Hogyan alakítsunk ki energiahatékony adatközpontokat?
A megbízható és biztonságos felhőplatformokhoz való hozzáférés létfontosságúvá vált összekapcsolt társadalmunkban. Az adatközpont gyakorlatilag a ma általunk használt összes alkalmazás lüktető szíve: a gépjárműipartól az ipari alkalmazásokon át az okosotthonok automatizálásáig. A szerverteremtől kiinduló és a szerverteremhez vezető közel azonnali kapcsolat nélkül minden leáll. A számítástechnikai és tárolóeszközök hatalmas állványainak stabil és hatékony energiaellátását felügyelni és biztosítani kell, mivel ez alapozza meg az adatközpontok üzemidejét, ami az általános teljesítmény létfontosságú mérőszáma. Ebben a cikkben az adatközpontok energiaellátását vizsgáljuk, kiemeljük az energiaminőség-felügyelet szükségességét, és leírjuk, hogyan alakíthatóak ki az adatközpont-infrastruktúramenedzsment (DCIM) építőelemei.
Az adatközpontok elérhetőségétől való függőségünk
Alig két évtized alatt teljesen függővé váltunk az adatközponti hozzáféréstől. A felhőhöz való kapcsolódásunk mindenütt jelen van, például amikor otthon streamelünk egy filmet, vagy a kedvenc zenénket hallgatjuk, vagy ha éppen megkérjük okoshangszóró-asszisztensünket, hogy tekerje fel a fűtést. Ugyanez vonatkozik arra az esetre is, ha az autónkban ülünk, és egy navigációs alkalmazást használunk utunk megtervezéséhez, hogy előre elkerüljük a késéseket. Gyáraink és irodáink megfelelő működése a gyártási folyamatot vezérlő rendszerekhez és a vállalati üzleti alkalmazásokhoz való folyamatos internetes hozzáféréstől függ. A kiskereskedelmi üzletek az adatközpontokhoz való hozzáférés élvonalában állnak, ami nélkül nem valószínű, hogy hozzájuthatnánk kedvenc kávénkhoz.
Fogyasztóként a mindig működő kapcsolathoz való hozzáférésünket gyakran természetesnek tekintjük. Az okostelefon, a számítógép és a digitális asszisztens mögött egy telekommunikációs infrastruktúra hosszú láncolata rejlik, amely előbb a szerverszobákba, majd onnan kifelé vezet. A látszólagos nagy sávszélességű adathálózatokon kívül, amelyek ahhoz szükségesek, hogy minden működjön, a következő legfontosabb eszköz az elektromos energia.
Az adatközpontok számottevő mennyiségű áramot fogyasztanak, és a globális trendeknek megfelelően jelentős erőfeszítéseket tesznek annak érdekében, hogy az adatközpont berendezései és infrastruktúrája a lehető legenergiahatékonyabb legyen. Az elérhetőség vagy az „üzemidő” az adatközpont teljesítményét jelző létfontosságú mérőszám. Az adatközpontok iparágán belül a 99,999%-os „öt kilences” rendelkezésre állás célja körülbelül évi 5 perc, vagy naponta kevesebb mint egy másodperc tényleges állásidőnek felel meg: megdöbbentő statisztika.
Ennek a lenyűgöző megbízhatóságnak az elérése érdekében a kiszolgálókat, a tárolókat és a hálózati infrastruktúraberendezéseket duplikálják a redundancia kialakításához. Sajnos ez tovább növeli az energiaellátó rendszer kivitelének összetettségét a magas rendelkezésre állású adatközpontokban.
Egy modern adatközpont kritikus energiaellátási architektúrája
Az adatközpontokban használt tipikus elsődleges áramellátási funkciókat az 1. ábra szemlélteti, kiemelve az áram útját a közüzemi áramszolgáltatótól a kritikus fontosságú adatszerverekig és tárolókig.
1. ábra Az adatközpontok tipikus energiaellátási architektúrája a közüzemi áramszolgáltatótól a kritikus berendezésterhelésig (Forrás: Moxa)
A közüzemi hálózat áramkimaradása esetén a tartalék generátorok létfontosságúak minden automatikus átviteli kapcsolóval (1) (az 1. ábrán) rendelkező adatközpontban, amelyek folyamatosan érzékelik, hogy a biztosított áramellátás során fellép-e valószínű rendellenesség vagy közeleg-e meghibásodás, és azonnali reakciókat indítanak a működésbe lépés és a tartalék ellátásra való váltás érdekében. A kapcsolóberendezés (2) létfontosságú szerepet tölt be az adatközpont elsődleges hálózattól való izolálásában és védelmében, valamint a generátor áramelosztásában. A beépített szünetmentes tápegységek (3) kiküszöbölik az áramkimaradást, és áthidalják az elsődleges hálózati meghibásodást és az online vészhelyzeti generátorokat. A UPS-ek megvédik az alapvető fontosságú berendezéseket a harmonikus torzulásoktól, kapcsolási tranziensektől és frekvenciaváltozásoktól. Az energiaellátó rendszerek architektúrájának utolsó részei (4) az energiaelosztó állványok, amelyek megbízható áramot szolgáltatnak a létfontosságú terhelésekhez.
Az adatközponti berendezések jelentős hőt termelnek, ezért mindent hűteni kell a rendszer megbízhatóságának fenntartásához.
A 2. ábra a berendezéscsarnokok és állványok fűtésére, szellőztetésére és légkondicionálására (HVAC) használt jellemző berendezéseket mutatja be. Az ilyen típusú berendezéseket a nagy adatinfrastruktúrákban minden épületirányítási rendszer (BMS) felügyeli és vezérli.
2. ábra Az adatközpontban használt hűtőberendezések áttekintése (Forrás: Moxa)
Az áramellátó és hűtésinfrastruktúrát folyamatosan felügyelni és optimalizálni kell egy olyan energiahatékony adatközpont eléréséhez, amely kevesebb energiát használ, és a környezet szempontjából fenntarthatóbb. A kritikus teljesítményfelügyeleti célokhoz elengedhetetlen az integrált energiagazdálkodási (EMS) és épületirányítási rendszerrel (BMS) rendelkező adatközponti információkezelő (DCIM) rendszer.
Az adatközpont infrastruktúrájának és áramminőségének felügyelete egy integrált hálózattal
Egy átfogó DCIM létrehozásához az adatközpont erőművének minden részét – az áramelosztástól, a hűtéstől, a UPS-től és az elektromos kapcsolóberendezésektől kezdve – egyetlen vezérlőterem-alkalmazással kell összekötni. Egy rugalmas és biztonságos hálózat alapozza meg a sikeres DCIM megvalósítást több hálózati eszközzel, mint például a 2 és 3 rétegű Gigabites Ethernet kapcsolókkal, a soros Ethernet Modbus gateway-ekkel, távoli IO-kkal és terminálkiszolgálókkal.
A Moxa világelső az ipari számítástechnikai és létfontosságú hálózati infrastruktúramegoldások terén, amelyek lehetővé teszik az Ipari tárgyak internete (IIoT) telepítések és adatközpontok csatlakoztathatóságát.
A DCIM alkalmazásokra készített Moxa termékek közé tartoznak a soros-Ethernet Modbus gateway-ek és távoli I/O modulok. A Modbus gateway-ek egyik példája az MGate MB3170/MB3270 sorozatú 1 és 2 portos soros-Ethernet (10/100BaseTX) gateway (3. ábra). Az akár 32 Modbus TCP szerver és akár 31 vagy 62 Modbus RTU/ASCII slave csatlakoztatására is képes széria ideális az energia- és hűtéskezelési alkalmazásokban jellemzően előforduló operatív technológiai (OT) és az információtechnológiai (IT) környezetek közötti áthidaláshoz. A Moxa MGate egy bevált termék, amelyet több mint 10 000 adatközpont kapcsolóberendezésébe építettek be szerte a világon, hogy hozzájussanak a digitális mérőműszer adataihoz a DCIM számára.
3. ábra A Moxa MB3170.MB3270 sorozatú 1 és 2 portos fejlett soros-Ethernet Modbus gateway-ek (Forrás: Moxa)
A nagyobb léptékű DCIM telepítésekre alkalmas MGate MB3660 sorozatú 8 és 16 portos redundáns Ethernet Modbus gateway-ek (4. ábra) legfeljebb 256 Modbus TCP kliens által érhetők el, és akár 128 Modbus TCP szervert is képesek csatlakoztatni.
4. ábra A Moxa MB3660 sorozatú redundáns Ethernet Modbus gateway-ek (Forrás: Moxa)
A 2-portos távoli IO egyik példája az ioLogik E1200 széria (5. ábra). Az E1200 sorozat támogatja a felhasználó által definiálható Modbus TCP slave címzést, a RESTful API protokollokat az IIoT alkalmazásokhoz, és két Ethernet portot, amelyek képesek a daisy-chain felfelé és lefelé történő létrehozására. Összesen hat protokollt alkalmaz: SNMP, RESTful, Moxa MXIO, Modbus TCP, EtherNet/IP és Moxa AOPC.
5. ábra A 2-portos Ethernet switchek Moxa ioLogik E1200 szériájú I/O-modulja (Forrás: Moxa)
Az adatközpont „öt kilences” rendelkezésre állása energiahatékonysággal kísérve a redundáns tervezéssel és a DCIM-mel kezdődik
A felhő egy adatközpontban a földre száll. A gépi tanulás mély neurális hálózatai, a nagy kapacitású médiastreamelés és a biztonságos navigáció a következő autós utazás során az adatközpontok magas szintű rendelkezésre állásától függ. Ezeknek a céloknak az eléréséhez, valamint a létesítmények energiahatékony és fenntartható működtetéséhez nélkülözhetetlen egy adatközponti információkezelő rendszer bevezetése. A Moxa ipari szintű hálózati infrastruktúraberendezéseket biztosít, amelyek összekötik az OT és az IT világot, hogy megbízható és robusztus csatlakozási megoldást nyújtsanak a DCIM számára.
A Distrelec a Moxa engedélyezett partnere.
Szerző: Benn Hodgkiss – Termékmenedzser, Distrelec Csoport
Distrelec Gesellschaft m.b.H.
Jagdgasse 25
1100 Wien, Austria
Tel.: +36 1 550 7933
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.distrelec.hu
#e41b13
