенной вентиляцией, погашением шума и распределением питания. Погашение шума помогает устранить шум от вентиляторов ИТ оборудования, который может отвлекать офисных работников.

На рисунке 8 изображен корпус с конструкцией для погашения шума. Благодаря встроенному распределению питания становится легче проследить кабель питания, снижая тем самым риск ошибочного отключения кабеля.

Рисунок 7
Пример стоечного корпуса со съемными боковыми панелями

Рисунок 8
Пример стойки с внутренним шумопоглощающим материалом

Физическая безопасность

Люди играют важную роль при работе информационного оборудования, однако, многие исследования показывают, что люди сами ответственны за многие ситуации простоя из-за несчастных случаев и ошибок – некорректно выполненных операций, неправильно промаркированного оборудования, падающих предметов и разлитых веществ, или из-за других непредсказуемых инцидентов.

Если стоимость простоя очень значительная, то физическая безопасность важна даже для малого бизнеса или для филиалов крупных компаний. Запирание серверной комнаты или стоечного корпуса является оправданным, если затраты на простой - высокие.

Если критическим является пространство для ИТ оборудования, рекомендуется использовать камеры слежения. В некоторых камерах есть встроенные датчики состояния окружающей среды и дополнительные порты для других различных датчиков, включая датчики с сухими контактами, детектор дыма, жидкости и дверной выключатель.

Среди встроенных датчиков должны быть датчики температуры, влажности и движения. Камеры с обнаружением движения могут автоматически обнаруживать и записывать движение, позволяя вести визуальную запись вместе с выдачей сигналов о доступе или об изменении окружающей среды, что ускоряет анализ и выявление первопричин.

К примеру, системный администратор может быть уведомлен при помощи SMS или письма на электронную почту при попытке несанкционированного доступа благодаря дверному выключателю или обнаружению движения в серверной комнате. Камеры могут разрешать доступ к просмотру изображений или к информации о состоянии окружающей среды с помощью смартфона.

Рисунок 9
Одиночная камера безопасности со встроенными датчиками температуры, влажности, температуры конденсации, потока воздуха и движения.

Мониторинг

В малых серверных комнатах должно быть два типа мониторинга: мониторинг ИБП и контроль окружающей среды. Стоимость стандартного мониторинга ИБП настолько уменьшилась в цене за последние годы, что этот процесс отслеживания должен быть всегда включен в систему ИБП.

Мониторинг ИБП и окружающей среды особенно важен для малого бизнеса с небольшим количеством ИТ-персонала и для филиалов компаний, где нет ИТ-специалистов. В таких случаях, администраторы удаленно уведомляются о критических оповещениях ИБП (включенная батарея, замена батареи и перегрузка) и о событиях, связанных с окружающее средой (высокая температура, датчик воды и т.д.) через электронную почту.

На рисунке 10 показан пример вэб-страницы платы сетевого управления ИБП. Еще один важный пункт, который касается управления ИБП – это ПО отключения, которое безопасно отключает операционные системы критических серверов.

В большинстве случаев программное обеспечение, которое поставляется вместе с системой ИБП, позволяет производить базовый мониторинг питания, который часто используется для нахождения признаков неисправности напряжения. В добавок к мониторингу ИБП, системные администраторы должны настаивать на мониторинге окружающей среды, особенно в серверных комнатах без кондиционирования воздуха.

Рисунок 10
Пример вэб-страницы встроенной карты сетевого управления ИБП.

Для ИБП мониторинга и базового мониторинга окружающей среды рекомендуется использовать системы ИБП, которые поставляются вместе с платой сетевого управления, как, к примеру, на рисунке 2.

Для более важных и критических сред рекомендуется использовать как минимум одну камеру безопасности с регистрацией движения, как показано на рисунке 9, которая также обеспечивает улучшенный мониторинг окружающей среды, о чем было упомянуто в подразделе «Физическая безопасность». Убедитесь в том, что камеры безопасности поддерживают удаленный мониторинг с помощью смартфона и могут выдавать сигналы через электронную почту и СМС.

Освещение

Для мелких сред освещение для ИТ обоудования обычно не планируется, и поэтому это оборудование часто находится в помещении с плохим освещением.

Многие из проблем, которые могут возникнуть, являются результатом невозможности прочесть наименование и корректно разглядеть подсоединения к информационному оборудованию, в частности, при установке в системных блоках или шкафах.

Даже если были специально вложены средства на установку специального освещения, часто случается, что нет подходящего места, в котором можно было бы выполнить необходимое освещение оборудования.

Одно из наиболее эффективных решений этой проблемы - купить недорогую основную лампу освещения, которая обеспечивает видимость в тесных ИТ установках без участия человека. Обычно, такая лампа подвешивается на крючок внутри задней части закрытого аппаратного шкафа, поэтому она доступна везде, где это необходимо, и защищена от случайного снятия. Пример такой лампы показан на рисунке 11 (Пример главной лампы для использования внутри малой серверной комнаты или в стойке).

Инструменты конфигурирования

Часто ИТ-менеджерам не хватает времени на исследование и выбор подходящего решения. Инструменты конфигурирования помогают справиться с этой проблемой, позволяя ИТ посредникам выбирать необходимые опции из списка без необходимости уточнять, какие приспособления, услуги, винты, скобы и т.д., подходят для конкретного решения.

Покупка ИБП, стоек, ПО, плат управления, услуг и расширенных гарантий отдельно требует большего времени. Конфигураторы учитывают возможности взаимодействия всех составляющих, услуг и гарантий, а также формируют список материалов, необходимых для конкретного решения.

Доступны два базовых метода доставки после оформления заказа с помощью инструментов конфигурирования: все части могут быть отправлены отдельно, или же может быть осуществлена отправка со всеми компонентами, установленными в стойке. Выбор стандартизированных, предварительно настроенных решений также ускоряет процесс доставки, потому как такие решения, как правило, есть в наличии на складе. На рисунке 12 показан инструмент конфигурации.

Рисунок 12
Пример инструмента конфигурации физической инфраструктуры

Вывод

Большинство серверных комнат на предприятиях малого бизнеса и филиалов компаний неорганизованны, небезопасны, имеют высокую температуру, не отслеживаются и имеют ограниченное пространство.

Также четко ясно, что подобные ситуации зачастую приводят к простою и неудобству, которых можно избежать. У ИТ-специалистов часто не хватает времени для исследования наилучших методик в физической инфраструктуре. Данная статья была написана для того, чтобы охватить эти проблемы и резюмировать наиболее реальные возможности улучшения относительно электропитания, охлаждения, серверных стоек, физической безопасности, мониторинга и освещения малых серверных комнат и филиалов компаний с мощностью до 10кВт.


Читайте также:

Серверы HP Proliant DL360p Gen8 и DL380p Gen8 - выбор для оптимальной работы!

Быстрое развертывание виртуализации для частных облачных сред на базе Dell vStart

Готовая виртуальная инфраструктура с Dell vStart

Dell vStart – новые облачные системы для виртуализации

Серверы Dell поколения G12

Программа финансирования клиентов Cisco Capital. Оборудование Cisco в кредит и лизинг.

Конвергентные инфраструктуры - корпоративная ИТ-среда настоящего и будущего.

Новые решения от IBM по безопасности в Интернете при использовании веб-сёрфинга и социальных сетей.

Обзор IBM Storwize V7000 и ее версии IBM Storwize V7000 Unified.