Warum benötigen kommerzielle intelligente Rechenzentren intelligente PDUs?

Historisch gesehen waren Unternehmens-Rechenzentren die ersten, die auftauchten - genau so wurden vor 10 bis 15 Jahren die modernisierten Rechenzentren großer Unternehmen sowie die "erwachsenen" Serverräume mittelständischer Unternehmen genannt. Unternehmens-Rechenzentren und heute die Anzahl der darin platzierten Racks ist der kommerziellen deutlich überlegen. Mit dem Aufkommen der Kunden, ihre IT-Ressourcen auf spezialisierten IT-Plattformen von Drittanbietern - kommerziellen Rechenzentren - zu platzieren, wächst ihre Beliebtheit jedoch stetig.


Einer der Hauptgründe dafür ist die Steigerung der Attraktivität des Outsourcing-Modells. Immer mehr Kunden erkennen die wirtschaftlichen Vorteile dieses Modells, mit denen sie IT-Probleme schnell und effizient ohne erhebliche Kapitalkosten (CAPEX) lösen können. Darüber hinaus können Sie durch die Verwendung kommerzieller Rechenzentrumsdienste Ihre IT-Ressourcen schnell skalieren und darüber hinaus erweitern und gegebenenfalls minimieren. Dies ist beispielsweise ein optimales Modell für die Lösung von Aufgaben, um den saisonalen Anstieg des Bedarfs an IT-Services zu unterstützen.

Die Vorteile kommerzieller Rechenzentren enden hier nicht. Ein wichtiges wirtschaftliches Plus ist, dass Sie mit solchen Einrichtungen nur für tatsächlich genutzte Ressourcen bezahlen können. Darüber hinaus ist es auf der Grundlage kommerzieller Rechenzentren häufig effizienter, Informationssicherheitsprobleme zu lösen, beispielsweise im Zusammenhang mit der Abwehr von DDoS-Angriffen. Heutzutage bieten immer mehr kommerzielle Rechenzentren nicht nur eine hohe Fehlertoleranz, sondern auch die Möglichkeit, Katastrophenschutzschemata zu implementieren und die Last schnell auf andere Standorte zu übertragen. Wir sollten nicht vergessen, dass IT-Outsourcing den Bedarf an hochbezahlten Spezialisten nicht nur in der IT, sondern auch in technischen Systemen erheblich reduzieren kann. Unternehmen haben die Möglichkeit, sich auf ihr Kerngeschäft zu konzentrieren und Lösungen für die Probleme der Unterstützung von IT-Systemen in kommerzielle Rechenzentren zu übertragen.

Wenn die Dichte wächst

In den letzten Jahren hat die Gesamtleistungsdichte (kW pro Rack) in Rechenzentren - sowohl für Unternehmen als auch für gewerbliche Zwecke - erheblich zugenommen. Vor ungefähr zehn Jahren verbrauchte ein typischer Serverschrank 1 bis 2 kW Strom, und die darin installierten PDUs waren normale Verlängerungskabel, die sich von Haushaltsgeräten mit Ausnahme einer großen Anzahl von Steckdosen unterscheiden. Heutzutage benötigen Serverschränke viel mehr Strom von PDUs. Das typische Niveau liegt bei 4-5 kW, aber viele Schränke sind bereits mit Geräten gefüllt, die 5-9 kW verbrauchen. Schränke für 10-25 kW und noch mehr Leistung sind in Betrieb.

Das AFCOM-Institut identifiziert vier Leistungsstufen pro Rack:

• niedrig - bis zu 4 kW;
• Durchschnitt - 5-8 kW;
• hoch - 9-15 kW;
• extrem - 16 kW und mehr.

Diese Klassifizierung wurde 2014 vorgeschlagen, und heute sieht das "extreme" Niveau für viele Unternehmen recht gut aus. Laut dem Uptime Institute verwenden 41% der Rechenzentren bereits Racks mit einer Leistung von über 20 kW.

Die erhöhte Leistung von Rack-montierten IT-Geräten erhöht die Anforderungen an die Überwachung des Energieverbrauchs. Je höher die Leistung, desto kritischer „leben“ IT-Services in jedem Rack, und ein möglicher Überschuss der Leistung hat viele negative Folgen: von Überhitzung bis zu einem banalen Herunterfahren der Maschine. Und die wachsende Beliebtheit kommerzieller Rechenzentren führt dazu, dass eine solche Überwachung nicht nur lokal, sondern auch remote über eine bequeme Schnittstelle auf jedem Gerät durchgeführt werden sollte, das derzeit für den Kunden bequem ist.

Wirtschaft

PDUs mit lokalen Leistungsmessfunktionen wurden vor mehr als 20 Jahren auf den Markt gebracht. Diese Produkte sind jedoch nicht weit verbreitet. Die Aufgabe einer genaueren Messung des Stromverbrauchs von IT-Geräten hat zur Entstehung einer neuen Generation von PDUs mit umfassenderen Funktionen, einschließlich Fernüberwachung, geführt. Diese Geräte werden als "intelligente" oder "intelligente" PDUs bezeichnet. In den letzten Jahren hat die Popularität solcher Geräte stark zugenommen, auch aufgrund der oben genannten Anforderungen zur Überwachung des Verbrauchs von IT-Geräten in kommerziellen Rechenzentren.



Kommerzielle Rechenzentren, die auf Colocation-Dienste spezialisiert sind, berechnen ihre Dienste in der Regel anhand von zwei Parametern: Fläche und elektrische Energie. Gleichzeitig werden drei Hauptenergiebilanzierungssysteme praktiziert:

1. Im ersten Fall hängen die Kosten für die Anmietung eines Racks von der maximal zulässigen Leistung pro Rack ab, während der tatsächliche Energieverbrauch nicht berücksichtigt wird. In diesem Fall zahlen Kunden einen festen Preis, unabhängig davon, wie viel die im Rack installierte Ausrüstung tatsächlich verbraucht. Der Nachteil dieser Option für Kunden besteht darin, dass sie zu viel bezahlen müssen, wenn die Geräte wenig Strom verbrauchen.
2. Die zweite Möglichkeit besteht darin, den tatsächlich verbrauchten Strom zu bezahlen. In diesem Fall werden „intelligente“ PDUs verwendet, mit denen der Verbrauch berücksichtigt werden kann.
3. 3 In einigen Fällen wird ein kombiniertes Schema praktiziert, bei dem der Tarif sowohl die maximale Rackleistung als auch den tatsächlichen Verbrauch berücksichtigt. In diesem Fall ist die Fixkostenkomponente, die auf der maximal zulässigen Leistung basiert, geringer als in der ersten Ausführungsform. Zu diesem Betrag kommt jedoch der Betrag hinzu, der anhand des verbrauchten Stroms berechnet wird.

Da IT-Geräte in der Praxis in der Regel wesentlich weniger als den angegebenen Wert verbrauchen, ist es für den Kunden häufiger rentabler, Tarife zu verwenden, die die tatsächliche Belastung berücksichtigen. Daher werden intelligente PDUs benötigt.

EXpert PDU-Lösungen

Ein Beispiel für intelligente PDUs sind PDU eXpert-Produkte . Die 2009 gegründete eXpert PDU hat ihren Sitz in Wellington (Großbritannien) und ist einer der führenden europäischen Hersteller von Geräten zur Stromverteilung, Steuerung, Überwachung und zum Energiemanagement für Rechenzentren.

Im PDU Expert-Produktportfolio sind „intelligente“ PDUs in vier Versionen erhältlich:

• Modelle mit dem N1- Index bieten eine allgemeine Steuerung der Leistung, die durch die gesamte PDU fließt, einschließlich des Gesamtstroms (A), der Eingangs- und Ausgangsspannung (V) und des Stromverbrauchs (kWh) aller an die PDU angeschlossenen Geräte.
• N2- Modelle unterscheiden sich von N1-Modellen darin, dass sie eine Überwachung auf der Ebene jeder einzelnen Steckdose ermöglichen. Sie ermöglichen es, Daten über den Energieverbrauch einzelner an die PDU angeschlossener Geräte zu erhalten.
• N3- Geräte haben dieselben Funktionen wie N1-Modelle, ermöglichen Ihnen jedoch zusätzlich das Ein- und Ausschalten einzelner Steckdosen aus der Ferne.
• Die funktionalsten N4- Modelle bieten die Möglichkeit, einzelne Steckdosen (wie N2) zu überwachen und aus der Ferne ein- und auszuschalten (wie N3).

Zusätzlich zu den Funktionen, die moderne PDU-Geräte benötigen, können eXpert PDU-Produkte eine Reihe weiterer wichtiger Aufgaben lösen, insbesondere:

• Online-Lastübertragung zwischen Primär- und Backup-Netzteilen. Ein solches Schalten erfolgt in weniger als 8 ms, was bedeutet, dass die Last ununterbrochen mit Strom versorgt wird. Die Reservefunktion für die automatische Übertragung ist mit Produkten mit dem ATS-Index ausgestattet - Automatischer Übertragungsschalter;
• Überwachung der Arbeitsumgebung. Diese Funktionalität wird durch die Möglichkeit realisiert, bis zu acht verschiedene Sensoren an die PDU anzuschließen: Temperatur / Luftfeuchtigkeit, Rauch, Infrarotstrahlung, Öffnen der Tür, Luftstrom, Wassereintritt.
  
  

Zuverlässigkeit

Der Bedarf an Rechenzentren für „intelligente“ PDUs wird nicht nur von wirtschaftlichen Problemen bestimmt, sondern auch von Aufgaben im Zusammenhang mit der Gewährleistung eines hohen Maßes an Zuverlässigkeit. Wenn die Racks PDUs ohne Leistungsüberwachungsfunktion verwenden, können Sie den Verbrauch natürlich manuell mit einem Multimeter messen. Dieses Verfahren erfordert jedoch viel Zeit, und noch schlimmer, es erhöht das Risiko möglicher Vorfälle aufgrund des "menschlichen Faktors" erheblich, da der Prozess ein gewisses Eindringen in die Infrastruktur erfordert (Öffnen der Schranktür, Anschließen des Messgeräts usw.). Da solche Messungen nur von Zeit zu Zeit durchgeführt werden können, ist es außerdem nicht garantiert, Verbrauchsspitzen zu erkennen und den Gesamtverbrauch von IT-Geräten für einen bestimmten Zeitraum zu berechnen.

Da jede neue Generation von IT-Geräten den Strombedarf erhöht, erhöht der Einsatz herkömmlicher (nicht intelligenter) PDUs die Risiken immer mehr. Ohne genaue Daten zum Stromverbrauch weiß der IT-Administrator nicht, ob und wie viel die Server noch in diesem Rack installiert werden können. Das Aktualisieren von Servern oder sogar das Aktualisieren von Software kann den Stromverbrauch ändern, und der Mangel an Betriebsdaten führt zu einer Überschreitung der zulässigen Belastung des Racks mit den bereits erwähnten Folgen (Überhitzung, Herunterfahren der Maschine usw.). Wenn Sie dem Rack neue Server hinzufügen, ohne Informationen über den aktuellen Stromverbrauch zu haben, ähnelt dieser Vorgang dem „russischen Roulette“ und kann zu den negativsten Konsequenzen führen.

Die Notwendigkeit einer kontinuierlichen kontinuierlichen Überwachung des Energieverbrauchs ist auch mit der veränderten Struktur des Energieverbrauchs von IT-Geräten verbunden. Wenn ein typischer Server im Ruhemodus vor 5 bis 10 Jahren ungefähr 50 bis 60% der maximalen Leistung verbraucht hat, ist die moderne Servergeneration viel energieeffizienter: Ihr Verbrauch im Ruhemodus beträgt 20 bis 25% der maximalen Leistung oder sogar weniger. Infolgedessen ist der Stromverbrauch mit einer großen Anzahl von Spitzen und Einbrüchen viel ungleichmäßiger geworden. Die gelegentliche manuelle Verbrauchsmessung erfasst nicht alle Spitzenwerte.

Wirksamkeit

Moderne Rechenzentren verwenden häufig die PUE-Metrik, die in unserem vorherigen Artikel erläutert wurde , um die Leistung zu messen. Es muss jedoch verstanden werden, dass der PUE-Wert nur die Effizienz der technischen Infrastruktur des Rechenzentrums kennzeichnet. Eine wichtige Aufgabe besteht darin, die Leistung der Computerumgebung selbst, der Server und der Datenspeichersysteme zu bewerten. Um dieses Problem zu lösen, helfen moderne PDUs mit der Fähigkeit, den Energieverbrauch einzelner Geräte zu messen.

Durch die Verfügbarkeit von Daten zum Energieverbrauch können wir beurteilen, wie stark sich diese bei einer Änderung der Betriebsumgebung, bei Softwareupdates oder bei Serverhardwareelementen ändern. Nach Erhalt dieser Daten können Spezialisten damit die Leistung von IT-Geräten mit dem Energieverbrauch korrelieren. Die resultierenden Daten können dabei helfen, die Effektivität des einen oder anderen Upgrades zu bewerten und die Entwicklung der Computerumgebung zu planen.



Darüber hinaus ermöglicht die Verfügbarkeit von Energieinformationen an einzelnen PDU-Ports die Identifizierung sogenannter Zombieserver. Tatsache ist, dass in alten Rechenzentren möglicherweise bis zu 10% der Server nicht mehr verwendet werden oder unnötige Software auf ihnen „rotiert“. Diese Server beanspruchen nicht nur wertvollen Rack-Platz, sondern verbrauchen auch Strom und Ressourcen des Kühlsystems. Die Beseitigung solcher "Zombies" wird die Effizienz des gesamten Rechenzentrums erheblich steigern.

Durch die Verwendung von PDUs mit der Möglichkeit, Steckdosen, die ebenfalls im PDX eXpert-Produktportfolio enthalten sind, einzeln zu trennen, wird die unbefugte Aktivierung neuer Geräte oder deren Austausch ohne die entsprechende Genehmigung autorisierter Mitarbeiter verhindert. Die unbefugte Installation von Geräten kann dazu führen, dass die zulässige Rack-Leistung beim anschließenden Herunterfahren der Maschine und bei Beendigung der Bereitstellung von IT-Diensten überschritten wird.

Verwaltbarkeit

Die Effizienz der Verwendung „intelligenter“ PDUs wird erheblich gesteigert, wenn eine zentralisierte Software vorhanden ist, mit der Daten von Hunderten solcher Einheiten erfasst und analysiert werden können. Diese Software bietet die erforderlichen Informationen über eine praktische, intuitive Benutzeroberfläche, die an die Bedürfnisse verschiedener Kategorien von Mitarbeitern angepasst werden kann. Ein Beispiel für eine solche Software ist das Symbiosis-System, das von PDU eXpert in Zusammenarbeit mit einem Partnerunternehmen aus Deutschland entwickelt wurde, das auf das Design und die Entwicklung von Engineering-Softwareprodukten spezialisiert ist.



Ein wichtiges Merkmal von Symbiosis ist die Fähigkeit, in einer heterogenen Umgebung mit Geräten verschiedener Typen und Hersteller zu arbeiten. Diese Software unterstützt verschiedene Geräte, die von eXpert-PDUs hergestellt werden - PDUs, ATSs, USVs - sowie PDUs anderer Hersteller, verschiedene Klimaanlagen und Sensoren. Mit optimierten universellen SNMP-Treibern können Sie mit den Geräten verschiedener Lieferanten arbeiten. Darüber hinaus kann Symbiosis im Gegensatz zu den meisten dieser Lösungen, die nur die grundlegende GET-Funktion unterstützen, eine Vielzahl von Funktionen zur Messung von Parametern und deren Steuerung ausführen.



Im Gegensatz zu auf dem Markt erhältlichen Steuerungssystemen der DCIM-Klasse eliminiert das Symbiosis-System viele redundante Funktionen, ist flexibler und kostengünstiger. Gleichzeitig eignet es sich sowohl für kleine als auch für mittlere Serverräume und kann skaliert werden, um einen Komplex aus mehreren Rechenzentren zu bedienen.

Mit Symbiosis können Benutzer Schwellenwerte für jedes der angeschlossenen Geräte festlegen. Sobald diese Einschränkungen festgelegt sind, benachrichtigt das System ausgewählte Benutzer automatisch, auch per E-Mail.

Symbiosis-Software wird von vielen Kunden in verschiedenen Ländern erfolgreich eingesetzt. Zum Beispiel hat Vodafone, einer der weltweit größten Telekommunikationsbetreiber, das Produkt Symbiosis zur Steuerung „intelligenter“ PDUs verschiedener Hersteller und eines Kühlsystems in einem Rechenzentrum in München erworben . Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung von Symbiosis-Software im Rechenzentrum des Kesington Council zur Steuerung der von eXpert-PDUs hergestellten intelligenten PDUs KWX-N32A36x6-V1CB.

Unabhängig von der Größe und dem Umfang des Energieverbrauchs im Rechenzentrum ist die Möglichkeit, den Energieverbrauch zu verfolgen und mit dem Nutzungsgrad der IT-Ressourcen zu korrelieren, eine Schlüsselfunktion für die Verwaltung eines Rechenzentrums und die strategische Planung seiner Entwicklung. Durch die Hinzufügung „intelligenter“ PDUs mit moderner Verwaltungssoftware wie Symbiosis kann der Energieverbrauch nicht nur mit einem hohen Maß an Detailgenauigkeit und Komfort gesteuert werden, sondern auch der Verbrauch der Mieter von Rechenzentren berechnet werden, um ihnen die attraktivsten Tarife zu bieten.