Slik bruker du intelligent strømdistribusjon for å maksimere nettverkstilgjengelighet

Bekymringer knyttet til økende energikostnader legger press på operatører av datasentre og andre nettverksanlegg til å revurdere hvordan anleggene struktureres, som omfatter å endre forventningene til hvordan intelligente strømdistribusjonsenheter (iPDU-er) kan bidra til grønnere, mer pålitelig og billigere drift, som alle vil resultere i bedre nettverkstilgjengelighet. I tillegg krever et økende utvalg av datasentertyper ulike tilnærminger når iPDU-er skal spesifiseres og integreres, som varierer fra store datasentre som støtter skytjenester til mye mindre datasentre på kanten som er fordelt rundt i fabrikker, lagre, osv., samt andre fasiliteter. Store datasentre drives av iPDU-er i varme korridorer med temperaturer på 60 °C for å redusere kjølebehov og energiforbruk. Til sammenligning opererer kantdatasentre ved maksimumstemperaturer på 40 °C, som er i samsvar med anleggets omgivelser der de er plassert.

Spesifikasjonene og driftsegenskapene til iPDU-er må samsvares med omgivelsene der de skal brukes. Det er en økende forventning om at iPDU-er vil støtte ekstern overvåking av energi og styringer for å optimalisere tilgjengeligheten i alle tilfeller.

Denne artikkelen sammenligner og danner kontrast mellom driftsomgivelsene og forventningene til iPDU-er i sky-kontra-kant-omgivelser, som omfatter både maskinvare og programvare, samt distribusjonsanbefalinger. Den presenterer deretter iPDU-er som er egnet for datasentre i skyen og på kanten fra Panduit og Orion Fans.

Tre av egenskapene til sky- og kantmiljøer som påvirker valget av iPDU-er, er forskjellene i termiske omgivelser, nettverkskommunikasjonsarkitekturer og utstyrstetthet. Den mest utfordrende forskjellen mellom sky- og kantomgivelser er sannsynligvis forventningen om drift ved opptil 40 °C for de fleste kantinstallasjoner, sammenlignet med drift ved 60 °C for skydatasentre (figur 1). I skymiljøer vil varme og kalde korridorer minimere kjølebehovet og reduserer energikostnadene, noe som er en betydelig driftskostnad i store datasentre. iPDU-ene finnes vanligvis i den varme korridoren og må være klassifisert for 60 °C.

Figur 1: iPDU-ene i skydatasentre må fungere ved 60 °C slik at de kan installeres i varme korridorer. (Bildekilde: Panduit)

I tillegg, når både varme og kalde korridorer brukes, krever ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) tre temperatursensorer og en fuktighetssensor (kalt «3T + H») på fremsiden av kabinettet i den kalde korridoren, og bare en temperatursensor på baksiden av kabinettet i den varme korridoren. Som et resultat kan iPDU-er som støtter flere sensorinnganger eliminere behovet for et mellomliggende 1RU-apparat for sensorene, og de kan være en viktig faktor i skydatasentre.

Selv om både kant- og skyinstallasjoner verdsetter høy tilgjengelighet, er det relativt sett viktigere i skymiljøer. Styringsmodulen på iPDU-er må kunne byttes under drift (hot-swap) med enheter som er installert i skydatasentre. Å være i stand til å bytte styringsmodulen under drift minimerer nedetid, noe som er en viktig faktor i skyen. I tillegg er Gigabit (Gb) Ethernet mer utbredt i skyen enn andre tilkoblingshastigheter, og iPDU-er i skyen drar nytte av støtten for Gb Ethernet-tilkoblinger, som ikke er like høyt verdsatt i kantinstallasjoner. I tillegg krever skyinstallasjoner vanligvis iPDU-er som støtter høyere sikkerhetsnivåer og mer kompleks strømovervåking og styringsprogramvare.

Stativer med høyere tetthet er mer brukt i skydatasentre sammenlignet med kanten, noe som gjør at strømtetthet er en viktig faktor når det kommer til å velge iPDU for skyanlegg. iPDU-er i skydatasentre drar nytte av høyere utgangstettheter, men de må fortsatt levere et høyt nivå av intelligent strømstyring og overvåking for å støtte høyere strømtettheter.

I både sky- og kantinstallasjoner er utilsiktede frakoblinger av strømledninger en ledende årsak til driftsstans av utstyret. Den vanligste årsaken til utilsiktede frakoblinger i iPDU-er er vibrasjoner og tyngdekraft som over tid trekker i strømkablene. Dette er ikke ansett som «brukerfeil». Utvikling av iPDU-er som minimerer virkningen av vibrasjoner og tyngdekraft på strømkabler, og dermed minimerer antallet utilsiktede frakoblinger, kan være viktig i kantinstallasjoner og er påkrevd i skyanlegg.

iPDU-er klassifisert for 60 °C ved full belastning

Datasenterteknikere kan slå opp i Panduits G5 intelligente PDU-er (G5 intelligent PDUs) for å håndtere strømdistribusjon, tilgjengelighet, sikkerhet og overvåkingsbehov i skyinstallasjoner. Gen 5 iPDU-er har en driftstemperatur på 60 °C ved full last. De har også sensorinnganger for å støtte ASHRAE-kravet for 3T + H i den kalde korridoren og en temperatursensor i den varme korridoren uten noe mellomliggende 1RU-apparat. Digitale selvidentifiserende sensorer kan plugges direkte inn i iPDU-en, noe som fremskynder distribusjonen.

Den intelligente nettverksstyringen (iNC – intelligent network controller) i Gen 5 iPDU-ene er betegnet «hot-swap», noe som legger til rette for maksimal oppetid (figur 2). Den inkluderer en OLED-skjerm med god synlighet, styring for nullstilling/fabrikkstandard, menyvalgknapper, en statuslysdiode, en USB-kontakt for fastvare- og konfigurasjonsoppdateringer og/eller valgfri automatisk stativlystilkobling, 1 Gb Ethernet-port for nettverkstilkoblinger, PDU-utgang og PDU-inngangsporter/-serieporter for kjedekobling av flere iNC-er, og to sensorporter som hver kan koble til opptil fire sensorer, totalt 8 sensorer, ved å bruke den valgfrie sensorutvidelsesporten.

Figur 2: iNC i gen 5 iPDU-ene kan byttes under drift (hot-swap) for å støtte maksimal oppetid og et bredt spekter av overvåkings- og styringsfunksjoner. (Bildekilde: Panduit)

Opptil fire iPDU-er kan kjedekobles og kobles til to forskjellige sikre nettverkstilkoblinger for å gjøre følgende:

• Overvåke strømforbruk og sporingsdata for et anleggsnettverk.
• Administrere og overvåke opptil fire iPDU-er i stativ ved å bruke kun én enkelt IP-adresse (figur 3).

Hver iPDU i kjedekoblingen kan kobles til opptil åtte sensorer, noe som gir totalt 32 sensorer over én enkelt tilkobling. I tillegg er en redundant nettverkstilgangskonfigurasjon tilgjengelig ved å bruke to iPDU-er.

Figur 3: Opptil fire Gen 5 iPDU-er kan kjedekobles sammen gjennom én enkelt IP-adresse. (Bildekilde: Panduit)

Behovet i store datasentre er å overvåke og identifisere ineffektivitet for å forbedre driftseffektivitet, redusere kostnader og minimere miljømessige virkninger. Gen 5 iPDU-er støtter omfattende og nøyaktig energimålingsprogramvare for å effektivt bruke strømressurser, ta informerte beslutninger om kapasitetsplanlegging, forbedre oppetid og måle virksomhetsgraden til strømforbruket (PUE – power usage effectiveness). Disse iPDU-ene tilbyr nødvendig energimåling, overvåking og styringer for å støtte kontinuerlige forbedringer i energiforbruket, deriblant:

• Energimåling og overvåking på PDU-nivå
  • Energimåling i wattimer (kWh)
  • Strømmålinger (W)
  • Effektmålinger på inngangsfasenivået omfatter V, A, VA, kWh og effektfaktor (pf)
  • Strømmålinger på sikringsbryternivået
  • Målefunksjoner for faktureringsgrad
  • Integrert minne for å registrere/vise/rapportere historikkdata
  • Tilpassbare alarmterskler og -varsler
• Styringer for uttaksnivå
  • Ekstern strøm på/av fra individuelle uttak
  • Brukerdefinert tidsforsinkelse for påslåing for å sekvensere utstyr og unngå overbelastning fra innkoblingsstrømstøt
  • Brukertildelbare roller og tilgangssikkerhetsnivåer
• Energimåling for uttaksnivå
  • Energimåling i wattimer (kWh)
  • Effektmålinger, deriblant V, A, VA, W og pf
  • Data for PUE-beregninger på grønt nettnivå 3 (Green Grid Level 3)

Gen 5 iPDU-ene tilbyr høye strømtettheter, har opptil 48 uttak og leveres som standard med en inngangsstrømledning på tre meter (10 fot). De er tilgjengelige i en rekke monteringskonfigurasjoner, for eksempel vertikal (0U) eller horisontal (1U eller 2U). For eksempel er P36D08M-modellen klassifisert for 30 A per fase, kommer i en 0U FULL-formfaktor, har en L15-30P-inngangsplugg, har 3 sikringsbrytere, kan håndtere 8,6 kW og har 36 uttak (30 C13 og 6 C19).

Konstruktører som bruker Gen 5 iPDU-er kan velge mellom to forskjellige løsninger for å fikse problemet med utilsiktede frakoblinger. Standard C13- og C19-uttak har et integrert innfelt spor på siden som er utviklet for å akseptere ikke-ledende buntebånd, noe som effektivt eliminerer virkningene av vibrasjoner og tyngdekraft. Selv om disse uttakene er billigere, er det noe arbeid forbundet med å bruke buntebånd, og de sikrer ikke strømledningen på utstyrssiden. Gen 5 iPDU-er er tilgjengelige med låseledninger som klikker sikkert på plass, noe som gir en mer komplett løsning. Dessuten har utstyrsenden en universell låsemekanisme som låser seg til IT-utstyret, noe som gir permanent fastholdelse av ledningen i begge ender. Avhengig av installasjonsbehovet, kan spesifikatorene (specifiers) bruke Gen 5 iPDU-er som kombinerer uttak med buntebåndspor og låseuttak (figur 4). I tillegg har skydatasentre et stort antall strømledninger som forsyner A- og B-sidene bak i kabinettet, noe som kan komplisere kabelhåndteringen. Gen 5 PDU-er tilbyr fargede kabelbunter, fargemerkingsstropper og fargede strømledninger (med og uten lås) for å forenkle identifisering og håndtering av kabler på A- og B-siden.

Figur 4: Gen 5 iPDU-er tilbyr et utvalg av buntebånd eller låseuttak som kan håndtere problemene med utilsiktede frakoblinger. (Bildekilde: Panduit)

Det valgfrie Panduit Smart Zone G5-sikkerhetshåndtaket kan brukes med Gen 5 iPDU-er for å gi tilgangsstyring for opptil 200 brukere. Håndtaket inkluderer en statuslysdiode som gir sikkerhetstilstanden til håndtaket, og en lysdiode-nettvarde som viser helsen til kabinettet. Den har også en integrert fuktighetssensor og dedikerte temperatur- og døralarmsensorer som forenkler sensorinstallasjon og oppfyller ASHRAE-standardene (figur 5). G5-sikkerhetshåndtaket omfatter låstilholdere og nøkler for utskiftning ute i felten, og fire måter å styre tilgangen til kabinettet på:

• Kortlesere med to frekvenser kan brukes med enten lavfrekvente eller høyfrekvente kort.
• Tilgang kan fjernstyres via nettgrensesnittet i Gen 5 iPDU-en.
• ACF06-modellen inkluderer et valgfritt tastatur som gir tilgang til kabinettet med en sikker PIN-kode.
• ACF06-modellen kan implementere dobbel autentisering når både kortsveiping og tastatur er nødvendig.

Figur 5: Det valgfrie Smart Zone G5-sikkerhetshåndtaket har en integrert fuktighetssensor og statuslysdioder, og det kan konfigureres med eller uten et integrert tastatur for tilgangsstyring. (Bildekilde: Panduit)

iPDU-er for kantinstallasjoner

For datasentre på kanten og andre bruksområder som kan bruke iPDU-er klassifisert for drift i maksimalt 40 °C, tilbyr Orion Fans Smart Switched PDU-serien, som har uttak som kan startes sekvensielt, styres og overvåkes eksternt. Smart Switched PDU-er overvåker hvert uttak individuelt, og i tilfeller der en brukerdefinert terskel overskrides, sender de en advarsel via e-post, felle (trap) eller hørbar alarm. Andre funksjoner omfatter:

• Strømstyring og -overvåking på uttaksnivå for stativmontert utstyr
• Drift fra 0 til 40 °C
• Strømovervåking via måler, Internett eller SNMP (simple network managing protocol)
• http-, https-, SNMP-, DHCP- og UDP-kommunikasjonsprotokoller
• Digital, sann RMS-strømmåler på PDU-en
• Medfølgende programvare tilbyr styring og analyser for å forbedre energieffektivitet, redusere driftskostnader og minimere nedetid

For eksempel inkluderer OSP-V-16-23-16-N1-modellen 14 IEC320 C13-uttak og 2 IEC320 C19-uttak, et IEC320 C20-inntak og en vedlagt 3 meter lang IEC320 C19 til C20-strømledning og en 16 A-sikringsbryter. Alternativt har OSP-H-16-23-08-N1 8 IEC320 C13-uttak, et IEC320 C20-inntak, en vedlagt 3 meter lang IEC320 C19 til C20-strømledning og en 16 A-sikringsbryter med en tresifret 20 A-strømmåler med en oppløsning på 0,1 A (figur 6).

Figur 6: OSP-H-16-23-08-N1 iPDU-en har 8 IEC320 C13-uttak og en tresifret strømmåler med en oppløsning på 0,1 A. (Bildekilde: Orion Fans)

Sammendrag

Datasentre i skyen og på kanten har ulike behov for iPDU-er, for eksempel forskjellige krav til driftstemperatur, forskjellige forventninger til pålitelighet og tilgjengelighet og forskjellige behov til sikkerhet, strømstyring og overvåking. Nettverksteknikere kan velge iPDU-er som er egnet for de spesifikke kravene til kant- og skyinstallasjoner for å støtte grønnere løsninger med optimal balanse mellom kostnader og ytelse.