Stærðir gagnavera gagnagrunns og byggingarhönnun: Innsýn í U-rými, hitastjórnun, álags-burðargetu og val á afldreifingu

Með áframhaldandi þróun tækni eins og skýjatölvu, stórra gagna, gervigreindar og brúntölvu, eru innviðir gagnavera-þar á meðal netþjóna, rofa, geymslutækja og rafbúnaðar-snúinn í auknum mæli í átt að háþéttni, einingakerfi og-rekki byggðum stillingum. Þar sem mikilvæg innviði sem hýsir upplýsingatæknibúnað, skipuleggur kaðall, stjórnar orkudreifingu og auðveldar hitaleiðni, er hönnun netþjónaskápa ekki lengur eingöngu spurning um „búnaðargeymslu“. Þess í stað hefur það bein áhrif á plássnýtingu, hitauppstreymi, áreiðanleika aflgjafa og langtíma-rekstur og viðhald (O&M) skilvirkni.

 

Þegar gagnaver er reist krefst val á skáp yfirgripsmikið mat á þáttum eins og búnaðarmáli, fjölda rekkjaeininga (U), breidd og dýpt skáps, þyngd búnaðar, aflþéttleika og snúruleið. Fyrir verkfræðinga og innkaupasérfræðinga er það grundvallaratriði að skilja staðlaðar stærðir skápa og byggingarfæribreytur fyrir skilvirka skipulagningu netþjónaherbergis og uppsetningu búnaðar.

 

 

 

„U“ sem almennt er að finna í netþjónaskápum stendur fyrir „Unit“ og þjónar sem staðlað mælikvarði á hæð rekki. Rack-búnaður er venjulega hannaður út frá U-hæðarvöxtum, sem tryggir að hægt sé að setja upp netþjóna, rofa, geymslutæki og annan-festingarbúnað frá ýmsum framleiðendum í sameinuðu skápkerfi.

 

Venjuleg hæð fyrir 1U er 44,45 mm (4,445 cm). Þar af leiðandi er 2U tæki um það bil 88,9 mm á hæð og 4U tæki er um það bil 177,8 mm á hæð. Það er mikilvægt að hafa í huga að U-einkunnin vísar sérstaklega til -festingarhæðar rekkisins og jafngildir ekki raunverulegri stærð tækisins; íhlutir eins og undirvagn, teinar, festingareyru og aðrir burðarhlutar geta tekið meira pláss.

 

Í venjulegu 19 tommu rekkikerfi er festingarbreiddin 19 tommur (482,6 mm). Raunveruleg breidd sjálfs netþjónsins er venjulega minni en þessi tala, þar sem tækið er fest við lóðrétta uppsetningarteina skápsins með festingareyrum, rennibrautum eða öðrum uppsetningarbúnaði.

 

1U, 2U og 4U netþjónar eru algengustu formþættirnir. 1U tæki leyfa meiri fjölda reiknihnúta innan takmarkaðs geymslupláss, sem gerir þau tilvalin fyrir umhverfi með mikilli-þéttleika. Aftur á móti bjóða 2U og 4U tæki meira innra rúmmál, rúma fleiri harða diska, stækkunarkort, kæliíhluti og aðrar hagnýtar einingar.

 

Valákvarðanir ættu að byggjast á yfirgripsmiklu mati á afköstum tölvunnar, geymslugetu, stækkanleika og orkunotkun. Til dæmis gætu sum verkefni í smærri-skala notað 6U netþjónarekki til að hýsa háþróaðar tölvueiningar, netbúnað eða rannsóknarstofutæki. Þrátt fyrir að þessar rekki bjóði upp á takmarkað lóðrétt pláss (U-pláss), uppfylla þær í raun kröfur um miðlæga uppsetningu lítilla upplýsingatæknikerfa, samskiptastöðva og stjórnbúnaðar.

 

 

42U er ein af stöðluðu rekkihæðum sem oft finnast í gagnaverum. Miðað við staðlaða útreikninga á 44,45 mm á U, er fræðilegt lóðrétt uppsetningarrými fyrir 42U rekki um það bil 1,866.9 mm. Hins vegar inniheldur raunveruleg ytri hæð viðbótarpláss fyrir efsta spjaldið, grunninn, hjólin eða aðra burðarhluta; því er ekki hægt að ákvarða raunveruleg ytri stærð rekkisins eingöngu út frá U-rýmiseinkunninni.

 

Algengar rekkibreiddir eru 600 mm og 800 mm. Rekki með 600 mm breidd henta fyrir staðlaða netþjóna- og netbúnaðaruppsetningar, en 800 mm breiðar rekki bjóða venjulega upp á meira hliðarpláss fyrir snúruleiðir, sem gerir þær tilvalnar fyrir netþjóna með mikilli-þéttleika, flókin kapalkerfi og gagnaver með ströngum kapalstjórnunarkröfum.

 

Dýpt rekki er mjög mismunandi, með algengar stærðir á bilinu 600 mm til 1.200 mm (þar á meðal 600, 800, 900, 960, 1.000, 1.100 og 1.200 mm). Eftir því sem netþjónapallar þróast hafa kröfur um dýpt, þyngd og hitauppstreymi tiltekinna-afkastamikilla tölvutækja (HPC) og GPU netþjóna aukist verulega, sem gerir það að verkum að það er nauðsynlegt að passa milli dýptar rekki og raunverulegrar stærðar búnaðar.

 

Fyrir umhverfi með takmarkað pláss-eins og skrifstofur, rannsóknarstofur eða brún netþjónaherbergi-kunna að nota litla gagnaskápa. Þessir skápar bjóða venjulega upp á takmarkaða festingargetu en henta vel fyrir miðlæga uppsetningu netrofa, samskiptabúnaðar, UPS eininga og annarra lítilla upplýsingatæknitækja.

 

Ef fjöldi búnaðar er lítill og setja þarf upp nettæki nálægt vegg er veggfestingur-netskápur raunhæfur valkostur. Þó að vegg-festar einingar spara gólfpláss er mikilvægt að sannreyna burðargetu-veggsins, þyngd búnaðarins og nauðsynlegar hitauppstreymi.

 

 

42U rekki rúmar ekki endilega 42 1U netþjóna. Fræðilega U-bilið táknar aðeins lóðrétta uppsetningarsvæðið; Raunveruleg uppsetning krefst þess að gera grein fyrir bili á milli tækja, sem og plássinu sem rofa, PDU, kapalstjórnunaríhlutir og loftflæðisrásir taka til kælingar.

 

Þó að rekki gæti fræðilega hýst mikinn fjölda tækja ef hún er að öllu leyti byggð með 1U einingum, krefst raunveruleg uppsetning leiðréttinga byggðar á þáttum eins og orkunotkun tækisins, kæliaðferðum, aflgjafagetu og viðhaldsúthreinsun. Fyrir 2U og 4U netþjóna fækkar uppsetningartækum einingum að sama skapi vegna þess að lóðrétt pláss sem hvert tæki tekur meira.

 

Til að ákvarða fjölda tækja þarf venjulega jafnvægi í þremur víddum: plássi, krafti og kælingu. Plásssjónarmið fela í sér að reikna út þær rekkieiningar (U-pláss) sem þarf fyrir tæki og kapalstjórnun. Aflsjónarmið fela í sér að meta inntaksgetu rekkisins og PDU álag. Kælisjónarmið krefjast stillingar byggða á raunverulegu hitauppstreymi hönnunarafls upplýsingatæknibúnaðarins og kæligetu gagnaversins.

 

Í mikilli-þéttleikatölvuaðstæðum verður orkugeta oft takmarkandi þátturinn fyrir þéttleika rekki áður en líkamlegt U-rými gerir það. Þess vegna ætti rekki áætlanagerð ekki eingöngu að einbeita sér að því að hámarka fjölda tækja heldur ætti í staðinn að fela í sér samþætta hönnun sem gerir grein fyrir upplýsingatækniálagi, aflgjafa og kælingu.

 

 

Í fyrsta lagi veita netþjónarekki vélrænni uppbyggingu til að festa búnað. Með því að nota staðlaðar uppsetningarteinar, stýrisbrautir og uppsetningarbúnað er hægt að sameina netþjóna, rofa, geymslutæki, UPS einingar og annan -festingarbúnað í rekka í sameinaða, skipulagða samsetningu.

 

Í öðru lagi auðvelda rekki skipulagt skipulag búnaðar og kapalstjórnun. Ef mikið magn af netsnúrum, rafmagnssnúrum og -ljósleiðara væri skilið eftir lausar í gagnaverinu yrði viðhaldið erfitt og loftflæðismynstur raskast. Vel-hönnuð rekki eru venjulega með efsta eða neðri kapalinngangsstaði, lóðrétta kapalstjórnunarrásir og lárétta kapalstjórnunarbúnað, sem leiðir til skýrari tengingar við búnað.

 

Fyrir há-þéttleika miðlara, gegna rekki einnig mikilvægu hlutverki við að stjórna loftflæði og hitaleiðni. Nútíma gagnaver notar almennt loftflæðishönnun að framan-til-aftan, þar sem kalt loft fer inn í inntakshlið búnaðarins og er útblásið inn í heita ganginn með innri viftum. Uppbygging rekki verður að vera hönnuð til að tryggja að snúrur, slökkviplötur og annar aukabúnaður hindri ekki aðalloftstreymisleiðir.

 

Að auki veita rekki líkamlegt öryggi fyrir búnaðinn. Eiginleikar eins og hurðir, hliðarplötur, læsingar, jarðtengingarkerfi og annar aukabúnaður hjálpa til við að lágmarka hættu á óviðkomandi aðgangi og vernda búnað fyrir umhverfisþáttum eins og ryki og vélrænni áhrifum.

 

 

Byggt á staðsetningu uppsetningar er hægt að flokka rekki í stórum dráttum í gólf-standandi rekki og vegg-rekki. Gólf-skápar bjóða upp á meiri uppsetningargetu og henta fyrir miðlæga dreifingu netþjóna, netbúnaðar, geymslutækja og raforkukerfa. Vegg-skápar eru fyrirferðarmeiri og eru fyrst og fremst notaðir fyrir fjarskipti, netkerfi og jaðartölvubúnað.

 

Hægt er að flokka skápa frekar eftir notkunarumhverfi í inni- og útilíkön. Fyrir netskápa utandyra verður burðarvirkishönnun að taka ekki aðeins á búnaði og hitaleiðni heldur einnig umhverfisþætti eins og ryk og vatnsinngang, tæringarþol, hitasveiflur og sólargeislun.

 

Byggt á gerð búnaðar eru skápar flokkaðir í netþjónaskápa, netskápa, fjarskiptaskápa og iðnaðarstýriskápa. Netþjónaskápar þurfa venjulega meiri burðargetu- og meiri dýpt. Netskápar setja kapalrými, kapalstjórnunarkerfi og uppsetningu rofa í forgang. Iðnaðarskápar krefjast aukinnar verndar og hitastýringareiginleika sem eru sérsniðnar að sérstöku rekstrarumhverfi.

 

Í heimaþjónum, miðlunargeymslum og persónulegu rannsóknarumhverfi þurfa rekki heimaþjóna yfirleitt ekki mikla burðargetu- sem finnast í stórum gagnaveraskápum; þó eru þættir eins og dýpt búnaðar, hávaðastig, loftræsting og orkustýring mikilvæg atriði.

 

Fyrir þétta nethnúta er hægt að nota litla netgrind til að hýsa rofa, beinar, ljósleiðaradreifingarbúnað og-litlar afleiningar miðlægt.

 

 

 

Eftir því sem afl netþjóns og þéttleiki búnaðar eykst hefur-burðargeta skápa orðið sífellt mikilvægari. Netþjónar með miklum-þéttleika, geymslufylki, UPS einingar og rafhlöðukerfi geta verið mjög þung; ef ramma skápsins, uppsetningarteina, undirstöðu eða hjóla skortir nægilegt burðargetu-, gæti rekstraröryggi búnaðarins verið í hættu til lengri tíma-.

 

Burðarforskriftir-gera venjulega greinarmun á kyrrstöðu og kviku álagi. Stöðugt burðargeta vísar til þyngdar sem skápurinn getur borið þegar búnaður er settur upp, en kraftmikið burðargeta gerir grein fyrir vélrænni álagi sem myndast við hreyfingu skápsins, flutning og uppsetningarferlið búnaðarins.

 

Þegar þú velur tölvuþjónsrekki ætti að sannreyna-burðargetu miðað við þyngd búnaðar, uppsetningaraðferðir og byggingarforskriftir skápsins. Fyrir þunga netþjóna ætti að nota sérstaka teina eða hillur frekar en að treysta eingöngu á festingarskrúfur til að bera alla þyngdina.

 

Þættir eins og efni ramma, þykkt teina, uppbygging þverbita, grunnhönnun og uppsetningarstillingar hafa allir áhrif á heildarstífleika burðarvirkisins. Uppsetning á mikilli-þéttleika gagnavera krefst kerfisbundinnar greiningar á þessum breytum frekar en að einblína eingöngu á ytri víddir.

 

 

Hitastjórnun er mikilvægur þáttur í hönnun rekki. Íhlutir eins og örgjörvar, GPU, minniseiningar, harðir diskar og aflgjafaeiningar mynda hita við notkun netþjónsins. Ef þessum hita er ekki dreift tafarlaust hækkar innra hitastig, sem getur hugsanlega leitt til hitauppstreymis, bilunar í búnaði eða styttingar líftíma íhluta.

 

Þó hefðbundin rekki gæti reitt sig á topp-viftur til að aðstoða við hitaútblástur, leggja nútíma gagnaver meiri áherslu á loftflæðisstjórnun milli rekkans og heildarloftræstikerfis aðstöðunnar. Algengar hönnunaraðferðir fela í sér heita/kalda gangarstillingar, kælingu á köldum gangum, innilokun á heitum gangum og kælingu á rekki-stigi.

 

Fyrir stóra-þjóna er einfaldlega ófullnægjandi að bæta við fleiri viftum. Krafist er heildrænnar hönnunarnálgunar, samræma þætti eins og götunarhlutfall fram- og afturhurða, loftstreymisstefnu miðlara, uppsetningu eyðuborðs, uppsetningu kapals og heildarloftflæði gagnaversins.

 

Há-þéttleiki getur notað vökvakælingu eða aðrar-afkastamiklar varmastjórnunaraðferðir. Þessar aðferðir breyta innra rýmisþörf, lagnaskipulagi og burðarvirki-; því verður að staðfesta kæliaðferð netþjónsvettvangsins á meðan á innkaupum rekki stendur.

 

Hljóðeinangrar netþjónarekki eru fyrst og fremst notaðar í umhverfi með ströngum hávaðaeftirlitskröfum, svo sem skrifstofum, rannsóknarstofum eða ákveðnum jaðartölvusíðum. Þessar rekki krefjast vandaðs jafnvægis milli hljóðeinangrunarefna, loftstreymisstjórnunar og hitauppstreymis.

 

 

Eftir því sem netþjónum og nettengingum fjölgar verður skilvirk kapalstjórnun innan rekkisins sífellt mikilvægari. Án réttrar skipulagningar geta rafmagnssnúrur, koparkaplar, ljósleiðarar og stjórnunarkaplar hindrað viðhald búnaðar og hindrað loftflæði.

 

Vel-hönnuð rekki veita venjulega kapalinngangspunkta bæði efst og neðst, með sérstökum láréttum og lóðréttum kapalstjórnunarrýmum sem eru í samræmi við staðsetningar viðmóts netþjóns. Hár-þéttleiki rekki ætti einnig að vera með þrepaskiptri kapalstjórnun til að koma í veg fyrir að rafmagnssnúrur, netkaplar og ljósleiðarar flækist.

 

Cable beygjuradíus er annar mikilvægur hönnunarbreyta. Ófullnægjandi beygjuradíus-sérstaklega fyrir ljósleiðara og há-samskiptakaplar-geta dregið úr gæðum merkjasendinga. Þegar þú kaupir rekki ætti að velja forskriftir fyrir fylgihluti fyrir kapalstjórnun út frá raunverulegu rúmmáli snúrunnar og stefnu tengisins. Rack-girðingar eru venjulega notaðar til að hýsa sérstakan rafeindabúnað í venjulegum rekkakerfum. Hönnun þeirra beinist ekki aðeins að því að útvega hlíf, heldur einnig að byggingarkröfum eins og uppsetningarmáli, loftræstingu, EMC-vörn, jarðtengingu og auðvelt viðhaldi.

 

 

Í mikilli-þéttleika gagnaverum hefur orkudreifingarkerfið í skápnum bein áhrif á rekstraráreiðanleika þjónsins. PDUs eru venjulega settir upp aftan eða á hlið skápsins til að veita rafmagnstengingar fyrir netþjóna, rofa og annan upplýsingatæknibúnað.

 

Eftir því sem hlutfall tvöfaldra-aflþjóna eykst getur eitt tæki tengst tveimur sjálfstæðum rafrásum samtímis; þess vegna verður orkudreifing skápa að gera fulla grein fyrir sjálfstæði A og B aflgjafa. Fyrir -mikilvægan búnað er einnig þörf á samþættri áætlanagerð sem felur í sér UPS einingar, rafdreifingarskápa og varaaflkerfi.

 

Getu rafdreifikerfis ætti ekki að vera áætluð eingöngu út frá fjölda netþjóna; í staðinn verða útreikningar að taka tillit til nafnafls einstakra tækja, raunverulegs hleðsluhraða, innblástursstrauma og framtíðarþarfar stækkunar.

 

Í skápum með mikilli-þéttleika verða rafmagnstengipunktar, staðsetning PDU og leiðslur snúru að vera í samræmi við kröfur um hitaleiðni og viðhaldsaðgangsrými. Skynsamlegt skipulag getur stytt aflgjafarleiðir og lágmarkað loftflæðishindrun af völdum rafstrengja.

 

 

Nútíma gagnaveraskápar eru að þróast úr einföldum vélrænum uppsetningarmannvirkjum í greinda innviðaíhluti. Skynjarar sem fylgjast með hitastigi, rakastigi, reyk, straumi, spennu og aðgangi að innréttingu gera kleift að-rauntíma eftirlit með rekstrarstöðu skápsins.

 

Vöktun hitastigs og raka hjálpar starfsfólki við rekstur og viðhald (O&M) að ákvarða hvort aðstæður innan og í kringum skápinn haldist innan ákjósanlegra marka. Fyrir netþjóna með mikilli-þéttleika getur eftirlitskerfið strax greint hugsanleg kælivandamál ef hitastig inntakslofts hækkar óeðlilega.

 

Reykskynjun greinir reyk sem stafar af bilun í búnaði eða öðrum frávikum. Samþætting við aðstöðuna-breitt brunavarnakerfi flýtir enn frekar fyrir uppgötvun óeðlilegra atburða.

 

Snjall PDUs geta fylgst með breytum fyrir stakar eða margar aflrásir, sem veita gagnagrunninn fyrir greiningu á orkunotkun búnaðar, afkastagetuáætlun og bilanagreiningu. Að tengja skápagögn við DCIM (Data Center Infrastructure Management) kerfið í gegnum samskiptaviðmót gerir einnig kleift að miðstýra rekstrar- og vinnslustjórnun.

 

 

Val á skáp ætti ekki að byggjast eingöngu á hæðarforskriftum eins og "42U" eða "48U"; Einnig verður að hafa í huga þætti eins og stærð búnaðar, aflþörf, hitaleiðni, burðargetu- og viðhaldsrými.

 

Fyrir staðlaða netþjónaþyrpinga verður fyrst að sannreyna hæð og dýpt netþjónanna, síðan ákvarða nauðsynlegan fjölda rekkiseininga (U) og virka uppsetningardýpt. Ef það er mikið magn af búnaði verður einnig að úthluta rými fyrir rofa, PDU, kapalstjórnunarskipuleggjendur og viðhaldsaðgang.

 

Fyrir litlar skrifstofur eða rannsóknarstofur eru meðal-til-litlir-skápar (eins og 18U rekki) hentugir valkostir, þar sem þeir mæta þörfum fyrir uppsetningu búnaðar en lágmarka líkamlegt fótspor.

 

Fyrir stór-gagnaver þarf yfirgripsmikið mat, sem nær yfir hæð, breidd og dýpt skáps, sem og burðargetu,-burðargetu, kæliaðferðir, orkudreifingargetu og netkapalarkitektúr. Þó að hærri skápar (eins og 48U rekki) bjóði upp á meira lóðrétt uppsetningarpláss, verður raunveruleg uppsetning þeirra að taka tillit til lofthæðar, flutningsleiða, viðhaldsúthreinsunar og eldvarnarreglugerða.

 

Fyrir samskiptahnúta utandyra, auk uppsetningarrýmis búnaðar, eru mikilvægir þættir sem þarf að sannreyna meðal annars einkunn fyrir innrásarvörn (IP), rekstrarhitasvið, þéttingarbyggingu, hitaleiðniaðferð og tæringarþol.

 

 

 

Knúin áfram af framförum í gervigreindarþjónum, há-afkastatölvu (HPC) og brúntölvu, eru gagnaveraskápar að þróast í átt að miklum aflþéttleika, mikilli-burðargetu, skilvirkri hitaleiðni og skynsamlegri stjórnun.

 

Annars vegar gerir hækkandi aflmagn netþjóna meiri kröfur um varmastjórnun á hefðbundnum-loftkældum skápum; innleiðing fljótandi kælingar, kaldplötutækni og annarra hár-hagkvæmra varmastjórnunarlausna mun hafa frekari áhrif á burðarhönnun skápa.

 

Á hinn bóginn, eftir því sem þéttleiki búnaðar innan skápa eykst,rafdreifikerfiverður að styðja við hærra aflálag á meðan viðhalda A/B aflgjafagetu, UPS offramboði og fjareftirlitsaðgerðum.

 

Ennfremur mun einingahönnun verða lykilstefna fyrir skápkerfi. Með því að nota staðlaðar stærðir, stillanleg uppsetningarmannvirki, eininga PDU og snjalla vöktunaríhluti er hægt að auka sveigjanleika bæði upphaflegrar byggingar gagnavera og síðari stækkunar.

 

Frá sjónarhóli verkfræðihönnunar munu framtíðarskápar ekki aðeins vera sjálfstæðar plötu-málmbyggingar; heldur munu þeir þjóna sem burðarvirki tengi sem samþætta netþjóna, orkudreifingu, kælingu, nettengingu og greindar eftirlitskerfi.

 

Þar af leiðandi verða hönnunaraðferðir að breytast frá því að einblína á uppsetningu einstakra tækja í átt að samræmdri hagræðingu á öllu innviði gagnaversins.

 

Varðandi verkfræðiinnkaup krefst val á skápum tæknilega staðfestingu byggða á hagnýtum breytum-eins og búnaðarmáli, rekkieiningum (U-rými), burðargetu-burðargetu, hitauppstreymi, orkudreifingu, kapalstjórnun og uppsetningarumhverfi-áður en tilteknu skipulagi og forskriftum er lokið.