Инженерная инфраструктура центров обработки данных (ЦОД)

Наличие сертификата LEED, экологичная инфраструктура являются для центров обработки данных важными преимуществами в конкурентной борьбе и, к тому же, способствуют сокращению расходов. Поэтому сетевые разработчики и исследовательские центры заняты поиском способов повышения экологичности и энергетической эффективности дата-центров. Рассмотрим наиболее важные результаты этих исследований, которые уже можно применять на практике при проектировании инфраструктуры коммуникационных сетей.

Разработаны и уже используются различные способы оптимального использования пространства, сокращения выбросов парниковых газов и улучшения эксплуатации и технического обслуживания. Например, для уменьшения отрицательного воздействия на окружающую среду в центрах обработки данных желательно использовать серверы с сертификатом Energy Star и высокоэффективные устройства распределения электропитания (PDUs).

Важно уделить внимание и физическому уровню, системе передачи данных, обеспечивающей функционирование центров обработки данных. Без правильной организации этого уровня, включающей оптимальную работоспособность, компактность, расширяемость и легкость управления, дата-центр не сможет использовать все возможности современного энергоэффективного оборудования. Поэтому наибольшее внимание уделим проектированию физического уровня и современным технологиям охлаждения, высокоэффективного каблирования, а также архитектуры Интернет сетей. Все эти составляющие стоит учесть для реализации идеальной модели экологически устойчивого дата-центра на практике.

Роль эффективной системы охлаждения в сокращении энергетических расходов

Современное оборудование не только потребляет больше электроэнергии, но и требует более эффективного охлаждения. Сорок процентов всей электроэнергии, потребляемой дата-центром, приходится именно на охлаждение. Как правило, такое охлаждение сопровождается чрезмерным расходом энергии, которая используется шкафными напольными кондиционерами (CRAC) для устранения «горячих» точек.

В большинстве центров обработки данных используется технология «холодных» и «горячих» коридоров для отведения горячего воздуха от вытяжных вентиляторов оборудования. Однако для полного использования этой технологии требуется корпусное оборудование, обеспечивающее разделение потоков горячего и холодного воздуха. Уменьшение смешивания этих воздушных потоков увеличивает разность температур входного и выходного воздуха модулей CRAC, тем самым повышая их энергетическую эффективность.

На данный момент разработаны решения для отведения тепла, которые монтируются поверх оборудования. Они контролируют температуру воздуха и автоматически регулируют скорость вентиляторов для отведения соответствующего объема воздуха через вентиляционные каналы. Системы этого типа в два раза эффективнее стандартных «холодных» и «горячих» коридоров. Кроме того, они позволяют полностью использовать установленную систему охлаждения, более эффективно управляя воздушными потоками.

Также можно использовать следующие дополнительные способы снижения электропотребления в центре обработки данных:

• применение устройств распределения электропитания с функциями удаленного детектирования или мониторинга, позволяющих включать или отключать отдельные выпускные отверстия или группы отверстий. Они также могут применяться для измерения температуры, влажности, скорости воздушного потока, и уровня задымленности.

• проектирование и установка упорядоченной кабельной подсистемы. Кабели не должны касаться стоечного оборудования, не должны быть скручены в жгуты, которые могут препятствовать прохождению воздуха. Упорядоченное распределение кабелей имеет немаловажное значение для повышения эффективности охлаждения и упрощения технического обслуживания.

Новые решения для оптимального использования пространства

Оптимальное использование пространства всегда имело большое значение в обычном дата-центре, а с ростом популярности «зеленых» технологий этот вопрос стал еще более важным. Лишние квадратные метры не только увеличивают расходы на строительство и электроэнергию, но и увеличивают отрицательное воздействие на окружающую среду. В стандарте TIA-942 (Стандарт телекоммуникационной инфраструктуры центров обработки данных) рекомендуется в целях безопасности размещать помещение для ввода кабелей (ER), которое служит своего рода интерфейсом, обеспечивающим взаимодействие между внешними сетями и поставщиками услуг связи, за пределами дата-центра. А это дополнительные затраты на содержание помещения. Чтобы снизить эти затраты, можно использовать следующие находки. В ER, как собственно и в телекоммуникационных помещениях (TRs), которые служат для взаимодействия ЛВС и внешних сетей, экономия пространства достигается за счет настенных компактных решений для коммутации оптоволоконных и медных кабелей. Многие из этих систем также имеют некоторые эргономические особенности, которые в будущем облегчат их техническое обслуживание, например поворотно-откидные дверцы, четкие маркировки, и наглядная схема кабельной подсистемы, упрощающая ее коммутацию.

Магистральная и горизонтальная подсистемы состоят из электрических коммутаторов, а также соединительных устройств и кроссов, обеспечивающих сотни подключений оборудования и сети хранения данных. В этих подсистемах также используют компактные решения для сокращения занимаемого пространства и упрощения коммутации. Сейчас на рынке представлены следующие компактные решения:

• сверхкомпактные коммутационные панели, которые вмещают 48 портов при высоте стойки 1U (в два раза больше чем стандартные панели);

• угловые коммутационные панели, которые допускают левостороннюю или правостороннюю коммутацию кабелей, тем самым обеспечивая экономию почти трети пространства стойки и устраняя необходимость в горизонтальных кабельных организаторах;

• стоечные системы высокой плотности размещения и вертикальные кабельные организаторы, которые позволяют осуществлять эффективную разводку сотен кабелей.

На рисунке показаны различные зоны дата-центра, в которых применение компактных, высокотехнологичных решений может способствовать экономии пространства, сокращению энергетических расходов и упрощению управления и технического обслуживания.

Эффективное использование пространства также возможно в кабельных каналах, которые служат для взаимодействия разнообразных функциональных зон дата-центра и подключения рабочих станций к телекоммуникационному помещению. Для размещения растущего числа кабелей и подключений в data центрах часто используют оптоволоконные или медные кабельные жгуты с разъемами. Они имеют меньшее сечение, что упрощает их подключение и коммутацию и требует меньше места в лотках. Эти кабели также являются хорошим экологичным решением, так как они требуют меньше упаковочных и расходных материалов и, в то же время, сокращают расходы на установку. Иными словами, они обеспечивают экономию на всех этапах своего производственного цикла, включая доставку и установку.

Также, кабели, снабженные разъемами, можно легко отключать и перемещать в другие места центра обработки данных. Фактически, они являются идеальным воплощением основных принципов экологичности: сокращение, повторное использование, и утилизация.

Высокая производительность как средство удовлетворения текущих и будущих потребностей

Сетевая инфраструктура играет большую роль во взаимодействии пользователей с приложениями, которые необходимы для связи и выполнения важных деловых транзакций. И поэтому в ней следует использовать такие компоненты, производительность, расширяемость и надежность которых могла бы отвечать как сегодняшним требованиям, так и потребностям, которые могут появиться со временем.

Почему высокую производительность связывают с «зелеными» технологиями? Потому что они обеспечивают длительное устойчивое развитие. Сетевые компоненты, которые обеспечивают более высокий уровень производительности и расширяемости, прослужат дольше. Они не только удовлетворяют требования современных систем (таких как 10 Gigabit Ethernet), но и имеют операционный резерв для будущего роста. «Зеленые» технологии подтверждают принцип, верный для большинства капиталовложений: чем новее технология, тем выше окупаемость вложенных средств.

Так, современные высокоэффективные кабельные подсистемы и соединительные устройства позволяют администраторам дата-центров использовать инновационные технологии и методы, которые требуют высокой пропускной способности.

Конвергенция сетей на уровне IP-протокола: перспектива на будущее

В рамках ЛВС и центров обработки данных экологичность подразумевает более продуктивную и эффективную работу всех систем. И для достижения этой цели осталось выполнить последнюю часть задачи, конвергенцию сетей на уровне IP-протокола.

Ethernet и Интернет технологии достигли такого уровня развития, когда по сети можно одновременно передавать видео и информацию, связанную с безопасностью, управлением и администрированием. Если раньше для этого приходилось задействовать множество различных систем, каждая из которых имела свое собственное оборудование и кабельную подсистему, то теперь конвергенция сетей на уровне IP позволяет объединять все эти системы в рамках единой сети с одним и тем же оборудованием и протоколом передачи данных. Такой подход является более эффективным и экологичным, потому что он устраняет массу расходов, связанных с избыточным оборудованием, расходными материалами и рабочей силой.

Хотя сегодня большинству центров обработки данных еще далеко до полной конвергенции сетей, но к этому стоит стремиться. Необходимость в более экологичных и энергетически эффективных дата-центрах очевидна и сейчас самое время об этом подумать.