Резервирование центров обработки данных обеспечивает бесперебойную работу за счет дублирования ключевых компонентов, таких как источники питания, серверы и системы охлаждения. Конфигурации N, N+1, 2N или 3N2 предлагают различные уровни резервирования и оптимизированный уровень безопасности и стабильности. Такое резервирование означает, что центры обработки данных могут устойчиво работать с гарантией, что их инфраструктура защищена от потенциальных сбоев.
Поддержание бесперебойной работы за счет резервирования
Для электрической инфраструктуры резервирование центра обработки данных всегда было наиболее эффективным методом повышения доступности питания и, следовательно, доступности услуг. Согласно теории надежности и опытных данных, добавление резервного компонента делает систему более надежной.
Идея проста: если в резервной системе один компонент выходит из строя, другой продолжает поддерживать бесперебойную работу.
Резервирование центров обработки данных подразумевает дублирование критически важных компонентов для предотвращения прерывания обслуживания. Это делается несколькими способами:
- Резервирование оборудования: дублирование серверов, жестких дисков и другого оборудования.
- Резервирование пути питания: несколько электрических контуров для обеспечения непрерывного электропитания.
- Резервирование сети: несколько сетевых соединений.
Эти стратегии обеспечивают высокую доступность услуг.
Uptime Institute классифицирует центры обработки данных по четырем уровням (уровни I–IV), каждый из которых обеспечивает повышенную степень резервирования и надежности. Рассмотрим различные уровни резервирования
Уровни резервирования: уровень 1, уровень 2, уровень 3 и уровень 4
Уровни резервирования центров обработки данных различаются в зависимости от их классификации.
Уровень 1 — это самый базовый уровень с одним источником питания и системой охлаждения. Резервирование отсутствует, что влечет за собой примерно 28–29 часов простоя в год.
Уровень 2 — это частичное резервирование, которое включает резервные компоненты, такие как аварийные генераторы и аварийное охлаждающее оборудование. Доступность повышается.
Уровень 3 обеспечивает полное резервирование. Каждый критический компонент, будь то источник питания или охлаждение, имеет резервирование N+1. Это означает, что для каждого необходимого компонента доступен дополнительный компонент. Такая конфигурация обеспечивает бесперебойное питание с уровнем доступности 99,982% или около 96 минут простоя в год. Центры обработки да*нных
уровня 4 обеспечивают доступность 99,995% или около 26 минут простоя в год. Такое резервирование обеспечивает исключительную отказоустойчивость. Каждый критический компонент — полностью избыточный с конфигурацией 2N+1.
Резервные источники питания в центрах обработки данных
Компоненты надежного источника питания
Для поддержания надежного источника питания в центре обработки данных необходимы несколько компонентов.
Генераторы имеют решающее значение. Они берут на себя управление в случае отключения электроэнергии. Эти генераторы часто работают от дизельных двигателей и должны регулярно проверяться, чтобы убедиться, что они работают в аварийной ситуации.
Источники бесперебойного питания (ИБП), также известные как инверторы, играют важную роль в обеспечении резервного питания во время отключений электроэнергии.
Статические системы автоматического ввода резерва (АВР) управляют передачей от одного источника питания к другому без перерыва. Они мгновенно переключаются на резервный источник в случае отказа основного источника.
Блоки распределения питания (БРП), которые распределяют электроэнергию в оборудовании центра обработки данных.
ИБП: Ключевой элемент резервирования питания
Системы ИБП (источники бесперебойного питания) вступают в действие сразу после отключения электроэнергии, обеспечивая бесперебойную работу критически важного оборудования.
Конфигурации N+1 и N+X обычно используются для повышения резервирования. В конфигурации N+1 для каждой группы ИБП добавляется дополнительный источник, тогда как конфигурация N+X позволяет добавлять несколько избыточных ИБП.
ИБП обычно работают в режиме двойного преобразования, преобразуя переменный ток в постоянный и наоборот, тем самым стабилизируя напряжение, подаваемое на серверы, для защиты нагрузок.
Delphys XL — это высокопроизводительный ИБП, специально разработанный для защиты наиболее важных приложений. Он предлагает:
- исключительную внутреннюю защиту
- уникальную концепцию блоков, которая исключает единую точку отказа
- решение, подходящее для всех архитектур центров обработки данных, при котором каждый блок питания работает независимо, обеспечивая распределенное управление.
ИБП имеет инновационный режим работы: Режим «умного» преобразования.
Режим «умного» преобразования основан на усовершенствованном алгоритме,
который постоянно отслеживает качество сети и выбирает режим работы между двойным преобразованием (VFI) и линейно-интерактивным в реальном времени.
При возникновении сбоев в сети ИБП мгновенно переключается в режим двойного преобразования с временем переключения 0 мс, соответствующий требованиям класса 1 стандарта IEC 62040-3.
Этот режим снижает потери в 5 раз и экономит 350 МВт⋅ч энергии в год без риска нарушения бесперебойности питания.
Резервирование в конфигурации 2N, 3N2 и Catcher: Как его реализовать?
Конфигурация 2N: Определение и преимущества
Резервирование 2N означает, что в центре обработки данных имеется в два раза больше необходимых критических компонентов. Такая конфигурация гарантирует, что ни одна точка отказа не сможет нарушить общее функционирование.
У этой архитектуры много преимуществ. Во-первых, она обеспечивает исключительную надежность. Даже в случае отказа компонента система продолжает работать без перебоев.
Однако для соответствия функционалу ее электрическая конструкция требует, чтобы все электрооборудование (генераторы, инверторы, ИБП, коммутаторы и т. д.) имели резерв, что означает инвестиции в вдвое большее количество оборудования.
Конфигурация 3N2: Определение и преимущества
Распределенные архитектуры «4N3» или «3N2», направлены на оптимизацию резервирования питания путем его распределения между различными системами. В этой конфигурации четырех систем для обеспечения нагрузки требуются только три. Это означает, что для каждой пары работающих единиц всегда есть запасной компонент.
Преимущества очевидны: Это оптимизирует внедрение ИБП и снижает объем инвестиций. К сожалению, за счет сложности. Такая архитектура требует предварительной установки всех ИБП, что накладывает ограничения на кабельную разводку и ограничивает ее совместимость с требованиями модульности центров обработки данных.
Конфигурация Catcher: Определение и преимущества
Архитектура Catcher эффективно создает конфигурации N+1 или N+2 в ИБП, сохраняя при этом отказоустойчивость и возможность одновременного обслуживания благодаря использованию статических систем автоматического ввода резерва (АВР), которые размещаются между ИБП и нагрузкой. Блоки АВР используются в этой конфигурации для:
- передачи критической нагрузки с основной или активной системы на Catcher,
- для изоляции в случае короткого замыкания.
После блоков АВР электрическая распределительная система может быть спроектирована аналогично архитектуре 2N.
При такой конфигурации ИБП может работать при нагрузке 75% и более, в то время как блок Catcher в обычных условиях остается незагруженным.
Архитектура Catcher в настоящее время используется крупными и средними центрами обработки данных, включая системы облачного хостинга и объекты колокейшн, как альтернативу традиционной архитектуре 2N. Этот подход обеспечивает аналогичный уровень доступности, будучи более эффективным и менее затратным с точки зрения капитала.
Модель Catcher выделяется своей способностью оптимизировать резервирование, ограничивая при этом инвестиционные затраты. В отличие от конфигураций 2N и 3N2, модель Catcher использует гибкий подход, что упрощает адаптацию к конкретным потребностям центров обработки данных. Такая гибкость особенно выгодна для расширения объектов.
Модель Catcher имеет много преимуществ:
- Контроль затрат: Необходимо меньше избыточных компонентов, что снижает первоначальные затраты.
- Лучшая конфигурация ИБП
- Упрощенное техническое обслуживание: Модули можно заменять по отдельности, не прерывая работу.
Пример: с архитектурой Catcher для помещения мощностью 1 МВт потребуется ИБП мощностью 1 МВт и АВР примерно на 1600 ампер. В случае отказа ИБП этот АВР перенесет нагрузку на запасной ИБП или модуль Catcher, который также будет служить резервным оборудованием для других помещений.
Приняв эту модель, предприятия могут гарантировать высокую доступность своих услуг, контролируя при этом расходы.
Роль статических систем автоматического ввода резерва
Статические системы автоматического ввода резерва (АВР)позволяют переключать критическую нагрузку с неисправного источника питания на альтернативный источник без прерывания работы.
В отличие от автоматических переключателей (ATS), АВР использует полупроводники, такие как тиристоры, для переключения между двумя источниками питания. Это обеспечивает практически мгновенное переключение, всего за несколько миллисекунд. Такая скорость принципиальна для критически важных приложений, которые не выдерживают кратковременных перебоев в подаче питания. В результате АВР особенно хорошо подходят для сегментов, где непрерывность подачи питания имеет первостепенное значение, а именно банковское дело, финансы, здравоохранение или центры обработки данных.
АВР также можно интегрировать непосредственно в стойки центров обработки данных. Они предлагают компактные и эффективные решения для управления электропитанием. Таким образом, компании могут гарантировать надежность своей инфраструктуры, оптимизируя доступное пространство.
«Технология АВР позволяет достичь высокого уровня доступности питания, сохраняя при этом контроль расходов»,
— Ксавье Мерсье, директор по маркетингу EMEA Socomec
Рассмотрим STATYS — статическую систему автоматического ввода резерва Socomec
В условиях, когда непрерывность электроснабжения является ключевым фактором сохранения конкурентоспособности, статическая система автоматического ввода резерва STATYS от Socomec особенно актуальна.
Обладая более чем 35-летним опытом и миллионами часов эксплуатации, Socomec постоянно совершенствует свои продукты и услуги. Четвертое поколение систем STATYS гарантирует бесперебойную доступность электропитания для приложений в диапазоне от 32 до 1800 А.
Этот диапазон специально разработан для сред, где сеть не допускает никаких перебоев.
- Статический переключатель STATYS гарантирует максимальную устойчивость для полной доступности питания, отвечая всем требованиям интеграции.
- Резервирование микроконтроллера, физически разделенное для повышения безопасности.
- Драйвер SCR с независимыми, резервными источниками питания.
- Резервное охлаждение с системой контроля отказа вентилятора.
В настоящее время по всему миру эксплуатируется более 8000 единиц.
Хотите узнать больше? Обращайтесь в нашу компанию, заполнив следующую форму.
