Rambler's Top100
Статьи ИКС № 04 2013
Андрей СЕМЕНОВ  09 апреля 2013

Многоуважаемый… 19-дюймовый конструктив

Возможности улучшения характеристик информационных систем за счет совершенствования конструкции отдельных компонентов сегодня во многом исчерпаны. Получить технический и/или экономический выигрыш можно за счет комплексных продуктов на основе 19-дюймового конструктива, бесшовно соединяющих в себе функциональность оборудования различного назначения.

Андрей СЕМЕНОВ, доктор техн. наукЗачем минимизировать площади технических помещений?

Прежде всего сделаем два важных, хотя и вполне очевидных замечания. Во-первых, активное сетевое оборудование (пользовательские рабочие станции, коммутаторы, серверы, накопители сети массовой памяти и т.п.) и СКС информационной системы плотно взаимодействуют между собой. Во-вторых, современные ИС имеют архитектуру клиент-сервер, что подразумевает иерархическую топологию ее реализации с явно выраженными узлами и делением устройств на терминальные и групповые.

Терминальное ИТ-оборудование можно рассматривать как компонент пользовательского рабочего места. Его размещение и удовлетворение в отношении него как существующих, так и перспективных запросов пользователей по крайней мере в первом приближении не представляет больших проблем. Последнее обусловлено предельно дружественными для оборудования окружающими условиями – доступным пространством, температурным режимом, требованиями к производительности и т.д.

С групповыми устройствами ИТ-инфраструктуры дело обстоит совершенно иначе. Как правило, они располагаются в специально отведенных для них технических помещениях, изначально вспомогательный характер которых требует минимизации их линейных размеров, ибо это позволяет снизить капитальные затраты и продолжительность реализации архитектурной части информационной системы. Минимальные габариты еще важнее в аппаратном зале ЦОДа, поскольку эксплуатационные расходы (в первую очередь на кондиционирование аппаратного зала) можно считать пропорциональными его площади.

Градации системной оптимизации и ее начальный уровень

Активное сетевое оборудование подключается к панелям информационной кабельной системы непосредственно (при реализации схемы интерконнекта) или через дополнительную вспомогательную панель (схема кроссконнекта). Это требует устанавливать отдельные компоненты СКС, ЛВС и сети массовой памяти рядом друг с другом в специализированных конструктивах, которые обычно выполняются в виде шкафов и иных видов монтажного оборудования с 19-дюймовым посадочным растром. Поэтому отработка взаимодействия активного и пассивного оборудования с монтажным конструктивом с позиций единого комплекса – перспективное средство минимизации габаритов технического помещения.

Можно выделить несколько уровней такой оптимизации. Подчеркнем, однако, что уплотнение компоновки групповой части ИС не должно приводить к ухудшению условий функционирования многочисленных инженерных систем здания!

Начальный уровень оптимизации можно назвать компонентным. К нему прибегали еще на ранних этапах развития техники электронной обработки данных. В ассортимент оборудования, поставляемого производителями 19-дюймового конструктива, часто входили корпуса наборных панелей и волоконно-оптические полки, элементы установки телефонных плинтов, различные организаторы и т.д. «Активная» ветвь комплексных устройств компонентного уровня была представлена корпусами крейтов, которые предназначены для установки в них различных модульных устройств, в том числе бескорпусных, с механическими характеристиками стандарта IEC 60 297-3.

Фактически эквивалентной стратегии, хотя и в «инверсном» исполнении, с конца прошлого века придерживались некоторые производители СКС (Molex, Panduit, Siemon), которые наряду с элементами формирования тракта передачи информационного сигнала включали в состав штатного предложения различные 19-дюймовые шкафы с соответствующими аксессуарами.

Явное и весьма востребованное на практике преимущество такого подхода – в получении комплексного решения из одних рук, не говоря уже о том, что коммутационное поле и все монтажное пространство выглядит значительно эстетичнее.

Решения среднего уровня

предполагают наличие определенной межсистемной интеграции. Они могут быть направлены как на расширение функциональных возможностей отдельных компонентов в смежную область, так и на организацию плотного взаимодействия компонентов, относящихся к различным подсистемам. Этот подход также не является абсолютной новинкой. Например, после незначительных доработок на металлические лотки кроме собственно формирования кабельных трасс часто возлагались такие дополнительные функции, как механическая защита и групповое экранирование линейных кабелей, а также защитное заземление проводящих поверхностей корпусов аппаратуры.

Оптимизация среднего уровня возможна на стыке каждого из компонентов триады «СКС – активное оборудование ЛВС и сети массовой памяти – монтажный конструктив». Приведем несколько примеров подобных решений, внедренных в широкую инженерную практику за последнее десятилетие.

Формирование трактов передачи СКС предполагает применение большого количества шнуров, число которых в одном шкафу может достигать нескольких сотен. Они перекрывают маркировку панелей, тем самым усложняя администрирование, и затрудняют работу системы охлаждения активного сетевого оборудования. Кроме того, нижние шнуры в пакетах под тяжестью верхних деформируются, что сопровождается ухудшением показателей качества формируемых с их помощью каналов связи.

В ЦОДах используемые в таких случаях традиционные организаторы оказываются недостаточно эффективными в первую очередь из-за того, что занимают дефицитные посадочные места. Однако функции этого важного аксессуара кабельной системы вполне могут быть возложены на сами коммутационные панели, если их корпус имеет специальную форму. В наиболее законченном виде такой подход демонстрирует система Visipatch, которая входит в состав СКС Systimax. Получила известность ее версия для модернизированных по формфактору разъемов типа 110. Потенциально данный прием может быть с некоторыми усилиями распространен и на шнуры с модульными разъемами, что подтверждается наличием соответствующего американского патента.

Нивелировать недостаточную эффективность традиционных горизонтальных организаторов помогает и переход к коммутационным панелям угловой формы с модульными разъемами. В комплекте с ними необходимо применять вертикальные организаторы, что требует некоторого увеличения глубины монтажного шкафа. О больших перспективах этого направления свидетельствует тот факт, что подобные панели включили в штатный состав своей продукции все ведущие производители СКС.

В аппаратных залах ЦОДов шкаф становится важным компонентом системы охлаждения установленного в нем активного сетевого оборудования. Чтобы повысить эффективность съема тепла с этого оборудования, при конструировании шкафа разработчики стремятся уменьшить аэродинамическое сопротивление охлаждающему воздуху. Известные решения в этой области делятся на две основные группы. В первой из них шкаф становится частью системы формирования холодных и горячих коридоров, обычных для современного ЦОДа. Дополнительно в его конструкции используются невостребованные в офисных ИС перфорированные двери. В основу решений второй группы положена герметизация неизбежных неплотностей внутреннего пространства шкафа. Для этого свободные посадочные места на 19-дюймовых направляющих обязательно закрываются заглушками; роль герметизирующих заглушек также играют вертикальные организаторы; нижние кабельные вводы снабжаются герметизирующими юбками, не нарушающими целостность пространства под фальш-полом как камеры статического давления (рис. 1).

Путем доработки шкафа можно увеличить количество устанавливаемых в нем серверов примерно на 10%. Для этого в качестве коммутационного оборудования используются панели с традиционной плоской формой корпуса, которые устанавливаются в соответствующие вырезы вертикальных боковых заглушек (так называемые панели нулевой высоты или zero-U-панели). Чтобы повысить эффективность такой конструкции, применяется боковое смещение монтажных направляющих. В этом случае панели можно располагать в два ряда.

На высшем уровне

системной оптимизации монтажный конструктив целиком или отдельные его компоненты становятся самостоятельным компонентом ИС. Такой прием дает возможность перевести решение в качественно иной класс, в том числе рассматривать шкаф как один из полноправных компонентов «прозрачного предприятия».

Хороший пример реализации такого подхода на компонентном уровне – интеллектуальные PDU, т.е. распределители силового электроснабжения, способные поддерживать опции текущего удаленного мониторинга тока потребления по каждому розеточному модулю и их дистанционного включения/отключения в случае необходимости. Кроме тока потребления также можно контролировать уровень влажности во внутреннем пространстве шкафа, наличие протечек, появление дыма, нахождение двери в открытом состоянии и т.п.

Для получения полной картины внутреннего состояния шкафа отдельные датчики объединяются в комплекс с помощью управляющего контроллера, который также служит концентратором и конвертером интерфейсов. Соединение датчиков осуществляется с помощью хорошо отработанной промышленной полевой шины, связь с более высоким уровнем организуется через внутренний сервер и сеть Ethernet. Такой функциональностью, в частности, обладает продукт Dynamic Rack Control компании Rittal: каждый 19-дюймовый аксессуар снабжается RFID-меткой, информация с которой автоматически считывается после установки его на штатное рабочее место, в результате чего компонент отображается в БД системы учета (рис. 2).

Еще одним примером контроля состояния монтажного шкафа с помощью специализированного электронного оборудования и ПО может служить продукт RAMOS компании Conteg. О высокой практической востребованности таких решений свидетельствует то, что к их разработке в массовом порядке начали подключаться и производители СКС. Так, серийную продукцию этой разновидности выпускают компании RiT Technologies (решения CentreMind P+ и CentreMind G+) и Panduit (модуль PIM-Power системы PV iQ).

  

При целенаправленной отработке взаимодействия монтажного конструктива, панелей медножильной и оптической подсистем СКС и элементов организации кабелей коммутационных шнуров еще на этапе конструирования аппаратной части эффективность информационной системы можно серьезно повысить, минимизировав капитальные и эксплуатационные расходы не только ее телекоммуникационной, но и архитектурной составляющей.

Вектор оптимизации аппаратной части ИС постепенно смещается в направлении комплексных продуктов на основе 19-дюй-мового конструктива.

Наибольшее количество нововведений сосредоточено в области решений для ЦОДов, что обусловлено повышенными требованиями в отношении параметра обобщенной плотности портов и заметно более жесткими в целом условиями эксплуатации информационных систем – и, соответственно, большей практической востребованностью подобных решений.  

 

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!