Как организовать резервное питание серверной комнаты

Резервное питание серверной проектируют как часть общей инфраструктуры, а не как отдельный источник бесперебойного питания. В одной системе могут работать серверы, системы хранения данных, сетевые коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны и другое оборудование, остановка которого влияет на работу всей компании.

Основная задача — определить, какая нагрузка действительно должна оставаться под резервом, сколько времени она должна работать без внешней сети и каким образом питание будет распределяться между оборудованием. Уже после этого выбирают подходящую топологию UPS, батарейную конфигурацию, PDU, схему байпаса и способ размещения оборудования.

Проектировать серверную только по мощности UPS в ВА недостаточно. Необходимо одновременно учитывать активную мощность в ваттах, реальную нагрузку, требуемую автономность, схему электропитания, батареи, мониторинг и физическую совместимость оборудования.

Сначала определите критичную нагрузку серверной

Расчёт начинается не с модели UPS, а с перечня оборудования, которое действительно должно сохранять питание при проблемах внешней сети.

В резервируемую нагрузку могут входить:

• физические серверы и серверные платформы;
• системы хранения данных;
• коммутаторы ядра и распределения;
• маршрутизаторы и межсетевые экраны;
• оборудование связи;
• системы мониторинга и управления;
• другое критичное ИТ-оборудование.

При этом необязательно резервировать всё, что находится в помещении. Оборудование лучше разделить по критичности: что должно работать максимально долго, что необходимо только для корректного завершения процессов, а что допускается отключить сразу после пропадания электроснабжения.

Почему в серверных часто применяют Online UPS

Для критичной ИТ-нагрузки часто используют источники бесперебойного питания топологии Online Double Conversion. В такой архитектуре нагрузка в штатном режиме питается через инвертор, а входная сеть используется для питания внутренней DC-шины и зарядки батарей.

Это позволяет постоянно формировать выходное питание через преобразователь и не использовать обычное переключение нагрузки с сети на батарею, характерное для других топологий.

Но сама надпись Online ещё не означает, что конкретная модель подходит для серверной.

Необходимо отдельно проверить:

• допустимую активную мощность в ваттах;
• номинальную полную мощность в ВА;
• поддерживаемое входное и выходное напряжение;
• время автономной работы;
• возможность подключения внешних батарейных модулей;
• наличие автоматического или сервисного байпаса;
• интерфейсы мониторинга;
• форм-фактор и габариты.

Нужен стоечный ИБП для серверного шкафа? В каталоге собраны Rack и Rack/Tower UPS для установки в серверные шкафы и стойки. Сравните мощность, форм-фактор и характеристики моделей. Посмотреть стоечные ИБП

Как рассчитать необходимую мощность резервного питания

Основой расчёта должна быть фактическая активная мощность оборудования в ваттах. Значение ВА также необходимо учитывать, но сравнивать нагрузку только с полной мощностью UPS неправильно.

Для первоначального расчёта составляют список оборудования и его потребления, после чего учитывают ожидаемое расширение инфраструктуры и особенности рабочей нагрузки.

Универсального процента запаса, подходящего для любой серверной, нет. В одном проекте инфраструктура почти не меняется годами, в другом количество серверов и систем хранения быстро растёт. Поэтому резерв мощности лучше определять из реального плана развития.

Если задача состоит именно в выборе источника питания для одного сервера или небольшой группы оборудования, подробнее этот сценарий разобран в статье о выборе UPS для сервера.

Как определить требуемое время автономной работы

Автономность нельзя определять только по ёмкости аккумуляторов в ампер-часах. Реальное время работы зависит от нагрузки, конструкции UPS, напряжения батарейной системы и конкретной конфигурации аккумуляторов.

Поэтому для расчёта используют runtime-таблицы и графики производителя конкретной модели при требуемой мощности нагрузки.

Сначала необходимо понять, для чего нужна автономность:

• переждать кратковременное нарушение электроснабжения;
• дать время для корректного завершения работы серверов;
• поддерживать инфраструктуру до запуска генератора;
• обеспечить более продолжительную работу без внешнего питания.

Требования этих сценариев сильно различаются. Иногда достаточно нескольких минут, а в другом проекте необходимо существенно большее время работы.

Когда нужны внешние батарейные модули

Если автономности встроенных аккумуляторов недостаточно, некоторые модели UPS допускают подключение внешних батарейных модулей.

Но добавлять батареи произвольно нельзя. Количество модулей, схема подключения и совместимость определяются конструкцией конкретной серии источника бесперебойного питания.

При проектировании батарейной системы также необходимо учитывать:

• массу батарейных модулей;
• занимаемое ими пространство;
• условия эксплуатации;
• возможность обслуживания и замены;
• время восстановления заряда после разряда.

Rack UPS и серверный шкаф нужно проверять на совместимость

Стоечное исполнение не означает автоматическую совместимость с любым серверным шкафом 19″. Помимо монтажного формата необходимо проверить физические размеры и способ установки конкретного оборудования.

Для Rack UPS важны:

• занимаемая высота в U;
• глубина корпуса;
• масса;
• тип направляющих;
• диапазон установки монтажных профилей;
• пространство для силовых разъёмов;
• доступ к батареям;
• требования к вентиляции.

То есть обозначение Rack или 19″ описывает только часть требований к установке. Глубина, нагрузка и крепление проверяются отдельно.

Размеры и монтажную глубину серверных шкафов мы подробно разобрали в статье «Размеры серверного шкафа: как выбрать высоту, ширину и глубину».

Где размещать UPS и батареи внутри шкафа

Источники бесперебойного питания и батарейные модули относятся к наиболее тяжёлому оборудованию в серверной стойке. Поэтому их часто располагают ближе к нижней части шкафа, если это допускают конструкция шкафа и штатный способ монтажа оборудования.

Такой подход помогает не поднимать центр тяжести всей конструкции. Но использовать правило «UPS всегда ставится вниз» как универсальное нельзя.

Необходимо учитывать:

• допустимую нагрузку шкафа;
• нагрузку на полки или направляющие;
• расположение монтажных профилей;
• доступ к задней панели;
• возможность замены батарей;
• требования производителя UPS.

Общую схему расположения серверов, коммутаторов, PDU, UPS и другого оборудования стоит проектировать отдельно. Этому посвящён материал «Компоновка серверного шкафа: как разместить оборудование внутри».

Нужен серверный шкаф под Rack UPS? В каталоге представлены серверные шкафы 19″ различной высоты и глубины. Перед установкой UPS необходимо проверить монтажную глубину, нагрузку и совместимость направляющих. Посмотреть серверные шкафы

Как организовать распределение питания через PDU

После выбора UPS необходимо определить, как резервируемое питание будет распределяться между устройствами внутри шкафа.

Для этого применяются блоки розеток и PDU. Они могут использоваться для подключения серверов, сетевого оборудования и другой нагрузки к резервируемой цепи.

При проектировании проверяют:

• тип выходных разъёмов UPS;
• тип входного подключения PDU;
• допустимую нагрузку PDU;
• количество розеток;
• разделение оборудования по группам;
• маркировку силовых линий;
• доступность разъёмов для обслуживания.

Если сервер или другое критичное устройство имеет два независимых блока питания, проект может предусматривать раздельные цепи питания. Но схема зависит от требуемого уровня отказоустойчивости и существующей электрической инфраструктуры.

Оборудование для распределения питания внутри стойки представлено в разделе сетевых фильтров и блоков розеток для серверных шкафов.

Зачем серверной нужен байпас

Байпас создаёт альтернативный путь питания нагрузки в предусмотренных системой режимах.

В зависимости от конструкции UPS он может использоваться при перегрузке, неисправности оборудования или техническом обслуживании.

При этом необходимо различать:

• автоматический байпас — является частью схемы UPS;
• сервисный или maintenance bypass — позволяет организовать обход UPS для проведения обслуживания.

Это разные функции. Их наличие и возможности необходимо проверять по технической документации конкретной модели или проекта.

Удалённый мониторинг серверного питания

Серверная часто работает без постоянного присутствия администратора, поэтому удалённый контроль состояния источника питания имеет большое практическое значение.

В зависимости от модели UPS и установленной коммуникационной карты могут быть доступны:

• SNMP-мониторинг;
• контроль нагрузки;
• контроль состояния батарей;
• журнал аварийных событий;
• уведомления;
• интеграция с системами мониторинга;
• взаимодействие с программным обеспечением корректного завершения работы серверов.

Наличие этих функций нельзя определять только по классу UPS. Интерфейсы и программные возможности всегда проверяют по характеристикам конкретной модели.

Почему температура важна для UPS и аккумуляторов

UPS выделяет тепло во время работы, а ресурс аккумуляторов зависит от условий эксплуатации. Поэтому источник бесперебойного питания нельзя рассматривать отдельно от общей системы охлаждения серверной.

Необходимо сохранять предусмотренные производителем зоны забора и отвода воздуха, не перекрывать вентиляционные отверстия кабельными пучками и соблюдать допустимый температурный диапазон.

Для батарей особенно важно ориентироваться на рекомендованные производителем условия эксплуатации, поскольку повышенная температура может сокращать срок их службы.

Что проверить перед вводом системы резервного питания

Резервное питание серверной нужно проектировать как систему

Надёжность серверной определяется не одним UPS и не максимальным значением мощности на его корпусе. Рабочая система складывается из правильно определённой нагрузки, требуемой автономности, батарейной конфигурации, распределения питания, байпаса, мониторинга и физической совместимости оборудования.

Если используется стоечное оборудование, отдельно проверяется взаимодействие UPS с серверным шкафом: U, глубина, масса, направляющие, пространство для кабелей и обслуживание.

Такой подход позволяет получить не просто источник бесперебойного питания, а инфраструктуру, которую можно контролировать, обслуживать и расширять.

Нужно спроектировать резервное питание серверной? Отправьте специалистам «Авантаж Маркет» перечень серверного и сетевого оборудования, предполагаемую нагрузку и требуемое время автономной работы. Поможем проверить мощность, батарейную конфигурацию, Rack-совместимость и компоненты системы питания. Получить консультацию