Какой ЦОД нужен украинскому заказчику?
Окончание. Начало в "ComputerWorld/Украина" №6 ‘2008
Кабельная система
Условия построения ЦОД предъявляют особые требования и к информационной инфраструктуре. Среди них специалисты выделяют высокую плотность портов, механическую надежность, помехоустойчивость, гибкость проектных решений, удобство эксплуатации и запас на будущее по пропускной способности. Кроме того, ряд экспертов полагают, что выбор оптической или медной кабельной системы сказывается и на решении проблемы охлаждения и энергопотребления. Если мощность медного порта активного оборудования составляет 15-20 Вт/порт, то у оптического решения – 1-3 Вт/порт. Правда, в энергопотреблении всего ЦОД это составляет малую долю.
Важнее то, что компактная волоконно-оптическая кабельная проводка упрощает решение задач охлаждения не препятствуя потокам воздуха, а с увеличением плотности оборудования еще одним преимуществом оптики становится высокая плотность портов.
Хотя без учета активного оборудования 10 Гб оптические кабельные системы дешевле: при схожей плотности портов полное оптическое решение оказывается почти в два раза дороже. Но "удельный вес" кабельной системы в стоимости ЦОД снижается. Применение оптики в серверных помещениях имеет и другие ограничения, включая предпочтения вендоров сетевого оборудования в пользу "меди", реализацию Fibre Channel на базе продуктов одного производителя и т.д.
Оптимизация помещений
Проблемы ЦОД не ограничиваются энергопотреблением и охлаждением. Еще на этапе строительства и оснащения следует учитывать требования к транспортировке шкафов, серверов и инженерного оборудования, предусмотреть стандартные и нестандартные пути подвоза, проемы в стенах, стационарные подъемники, подъемные краны. При выборе помещения нужно принимать во внимание нагрузочные способности перекрытий, габариты комнат и проходов.
Согласно стандартам проектирования путей подхода, минимальная допустимая нагрузка для коммутационных комнат должна быть не меньше 225 кг/м2, однако для серверной требуется уже 720 кг/м2 (а лучше 1200 кг/м2). Типичная для бизнес-центров нагрузочная способность перекрытий может оказаться недостаточной, поэтому придется их усиливать или применять фальшполы с распределением нагрузки. При этом размеры дверей составляют 1х2,13 м, высота от фальшпола до потолочных конструкций – 2,6 м, а ширина проходов – 1-1,2 м.
Для транспортировки техники существуют нормативы наклона пандусов (1-120). Иногда приходится прибегать к организации "нестандартных" путей доставки, использовать оконные проемы или временные проемы в стенах, подавать оборудование краном. Сборка защитных помещений может потребовать дополнительного сноса стен. К примеру, сейфовые двери Lampertz при габаритах 2,3х1,2 м имеют вес 700 кг.
При этом украинские заказчики должны помнить, что в конце 2007 г. строительно-инженерные требования к серверным помещениям банков значительно ужесточились (например, толщина стен) в связи с изменениями в мировых стандартах безопасности.
Консолидация и виртуализация
Как заявляют аналитики IDC, к 2010 г. будет 35 млн. работающих серверов, поэтому решением проблемы быстрого роста серверного парка и, как следствие, дефицита площадей и энергомощностей является виртуализация, новый форм-фактор (модульные серверы), более эффективные процессоры. Другими словами, виртуализация серверов позволяет сократить количество единиц оборудования в ЦОД.
Однако некоторые эксперты с пессимизмом относятся к возможностям технологического решения проблем энергодефицита в ЦОД, где с развитием приложений требования к вычислительным мощностям неуклонно возрастают. Так, исследователи из IBM полагают, что к 2010 г. мощность, потребляемая одной серверной стойкой, уменьшится незначительно. По словам специалистов APC-MGE, в ближайшие 5-7 лет элементная база останется той же, и проблемы повышения эффективности энергопотребления не станут менее актуальными.
Электричество пока остается существенной статьей расходов
в ТСО ИТ-инфраструктуры предприятия
Ситуация такова, что из подаваемой в ЦОД мощности лишь 0,0003% идет на вычисления. Все остальное превращается в тепло. Тем не менее, ведущим производителям удается добиться определенных результатов за счет консолидации своих ЦОД и внедрения энергоэффективных технологий. Стремясь повысить эффективность эксплуатации ЦОД и снизить энергопотребление, компании идут по пути консолидации этих структур. Например, количество центров данных HP в мире будет сокращено с 85 до шести. IBM заменяет 3900 серверов в своих ЦОД на 30 мэйнфреймов. Как ожидается, переход на мэйнфреймы System z под управлением ОС Linux позволит ей снизить расходы на электроэнергию на 80% и сократить общие затраты на $250 млн. Серверы стандартной архитектуры обычно используются на 10-20% своей мощности. Для мэйнфреймов этот показатель составляет 80%, а виртуализация реализована много лет назад. Компания Sun Microsystems также консолидировала свои центры обработки данных, вдвое уменьшив их площади. В калифорнийском ЦОД 2177 серверов заменены на 1240 новых серверов SunFire T1000/T2000 и x64 под управлением ОС Solaris. Это оборудование потребляет почти на 80% меньше электроэнергии, а вычислительная мощность увеличилась на 456%. Использование средств виртуализации Solaris позволило заменить часть физических серверов виртуальными. Для охлаждения применяются закрытые холодные и горячие коридоры. Каждый сервер снабжен датчиком температуры для динамического регулирования системы охлаждения. Вместо прежних дисковых массивов развернуты СХД StorageTek 3000 и 6000 с дисками Fibre Channel по 144 Гб. Емкость возросла на 244%, хотя дисковых массивов стало на 70% меньше. Sun заменила несколько европейских ЦОД одним, расположенным в Великобритании, оснастив его 80 серверами (вместо 100) и СХД StorageTek 9985.
Как показывают недавние зарубежные опросы, технологии виртуализации применяют уже более половины подразделений ИТ. Кроме того, виртуализация – хорошее решение при нехватке площадей и мощностей. Согласно оценкам экспертов, она позволяет сэкономить до 15% на эксплуатации оборудования и его размещении и быстро выделять виртуальные машины для перспективных проектов, хотя не снижает расходы на администрирование.
В то же время внедрение этой технологии осложняется необходимостью решения проблем лицензирования и высокой стоимостью средств виртуализации. Ее применение требует поддержки производителями выполняемых на виртуальных серверах приложений, вынуждает увеличивать количество администраторов на каждый физический сервер, но позволяет перейти от продажи ресурсов ЦОД к предложению услуг с добавленной стоимостью (VAS) на основе программно-аппаратных комплексов и экспертизы.
Потребление электроэнергии в ЦОД. Доля энергопотребления
инженерных систем заметно возросла
Инструменты оптимизации
Физическая инфраструктура ЦОД должна обладать масштабируемостью, поддерживать частично определенные требования, поскольку закладывать резервы мощности (например, по системам кондиционирования) нерационально, обеспечивать поэтапное внедрение при неизвестных будущих потребителях, а также сводить к минимуму потери за счет эффективного использования электроэнергии, систем охлаждения и площадей.
APC-MGE предлагает инструментарий проектирования инженерной инфраструктуры ЦОД Infrastructure Design Portal – систему САПР с базой знаний, учитывающей варианты распределения тепловых потоков и позволяющей поэтапно детализировать будущие изменения. В настоящее время компания создает портал, который, исходя из введенных показателей, будет показывать энергоэффективность ЦОД. Кроме того, новые приложения Capacity Manager и Change Manager для программного управления ЦОД позволяют в реальном времени приводить его инфраструктуру в соответствие с меняющимися потребностями и определять оптимальное место для установки оборудования на основе данных об электрической нагрузке и температурном профиле.
Планировать новые ЦОД или реорганизовывать существующие заказчикам помогают услуги HP Thermal Assessment Services. HP предлагает экспертную оценку ЦОД и проведение измерений, сбор данных и трехмерное моделирование. Методика термического моделирования разработана для анализа и оптимизации охлаждения оборудования. Она позволяет оценить происходящие процессы и дать рекомендации, отличающиеся иногда от традиционных схем, где предусматривается организация горячих и холодных коридоров. Как утверждают в HP, модель, создаваемая при помощи ПО HP Thermal Zone Mapping, показывает диаграмму воздушных потоков и давлений с учетом "прозрачности" плиток фальшпола и имеет высокую точность моделирования (не менее 90%), так что разница с реальными температурами составляет всего 2-30С. В существующих ЦОД для построения модели можно использовать реальные измерения: скорость воздуха, давление и температуру в отдельных точках.
Увеличение минимальной высоты фальшпола с ростом тепловыделения стоек
(данные Emerson Network Power)
Моделирование помогает оценить варианты перестановки или монтажа оборудования, а также период времени с момента отключения кондиционирования до остановки серверов из-за достижения температурой критических значений (обычно 5-7 мин.), выяснить влияние изменения высоты фальшпола или добавления вентиляционных плиток, оптимизировать размещение оборудования.
По данным HP, применение разработанных ею средств анализа тепловыделения в ЦОД позволит сэкономить 10-45% электроэнергии. ПО Thermal Zone Mapping может работать в сочетании с системой HP Dynamic Smart Cooling (DSC). Сеть датчиков снимает показания температуры, интенсивности потока воздуха и др. На основе этих данных ПО дает команды управления инженерным системам: кондиционерам, напольным плиткам с заслонками на электроприводе, регулирующими направление воздуха и т.д.
— Материал подготовил Сергей Кучеренко
