Jeux Tetris, ou qu'est-ce que la gestion des capacités dans un centre de données

Salle du centre de données NORD-4 en 2016.

Voici une salle des machines vide dans le centre de données. Pensez-vous que le rack peut être placé à n'importe quel endroit? Si seulement c'était aussi simple que cela!

Je m'appelle Alexey, je suis engagé dans la gestion des capacités dans les centres de données DataLine. Aujourd'hui, je vais vous dire qu'il est juste de disposer les étagères dans le hall - c'est toute une science, et parfois de l'art.

Qu'est-ce que la gestion des capacités?

La salle des machines du centre de données dispose de trois ressources principales: l'espace, l'énergie et le froid.
Ces trois ressources doivent être consommées de manière égale et s'épuiser en même temps. En fait, cela est suivi par une personne engagée dans la gestion des capacités.

Si vous placez l'équipement d'une manière horrible, nous pouvons nous retrouver dans les situations désagréables suivantes:

• l'électricité dans la pièce est entièrement sélectionnée et la moitié de la pièce est vide;
• la salle regorge de supports aux globes oculaires, l'électricité ou le froid suffit à peine.

Pourquoi tout est-il si compliqué? Le centre de données est conçu pour les racks d'une certaine puissance, taille et schémas de refroidissement. Si nous plaçons des racks avec des paramètres de conception dans les halls, il n'y a pas de problèmes. Mais dans la vie, cela ne se produit pas, en particulier dans un centre de données commercial. L'équipement se présente de différentes manières: certains clients souhaitent placer une paire de racks de 20 kW chacun, d'autres veulent 100 racks de 5 kW chacun, d'autres veulent 20 racks larges de 800 mm chacun et pour la quatrième, l'équipement émet de l'air chaud par le côté. Ainsi, chaque demande de placement se transforme en une petite tâche d'optimisation avec trois variables: l'emplacement, l'électricité et le froid. Nous en reparlerons plus loin.

À propos du lieu

C'est peut-être le paramètre le plus rigide, donc chaque centimètre compte. Quand je dis cela, cela signifie que je mesure toutes les nouvelles salles avec un ruban à mesurer afin de comparer la réalité avec les dessins. J'ai commencé à le faire quand il a été découvert lors de l'installation des racks que la distance entre les poteaux de support était inférieure d'un centimètre à celle du plan. Ensuite, pour pouvoir me faufiler, j'ai dû démonter le revêtement du pilier.

Sur les plans des halls, je désigne en plus tous les objets sous le faux plancher, sur les murs et les plateaux de réseau. Ces informations sont utiles si le client souhaite rester avec une clôture qui va du sol au plafond.

Sur les plans, je marque également les zones de service des équipements d'ingénierie. Cet espace réservé se trouve à côté du climatiseur, du tableau et d'autres équipements pour sa réparation. Les racks ne doivent pas grimper et, surtout, être complètement dans la zone de service.

Habituellement, la zone de service est enregistrée conformément au passeport de l'équipement, mais nous prenons la taille de l'objet lui-même comme guide. Par exemple, pour un climatiseur d'une profondeur de 900 mm, la zone de service devant lui sera d'au moins 900 mm. Donc, si nécessaire, nous pouvons retirer cet équipement du hall. Et donc vraiment dû faire .


Le stand, marqué en rouge, est déjà superflu de suite et monte dans la zone de service de la climatisation. Le désordre.

À propos de l'électricité

Le plus important dans cette partie est de ne pas surcharger les capacités disponibles. Pour suivre la charge, vous devez savoir ce que nous avons sur le projet et garder une trace des racks installés. C'est en théorie, en pratique, vous n'aurez pas toujours toutes les introductions. Voici certaines de ces situations:

Le hall est vide, à portée de main il y a la capacité de conception du centre de données / hall / rack, et nous le repoussons. Nous remplissons la salle sur la base de ces données, conservons des enregistrements des capacités occupées et libres et évitons leur surcharge.

Si vous avez déjà un hall partiellement rempli et qu'il n'y a pas d'informations sur les capacités occupées, nous traitons d'abord les racks installés. Nous découvrons combien ils consomment actuellement et combien ils sont autorisés à «manger». Par exemple, un rack peut désormais consommer 2 kW, mais lorsqu'il est installé en dessous, 5 kW étaient réservés à la croissance. Ensuite, nous vérifions avec la documentation du projet: nous regardons la capacité que nous avons en principe. Après quelques calculs simples, nous comprenons si nous pouvons aller plus loin; si oui, combien et combien de puissance.

C'est vraiment mauvais quand il y a des racks d'équipement dans la salle, il n'y a pas de documentation, personne n'en tient compte. Là encore, il est préférable de commencer par un inventaire des racks installés. Ensuite, nous devons comprendre ce que nous avons sur le projet. Nous allons à l'UPS, nous regardons sa capacité selon le passeport et ce que cet UPS alimente. Pour simplifier, je considérerai 1 UPS dans l'exemple.

Disons que sa puissance est de 450 kW. Soustrayez 10% de cette réserve de marche et travaillez encore avec le nombre 405 kW. 405 kW vient au tableau. Il y a 4 machines automatiques dans le bouclier, chaque machine automatique - 1 rangée de 19 racks. Dans une rangée - 101,25 kW. De plus, nous vérifions les réglages des disjoncteurs d'entrée de la série et du tableau de distribution UPS. Les paramètres peuvent être baissés et au lieu de 101,25 kW, il peut y avoir 90 kW. Si vous n'avez rien fait avec les paramètres, il s'avère que le rack représente 5,3 kW. Cela ne signifie pas que nous ne pouvons désormais installer que des racks de 5,3 kW. Vous pouvez plus ou moins, l'essentiel est de recalculer la puissance restante à chaque fois.

Important: 5,3 kW est la puissance d'un faisceau. Approche le même nombre de la seconde. Chaque faisceau ne devrait être chargé que de la moitié de la puissance nominale. Si un faisceau tombe, alors le second pourra supporter une double charge.

Avec la charge appariée sur les rayons, la charge appariée sur les phases dans les tableaux de distribution doit être observée. Lorsqu'une ou deux phases sont surchargées, un soi-disant déséquilibre de phase se produit. Au minimum, cela signifie que la capacité disponible n'est pas utilisée de manière optimale. Des collègues ont écrit plus à ce sujet dans des articles sur l' appareil et la surveillance de l' alimentation électrique dans le centre de données.

À propos du froid

Le froid est étroitement lié à l'électricité. Si le rack consomme 5 kW, il émet grosso modo 5 kW de chaleur. Nous pensons généralement que si une pièce est conçue pour 500 kW, la capacité de refroidissement de tous les climatiseurs de cette pièce devrait également être de 500 kW (plus la puissance d'un climatiseur de secours). Autrement dit, les réserves de froid et d'électricité doivent se battre entre elles.

Supports et équipements non standard

Lorsque vous devez placer un rack standard (largeur 600 mm, 42 unités, 5 kW), vous pouvez le placer dans n'importe quel endroit où nous avons de l'électricité et du froid. Des nuances surviennent lorsque vous devez installer des racks très chargés (8-30 kW) dans le hall.

Par exemple, vous devez mettre un rack de 30 kW. Nous avons une pièce vide, placez-la au tout début de la pièce, à côté du climatiseur.

Imaginez maintenant que la climatisation s'éteignait à proximité. Calme, nous avons une sauvegarde. S'il s'agissait de racks ordinaires de 5 kW chacun, les climatiseurs en fonctionnement évacueraient calmement l'air chaud et l'équipement ne remarquerait rien. Mais le rack de 30 kW génère tout un nuage de chaleur qui ne se disperse tout simplement pas le long du couloir chaud. Il est important que le climatiseur le plus proche fonctionne. S'il se casse, alors l'air chaud commence à se recharger dans le couloir froid, entre à nouveau dans l'équipement. En quelques minutes, l'équipement de ce rack deviendra très difficile, la surveillance fonctionnera, le rack fonctionnera pour aider avec l'aide de ventilateurs en fonctionnement. L'équipement sera sauvé, mais le problème avec la mauvaise disposition du rack restera.

Empiriquement, nous avons identifié dans la salle une zone dans laquelle de tels racks puissants peuvent être placés. Si une sorte de climatiseur meurt, les autres pourront aspirer de l'air chaud de ce rack (voir schéma).


Les supports rouges indiquent les endroits où vous ne pouvez pas mettre un rack lourdement chargé. Vert - partout où vous le pouvez. Le jaune est acceptable, mais seulement s'il est absolument nécessaire.

Pour aider le système de refroidissement dans des baies à partir de 8 kW, nous utilisons des portes de ventilation, des plaques de ventilation, l'isolation des couloirs froids. Ils ne donnent pas de froid supplémentaire et n'économiseront pas si la puissance froide a déjà été sélectionnée, mais ils aident à contrôler le flux d'air et à améliorer l'efficacité du système de climatisation.

Les portes de ventilation sont installées sur la paroi arrière des racks 8-11 kW. Ils ne libèrent pas d'air chaud dans le couloir chaud et, avec l'aide de ventilateurs, le dirigent immédiatement vers le haut.


Porte de ventilation

Dans les baies de 11 kW, des carreaux de ventilation active (carreaux perforés avec ventilateur) sont ajoutés aux portes de ventilation. Ils dirigent en outre le flux d'air froid vers l'équipement. Les plaques de ventilation sont intelligentes: elles lisent les indicateurs des capteurs sur le rack et ajustent la vitesse du ventilateur.


Ceci est une tuile de ventilation. Celui-ci a même un petit écran

Si le client possède deux rangées de racks puissants, par exemple 15 kW chacun, il est raisonnable de l'isoler.


Allée froide isolée

Souvent, les clients apportent des racks triphasés. Non pas que ce soit très non standard, nous avons simplement conçu nos premiers centres de données principalement pour des racks monophasés avec une petite marge pour une charge triphasée (10-15% de la capacité totale). Si le client avait besoin d'un rack triphasé, il a simplement mis une machine triphasée dans la section de sauvegarde du standard. Comme son nom l’indique, une machine triphasée est trois fois plus grande qu’une monophasée, prend plus de place et vous ne pouvez pas en mettre beaucoup. Parfois, le client avait tellement de racks triphasés que la réserve dans le tableau était sélectionnée, et des tableaux supplémentaires devaient être installés.

Dans notre nouveau centre de données NORD-4, nous avons prévu ce moment. Là, l'énergie est distribuée à travers le jeu de barres sous le plancher surélevé, ce qui vous permet de mettre un rack de n'importe quelle phase.


Sur le jeu de barres, vous pouvez installer à la fois monophasé et triphasé automatique

En règle générale, l'équipement prend l'air de l'avant, du couloir froid, et le jette par derrière, dans le couloir chaud. Mais cela se passe différemment. Par exemple, l'équipement aspire de l'air froid de l'avant et de l'arrière, tandis que de l'air chaud explose. Pour un tel rack, avec l'aide de l'isolation, ils ont organisé une branche d'un couloir froid dans un couloir chaud. Ce n'est pas vraiment du feng shui, mais ça marche.


Pour les équipements "non standard" des racks 030 et 040, l'isolation a été réalisée au milieu du couloir chaud

Il y a un équipement qui prend l'air d'un côté et projette de l'air chaud de l'autre côté. Nous avons installé cet équipement sur un rack de 800 mm, afin que l'air froid et chaud soit où circuler. Du côté du couloir froid devant le comptoir, ils ont placé une unité d'organisation du flux d'air latéral: il prend l'air froid devant et le prend latéralement et vers le haut. L'espace sur les côtés du rack est isolé de sorte qu'il n'y a pas d'échange d'air parasite.


L'unité inférieure occupe la même unité de flux d'air latéral


De ce côté, de l'air froid pénètre dans l'équipement. En arrière-plan, l'isolation du couloir chaud est visible.


À gauche de l'équipement se trouve une isolation visible qui ne libère pas d'air chaud d'échappement dans le couloir froid.

Clôtures

Avec les supports, les clients commandent souvent des clôtures de supports, en particulier des boîtes de conserve. Ils doivent être disposés de manière à ne pas consommer beaucoup d'espace utile, ce qui signifie que les supports doivent être disposés de manière compacte, de sorte qu'au final, vous obtenez quelque chose qui ressemble au moins à distance à un rectangle. Mais parfois, il s'avère, comme dans le diagramme ci-dessous).



Habituellement, la clôture est construite à partir du plancher principal (c'est-à-dire qu'il y a aussi une clôture sous le plancher surélevé) et jusqu'au plafond, fermant les plateaux de réseau.


Pour passer derrière la clôture, vous devez attacher un laissez-passer au capteur ACS ou un doigt au scanner biométrique


Temps de clôture


Clôture deux


Des caméras de surveillance supplémentaires et parfois des capteurs de volume sont placés à l'intérieur de la clôture


Mais la clôture avec isolation intégrée du couloir froid, 2 en 1 pour ainsi dire

Outils de gestion des capacités

Pour surveiller la consommation d'espace, d'électricité dans les salles des machines, il n'est pas nécessaire d'utiliser des systèmes DCIM (Data Center Infrastructure Management) coûteux et à la mode. Les statistiques sur l'occupation de la salle peuvent être conservées dans l'Excel habituel. Rassemblez-y des informations sur l'état actuel de la salle (l'emplacement des racks, leur puissance, leur taille) et entrez de manière disciplinée des informations sur les changements: quels racks ont été ajoutés, lesquels ont déménagé.

La sortie sera tout à fait un outil de travail qui vous aidera à comprendre où, combien et quels racks peuvent être installés dans cette pièce.

Ceci conclut ma brève excursion dans la gestion des capacités. Posez des questions si quelque chose qui vous intéresse est oublié.

Enfin, voici une image claire de la façon dont le hall du centre de données OST-3 a été rempli depuis sa mise en service en 2014 jusqu'à aujourd'hui.