‌چگونه میزان توان مصرفی یک مرکز داده را بر مبنای تعداد رک‌ها محاسبه کنیم؟ (بخش سوم)

‌چگونه میزان توان مصرفی یک مرکز داده را بر مبنای تعداد رک‌ها محاسبه کنیم؟ (بخش سوم)

پاسخ کوتاه: برای محاسبه صحیح ظرفیت توان مرکز داده باید به‌جای یک طراحی یک‌باره و نهایی، رویکردی گام‌به‌گام در پیش بگیرید؛ یعنی ردیف‌های رک سرور را استاندارد بچینید، ظرفیت اولیه هر ردیف را تخمین بزنید، تجهیزات را متناسب با آن ظرفیت جای‌گذاری کنید و در نهایت ردیف‌های کم‌بازده را بازطراحی کنید. این روش ریسک خطای انسانی و اختلال در کل مرکز داده را به حداقل می‌رساند.

اگر به خاطر داشته باشید در مطالب مختلفی که پیرامون رک‌ها داشتیم مکانیزم‌های مختلف سرمایش را بررسی کردیم و گفتیم هر یک این از این مکانیزم‌ها به چه دلیل استفاده می‌شوند. یکی از مهم‌ترین دلایلی که کارشناسان پیشنهاد می‌کنند رک‌ها به شکل ردیفی در یک مرکز داده مستقر شوند در درجه اول پیاده‌سازی دقیق سرمایش و تخصیص درست توان مورد نیاز است و در درجه دوم پیکربندی یک ردیف رک‌ها بدون آن‌که نوسان شدیدی در مرکز داده ایجاد شود. به عبارت دقیق‌تر، اگر در زمان اعمال تغییرات خطای انسانی باعث تغییر در عملکرد مرکز داده شود، شناسایی مشکل در ردیفی که رک‌ها در آن قرار دارند به سادگی امکان‌پذیر است.

‌چگونه میزان توان مصرفی یک مرکز داده را بر مبنای تعداد رک‌ها محاسبه کنیم؟ (بخش سوم)‌

به منظور محاسبه تعیین ظرفیت باید تغییرات تدریجی میزان مصرف انرژی توسط تجهیزات فناوری‌اطلاعات و اجرای گام‌به‌گام به درستی درک شده باشند. همچنین لازم است همزمان با تغییرات تدریجی در زیرساخت برق و سرمایش یکسری مفروضات دیگر نیز در نظر گرفته شود. برخی از کارشناسان تصور می‌کنند تجهیزات فعلی توزیع برق و هوارسانی می‌توانند خودشان را با تغییر مصارف فناوری‌اطلاعات سازگار کنند، در حالی که این‌گونه نیست. در زمان تغییر این سامانه‌ها، ممکن است مجبور شوید برخی از رک‌ها یا شاید کل مرکز داده را خاموش کنید، درست مشابه با زمانی که تغییراتی روی مدارهای انتقال‌دهنده جریان الکتریکی یا لوله‌های آب انجام می‌دهید. آمارها نشان می‌دهند پس از اعمال تغییرات عملیاتی ممکن است کارکردهای مرکز داده با اختلال انجام شود که دلیل اصلی این امر خطای انسانی است. به همین دلیل پیشنهاد می‌شود هر ردیف از رک‌ها (یا ناحیه‌ای که رک‌ها درون آن قرار دارند)، تجهیزات توزیع برق و سرمایش خاص خود را داشته باشند تا در زمان پیکربندی آن‌ها روی عملکرد کل مرکز داده نوسان شدیدی رخ ندهد. بر مبنای توضیحاتی که تاکنون ارائه کردیم، برای پیاده‌سازی عملی یک استراتژی دقیق برای محاسبه میزان توان مصرفی مرکز داده که رویکردی تدریجی دارد باید به شرح زیر عمل کنیم:

• در زمان تعیین آرایش ردیف‌های رک در پلان کف، برای محاسبه اندازه راهروها از مقادیر استاندارد استفاده کنید. به عبارت دقیق‌تر طراحی شما نباید این‌گونه باشد که هر چه قدر فصا در دسترس قرار دارد، رک‌ها را بدون برنامه مستقر کرد. رک‌ها باید بر مبنای یک چینش استاندارد و قانون‌مند همچون ردیفی مستقر شوند.

• در مرحله بعد مشخصات ظرفیتی هر ردیف از رک‌ها را محاسبه و یک طراحی اولیه انجام دهید. دقت کنید در این مرحله نیازی نیست طراحی به شکل کامل و دقیق انجام شود.

• تجهیزاتی که پارامترهای درج شده (توان مصرفی، آستانه تحمل درجه حرارتی و…) روی آن‌ها با طراحی اولیه ردیف‌ها (ردیف نیمه‌کار) هم‌خوانی دارد را می‌توان در یک ردیف قرار دارد.

• اگر تجهیزاتی برای نصب دارید که ظرفیت آن‌ها به‌طور کامل متناقض با ردیف نیمه کاره است، سعی نکنید به منظور قرار دادن آن‌ها در ردیف تغییری در سامانه برق و سرمایش به وجود آورید، برای این منظور باید ردیف جدیدی ایجاد کنید که برای ظرفیت‌های بیشتر طراحی شده است.

• ردیف‌هایی که تعداد کمتری رک در آن‌ها قرار می‌گیرد را به تدریج حذف کنید، در مرحله بعد ظرفیت را دومرتبه بازسازی کنید تا همخوانی بیشتری با نیازهای فعلی سازمان داشته باشد.

سازمان‌های بزرگ ارائه‌دهنده راه‌حل‌های طراحی مراکز داده پیشنهاد می‌کنند به دلیل این‌که خطای انسانی در زمان تغییر ردیف‌های عملیاتی به حداقل برسد از راهبرد فوق برای پیاده‌سازی یک مرکز داده استفاده شود. برخی از تولیدکنندگان تجهیزات توزیع و سرمایش موفق به ساخت محصولاتی شده‌اند که اجازه می‌دهد بدون خاموش کردن یک مرکز داده، معماری برق و سرمایش را دومرتبه پیکربندی کرد. به‌طور مثال، نسل جدید معماری InfraStruxure که ویژه زیرساخت‌ها و سامانه‌های ماژولار مرکز داده ارائه شده به طراحان اجازه می‌دهد با اضافه کردن ماژول دارای قابلیت اتصال سوکتی، توان یو‌پی‌اس را تغییر دهند، در همان زمان با استفاده از PDUها بدون قطع سرویس نوع و ظرفیت پریزهای رک را تغییر دهند و از طریق دستگاه‌های رک‌پایه (Rack Mounted) که مجهز به سوکت برق هستند جریان هوای سرد مکمل را به سمت رک‌ها هدایت کرد. تجهیزات فوق بالاترین سطح از انعطاف‌پذیری را ارائه می‌کنند، به ویژه در ارتباط با مراکز داده کوچک که امکان پیاده‌سازی ردیفی رک‌ها وجود ندارد.

چرا استقرار ردیفی رک‌ها اهمیت راهبردی دارد؟

استقرار ردیفی رک‌ها صرفاً یک انتخاب زیبایی‌شناسی نیست، بلکه مستقیماً روی قابلیت اطمینان مرکز داده اثر می‌گذارد. وقتی هر ردیف زیرساخت برق و سرمایش اختصاصی خود را دارد، هرگونه تعمیر، ارتقا یا خطای عملیاتی محدود به همان ردیف باقی می‌ماند و باقی مرکز داده تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد. این جداسازی همچنین عیب‌یابی را سریع‌تر می‌کند، زیرا تیم زیرساخت به‌جای بررسی کل سالن، تنها باید ردیف مشکل‌دار را بررسی کند. علاوه بر این، مستندسازی ساده‌تر می‌شود؛ چون هر ردیف شناسه، ظرفیت و تاریخچه مشخصی دارد و در ممیزی‌های دوره‌ای یا ارزیابی ریسک، تیم زیرساخت می‌تواند به‌سرعت وضعیت هر بخش از مرکز داده را گزارش دهد.

تفاوت رویکرد گام‌به‌گام با طراحی یک‌باره و نهایی

نکات تکمیلی برای اجرای موفق طراحی گام‌به‌گام

مستندسازی هر تغییر در ردیف‌ها

هر بار که ظرفیت یک ردیف تغییر می‌کند یا تجهیزی جابه‌جا می‌شود، این تغییر باید ثبت شود تا در بازسازی‌های بعدی مرجع دقیقی برای تصمیم‌گیری وجود داشته باشد.

هماهنگی تیم برق، سرمایش و شبکه

تغییر در آرایش یک ردیف معمولاً روی چند حوزه تخصصی اثر می‌گذارد. هماهنگی این تیم‌ها پیش از هر تغییر، احتمال بروز خطای انسانی را که پیش‌تر به آن اشاره شد کاهش می‌دهد.

استفاده از استاندارد‌های شناخته‌شده صنعت

پیروی از دستورالعمل‌های نهادهای معتبر بین‌المللی برای طراحی رک و سرمایش، از تکرار اشتباهات رایج جلوگیری می‌کند و پایه علمی محکمی برای تصمیمات فراهم می‌آورد.

چک‌لیست عملی پیش از استقرار یا بازطراحی یک ردیف

پیش از هر تغییر در چینش ردیف‌های رک، مرور موارد زیر می‌تواند از بروز اشتباهات پرهزینه جلوگیری کند:

• فهرست کامل تجهیزاتی که قرار است در ردیف مستقر شوند به همراه توان مصرفی و نیاز حرارتی هرکدام تهیه شده باشد.
• ظرفیت برق و سرمایش موجود ردیف با نیاز واقعی تجهیزات مقایسه شده باشد، نه صرفاً با برچسب اسمی دستگاه‌ها.
• مسیر رشد احتمالی سازمان طی یک تا دو سال آینده در نظر گرفته شده و حاشیه ظرفیت متناسب پیش‌بینی شده باشد.
• مسئولیت هماهنگی بین تیم برق، سرمایش و شبکه پیش از اجرای تغییر مشخص شده باشد.
• مستندات ردیف قبلی (چینش، مصرف ثبت‌شده، تاریخچه تغییرات) برای مقایسه در دسترس باشد.

اشتباهات رایج در استقرار ردیفی رک‌ها

سوالات متداول

چرا نباید ظرفیت کل مرکز داده را یک‌باره و نهایی طراحی کرد؟

چون نیازهای فناوری‌اطلاعات به‌طور مداوم تغییر می‌کنند و طراحی نهایی و ثابت، انعطاف لازم برای انطباق با تجهیزات جدید یا کاهش تراکم برخی بخش‌ها را نخواهد داشت.

آیا رویکرد گام‌به‌گام برای مراکز داده کوچک هم کاربرد دارد؟

بله؛ حتی در مقیاس کوچک، تفکیک ردیف‌ها بر مبنای نوع و توان تجهیزات باعث کاهش هزینه و افزایش قابلیت مدیریت می‌شود.

چه زمانی باید یک ردیف را بازسازی کرد؟

زمانی که تراکم رک‌ها در یک ردیف به‌طور محسوسی کاهش یا افزایش یافته و دیگر با ظرفیت برق و سرمایش طراحی‌شده هم‌خوانی ندارد.

آیا استقرار ردیفی رک‌ها به تجهیزات یا فضای بیشتری نیاز دارد؟

در بیشتر موارد نه؛ استقرار ردیفی صرفاً به معنای چیدمان منظم و برنامه‌ریزی‌شده تجهیزات موجود است، نه لزوماً افزودن فضای فیزیکی اضافه. آنچه تغییر می‌کند نحوه تخصیص برق و سرمایش به هر ردیف است، نه حجم کلی زیرساخت.

جمع‌بندی

استقرار ردیفی و برنامه‌ریزی گام‌به‌گام ظرفیت، ریسک خطای انسانی را کاهش می‌دهد و اجازه می‌دهد مرکز داده متناسب با رشد واقعی سازمان توسعه پیدا کند. در ادامه این مجموعه، در بخش چهارم درباره نسبت اوج مصرف به میانگین توان رک‌ها به‌طور مفصل صحبت کرده‌ایم و پیش از آن نیز بخش دوم این راهنما مبانی اولیه محاسبه توان را پوشش می‌دهد. برای اطلاعات بیشتر درباره استانداردهای زیرساخت برق مراکز داده می‌توانید به منابع فنی Schneider Electric نیز مراجعه کنید.