सर्वर के रैक वितरण का अनुकूलन करें

एक चैट में मुझसे एक सवाल पूछा गया था:

- और पढ़ने के लिए कुछ है, सर्वर को रैक में सही तरीके से कैसे पैक किया जाए?

मुझे एहसास हुआ कि मुझे ऐसा कोई पाठ नहीं पता था, इसलिए मैंने अपना लिखा।

सबसे पहले, यह पाठ भौतिक डेटा केंद्रों (DC) में भौतिक सर्वरों के बारे में है। दूसरे, हम मानते हैं कि बहुत सारे सर्वर हैं: सैकड़ों या हजारों, एक छोटी संख्या के लिए यह पाठ समझ में नहीं आता है। तीसरा, हम मानते हैं कि हमारे पास तीन सीमाएँ हैं: रैक में भौतिक स्थान, रैक को शक्ति, और रैक को पंक्तियों में खड़े होने दें, ताकि हम पड़ोसी रैक में सर्वर को जोड़ने के लिए एक ToR स्विच का उपयोग कर सकें।

प्रश्न का उत्तर बहुत हद तक इस बात पर निर्भर करता है कि हम किस पैरामीटर का अनुकूलन करते हैं और सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए हम किस क्रम में भिन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, हमें केवल अधिक विकास के लिए अधिक जगह छोड़ने के लिए न्यूनतम स्थान लेने की आवश्यकता है। या हो सकता है कि हमें रैक की ऊंचाई, प्रति रैक शक्ति, पीडीयू में सॉकेट्स, स्विच के समूह में रैक की संख्या (एक स्विच प्रति 1, 2 या 3 रैक), तारों की लंबाई और खींचने के काम की लंबाई चुनने में स्वतंत्रता है (यह पंक्तियों के सिरों पर महत्वपूर्ण है: एक पंक्ति में 10 रैक और एक स्विच पर 3 रैक के साथ, आपको तारों को दूसरी पंक्ति में खींचना होगा या स्विच में बंदरगाहों का उपयोग करना होगा), आदि, आदि। अलग-अलग कहानियां: सर्वर चयन और डीसी चयन, हम मानते हैं कि वे चयनित हैं।

कुछ बारीकियों और विवरणों को समझना अच्छा होगा, विशेष रूप से, सर्वरों की औसत / अधिकतम खपत, और कैसे हम बिजली से आपूर्ति की जाती है। इसलिए, यदि हमारे पास 230V की रूसी बिजली की आपूर्ति और रैक के प्रति एक चरण है, तो एक 32A मशीन ~ 7kW पकड़ सकती है। मान लीजिए कि हम प्रति रैक 6kW के लिए नाममात्र का भुगतान करते हैं। यदि एक प्रदाता केवल 10 रैक की एक श्रृंखला के लिए हमारी खपत को मापता है, और प्रत्येक रैक के लिए नहीं, और अगर मशीन 7 किलोवाट के पारंपरिक कट-ऑफ पर है, तो तकनीकी रूप से हम एक अलग रैक में 6.9 किलोवाट की दूरी पर, दूसरे किलोवाट में और सब कुछ ठीक हो जाएगा - दंडनीय नहीं है।

आमतौर पर हमारा मुख्य लक्ष्य लागत को कम करना है। सबसे अच्छा माप मानदंड TCO (स्वामित्व की कुल लागत) में कमी है। इसमें निम्नलिखित टुकड़े होते हैं:

• CAPEX: DC इंफ्रास्ट्रक्चर, सर्वर, नेटवर्क हार्डवेयर और केबलिंग की खरीद
• OPEX: डीसी किराये, बिजली की खपत, रखरखाव। OPEX सेवा जीवन पर निर्भर करता है। यह मानकर चलना उचित है कि यह 3 साल के बराबर है।

पूरे पाई में व्यक्तिगत टुकड़े कितने बड़े हैं, इस पर निर्भर करते हुए, हमें सबसे महंगी का अनुकूलन करने की आवश्यकता है, और शेष सभी संसाधनों को यथासंभव कुशलता से उपयोग करने दें।

मान लें कि हमारे पास एक मौजूदा डीसी है, एच इकाइयों की रैक ऊंचाई है (उदाहरण के लिए, एच = 47), रैक पी _रैक (पी _रैक = 6 किलोवाट) तक बिजली, और हमने एच = 2 यू दो-यूनिट सर्वर का उपयोग करने का निर्णय लिया। हम रैक से स्विच, पैच पैनल और आयोजकों के लिए 2..4 यूनिट निकालते हैं। यानी शारीरिक रूप से, हमारे रैक में S _h = राउंडडाउन ((H-2..4) / h) सर्वर हैं (यानी, S _h = राउंडडाउन ((47-4) / 2) = 21 सर्वर प्रति रैक)। याद रखें यह S _{ज है} ।

सरल मामले में, रैक में सभी सर्वर समान हैं। कुल में, यदि हम सर्वर के साथ रैक को प्लग करते हैं, तो प्रत्येक सर्वर पर हम औसत बिजली पी _सर्व = पी _रैक / एस _एच (पी _सर्व = 6000 डब्ल्यू / 21 = 287 डब्ल्यू) खर्च कर सकते हैं। सादगी के लिए, हम यहां स्विच खपत को अनदेखा करते हैं।

हम पक्ष में एक कदम उठाते हैं और निर्धारित करते हैं कि अधिकतम सर्वर खपत पी _{अधिकतम क्या है} । यदि यह बहुत ही सरल, बहुत ही अकुशल और पूरी तरह से सुरक्षित है, तो हमने पढ़ा कि सर्वर की बिजली आपूर्ति पर क्या लिखा है - वह यह है।

यदि यह अधिक जटिल, अधिक कुशल है, तो हम सभी घटकों के टीडीपी (थर्मल डिजाइन पैकेज) लेते हैं और संक्षेप में प्रस्तुत करते हैं (यह बहुत सच नहीं है, लेकिन ऐसा हो सकता है)।

आमतौर पर हम टीडीपी घटकों (सीपीयू को छोड़कर) को नहीं जानते हैं, इसलिए हम सबसे सही लेते हैं, लेकिन सबसे कठिन दृष्टिकोण (हमें एक प्रयोगशाला की आवश्यकता है) - हम आवश्यक कॉन्फ़िगरेशन का एक प्रयोगात्मक सर्वर लेते हैं और इसे लोड करते हैं, उदाहरण के लिए, लिनपैक (सीपीयू और मेमोरी) और फियो (डिस्क) के साथ खपत मापें। यदि आप इसे गंभीरता से लेते हैं, तो आपको परीक्षणों के दौरान ठंडे गलियारे में सबसे गर्म वातावरण बनाने की आवश्यकता है, क्योंकि यह प्रशंसक खपत और सीपीयू खपत दोनों को प्रभावित करेगा। हम इस विशिष्ट लोड के तहत इन विशिष्ट परिस्थितियों में एक विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन के साथ एक विशिष्ट सर्वर की अधिकतम खपत प्राप्त करते हैं। हमारा मतलब है कि सिस्टम का नया फर्मवेयर, सॉफ्टवेयर का एक और संस्करण, अन्य स्थितियां परिणाम को प्रभावित कर सकती हैं।

कुल में, हम पी _{सर्व में} लौटते हैं और हम पी _{मैक्स के} साथ इसकी तुलना कैसे करते हैं। यह समझने का एक सवाल है कि सेवाएँ कैसे काम करती हैं और आपकी तकनीक में आपकी नसें कितनी मजबूत हैं।

यदि आप इसे बिल्कुल भी जोखिम में नहीं डालते हैं, तो हमारा मानना ​​है कि सभी सर्वर तुरंत अपने अधिकतम उपभोग करना शुरू कर सकते हैं। उसी समय, डीसी के लिए एक इनपुट का गठन किया जा सकता है। इन स्थितियों में इंफ्रा को एक सेवा प्रदान करनी चाहिए, इसलिए पी _सर्व । पी _{मैक्स} । यह एक दृष्टिकोण है जहां विश्वसनीयता बिल्कुल महत्वपूर्ण है।

अगर टेकडियर न केवल सही सुरक्षा के बारे में सोचता है, बल्कि कंपनी के पैसे के बारे में भी और काफी बहादुर है, तो हम यह तय कर सकते हैं कि

• हम अपने विक्रेताओं को प्रबंधित करना शुरू करते हैं, विशेष रूप से, हम एक इनपुट में ड्रॉप को कम करने के लिए नियोजित शिखर लोड के समय अनुसूचित रखरखाव को रोकते हैं;
• और / या हमारी वास्तुकला आपको रैक / पंक्ति / डीसी खोने की अनुमति देती है, और सेवाएं काम करना जारी रखती हैं;
• और / या हम अच्छी तरह से रैक के पार क्षैतिज रूप से लोड फैलाते हैं, इसलिए हमारी सेवाएं कभी भी एक साथ एक रैक में अधिकतम खपत तक नहीं कूदेंगी।

यह न केवल अनुमान लगाने के लिए बहुत उपयोगी है, बल्कि खपत की निगरानी करने और यह जानने के लिए कि वास्तव में सामान्य और पीक स्थितियों में सर्वर बिजली का उपभोग करते हैं। इसलिए, कुछ विश्लेषण के बाद, टेकडीर के पास वह सब कुछ है जो उसे संपीड़ित करता है और कहता है: "हम यह निश्चित रूप से तय करेंगे कि प्रति रैक अधिकतम सर्वर की खपत का अधिकतम औसत औसत है। ** ** अधिकतम खपत की तुलना में बहुत कम है", सशर्त रूप से पी _सर्व = 0.8 * P _{अधिकतम} ।

और फिर P _{अधिकतम} = 375W के साथ 16 सर्वर नहीं, लेकिन P _सर्व = 375W \ * 0.8 = 300W के साथ 20 सर्वर, 6kW रैक में मिलते हैं। यानी 25% अधिक सर्वर। यह एक बहुत बड़ी बचत है - आखिरकार, हमें तुरंत 25% कम रैक की जरूरत है (हम पीडीयू, स्विच और केबल पर भी बचत करते हैं)। इस तरह के निर्णय का एक गंभीर ऋण - यह लगातार निगरानी रखने के लिए आवश्यक है कि हमारी धारणाएं अभी भी सच हैं। फर्मवेयर का नया संस्करण प्रशंसकों और खपत के संचालन को महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलता है, कि अचानक एक नई रिलीज का विकास सर्वर का अधिक कुशलतापूर्वक उपयोग करना शुरू नहीं किया (पढ़ें, हमें सर्वर पर अधिक लोड और अधिक खपत मिली)। आखिरकार, हमारी प्रारंभिक धारणाएं और निष्कर्ष दोनों तुरंत गलत हो जाते हैं। यह एक जोखिम है जिसे जिम्मेदारी से लिया जाना चाहिए (या टाल दिया गया और फिर स्पष्ट रूप से कम भार वाले रैक के लिए भुगतान किया गया)।

एक महत्वपूर्ण नोट - आपको क्षैतिज रूप से रैक पर विभिन्न सेवाओं के सर्वरों को वितरित करने का प्रयास करना चाहिए, यदि संभव हो तो। यह आवश्यक है ताकि कहानियां तब न हों जब एक सेवा के लिए सर्वर का एक बैच आता है, "घनत्व" बढ़ाने के लिए रैक को इसके साथ लंबवत रूप से भरा जाता है (क्योंकि यह आसान है)। वास्तव में, यह पता चलता है कि एक रैक को एक सेवा के कम-लोड वाले सर्वरों के साथ crammed किया जाता है, और दूसरा समान रूप से उच्च-लोड किया जाता है। दूसरे के गिरने की संभावना बहुत अधिक है, लोड प्रोफ़ाइल समान है, और इस रैक में सभी सर्वर एक साथ लोड बढ़ने के परिणामस्वरूप समान राशि का उपभोग करना शुरू करते हैं।

रैक में सर्वर के वितरण पर वापस। हमने रैक स्पेस और पावर सीमाओं की भौतिक सीमाओं की जांच की, और अब नेटवर्क पर एक नज़र डालें। आप 24/32/48 पोर्ट एन पर स्विच का उपयोग कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, हमारे पास 48-पोर्ट ToR स्विच है)। सौभाग्य से, कई विकल्प नहीं हैं यदि आप ब्रेक-आउट केबल के बारे में नहीं सोचते हैं। हम उन परिदृश्यों पर विचार करते हैं जब हमारे पास एक रैक प्रति स्विच होता है, एक आर _नेट समूह में दो या तीन रैक पर स्विच होता है। यह मुझे लगता है कि समूह में तीन से अधिक रैक पहले से ही बहुत अधिक हैं, क्योंकि रैक के बीच केबल बिछाने की समस्या बहुत बड़ी हो जाती है।

इसलिए, प्रत्येक नेटवर्क परिदृश्य (एक समूह में 1, 2 या 3 रैक) के लिए हम सर्वर को रैक में वितरित करते हैं:

एस _रैक = मिनट (एस _एच , राउंडडाउन (पी _रैक / पी _सर्व ), राउंडडाउन (एन / आर _नेट ))

इस प्रकार, समूह में 2 रैक वाले विकल्प के लिए:

एस _रैक ² = मिनट (21, राउंडडाउन (6000/300), राउंडडाउन (48/2)) = मिनट (21, 20, 24) = 20 सर्वर प्रति रैक।

इसी तरह, हम शेष विकल्पों पर विचार करते हैं:

एस _रैक ¹ = 20
एस _रैक ³ = 16

और हम लगभग वहाँ हैं। हम अपने सभी एस सर्वर के वितरण के लिए रैक की संख्या की गणना करते हैं (इसे 1000 होने दें):

आर = राउंडअप (एस / (एस _रैक * आर _नेट )) * आर _नेट

आर ₁ = राउंडअप (1000 / (20 * 1)) * 1 = 50 * 1 = 50 रैक

आर ₂ = राउंडअप (1000 / (20 * 2)) * 2 = 25 * 2 = 50 रैक

आर ₃ = राउंडअप (1000 / (16 * 3)) * 3 = 21 * 3 = 63 रैक

अगला, हम रैक की संख्या, स्विच की आवश्यक संख्या, केबल बिछाने, आदि के आधार पर प्रत्येक विकल्प के लिए TCO पर विचार करते हैं। हम उस विकल्प को चुनते हैं जहां TCO कम है। लाभ!

ध्यान दें कि हालांकि विकल्प 1 और 2 के लिए रैक की आवश्यक संख्या समान है, क्योंकि उनकी कीमत अलग-अलग होगी, क्योंकि दूसरे विकल्प के लिए स्विच की संख्या आधी है, और आवश्यक केबलों की लंबाई लंबी है।

PS यदि रैक और रैक की ऊंचाई पर बिजली खेलने का अवसर है, तो परिवर्तनशीलता बढ़ जाती है। लेकिन इस प्रक्रिया को उपरोक्त विकल्पों के माध्यम से छांटते हुए घटाया जा सकता है। हां, अधिक संयोजन होंगे, लेकिन फिर भी बहुत सीमित संख्या - गणना के लिए रैक की शक्ति 1 किलोवाट की वेतन वृद्धि में हो सकती है, ठेठ रैक सीमित संख्या के आकार के होते हैं: 42U, 45U, 47U, 48U, 52U। और यहां एक्सेल का व्हाट-इफ विश्लेषण डेटा टेबल मोड में गणना करने में मदद कर सकता है। हम प्राप्त प्लेटों को देखते हैं और न्यूनतम का चयन करते हैं।