قطعی برق همچنان یکی از بزرگ‌ترین مشکلات و چالش‌های زیرساخت‌های شبکه و آی‌تی در سراسر جهان است. طبق نظرسنجی اخیر موسسه Uptime، حدود ۳۶ درصد خاموشی‌های سرویس‌های عمومی جهان از ژانویه ۲۰۱۶ به این طرف را به علت خرابی‌های مربوط به برق و انرژی تاسیسات است.
تعجب‌آورتر اینکه بیش از ۸۰ درصد شرکت‌کنندگان در این نظرسنجی اعتقاد دارند که قطعی برق قابل پیشگیری است.
پس، چرا مراکزداده نمی‌توانند از خرابی‌های فاجعه‌بار قطعی برق جلوگیری کنند؟ یا چرا مدیران شبکه‌های کامپیوتری و زیرساخت‌های فناوری اطلاعات و ارتباطات سراغ راهکارها و رویکردهای حل مشکل قطعی برق نمی‌روند؟
چون ضرورت سرمایه‌گذاری روی سیستم‌های یوپی‌اس (Uninterruptable Power Supply) را درک نکردند و تصور می‌کنند UPS یک دستگاه اضافی در کنار سرورها و رک‌ها است.
دلیل دیگر می‌تواند استفاده از سیستم‌های یوپی‌اس قدیمی و عدم ارتقای این دستگاه‌ها برای ده‌ها سال باشد.
هدف یک مرکزداده چیست؟
پیش از اینکه سراغ بررسی مزایا و فواید استفاده از راه‌کارهای یوپی‌اس جدید و انعطاف‌پذیر برای مراکزداده مدرن امروزی برویم؛ باید یک بار دیگر هدف اصلی و عمومی یک مرکزداده را بررسی کنیم.
همه مراکزداده یک هدف عمومی مشخص دارند: بالاترین آپ‌تایم و دسترس‌پذیری در همه بخش‌ها و تجهیزات. همه سیستم‌ها، سرورها، رک‌ها، تجهیزات ذخیره‌سازی، سیستم‌های سرمایشی، سیستم‌های تهویه هوا، دماسنج‌ها و سیستم‌های امنیتی باید دائما کار کنند و هرگز قطع نشوند.
تضمین ۱۰۰ درصد آپ‌تایم و عدم قطعی برق در یک مرکزداده غیرممکن است ولی روش‌هایی برای دستیابی به ۹۹.۹۹۹ درصد آپ‌تایم و کاهش مدت زمان قطعی برق وجود دارد. با کدام راه‌کار و دستگاه؟ یوپی‌اس‌ها و سیستم‌های توزیع برق (PDU) می‌توانند این هدف را تامین کنند.
موسسه IDC در سال ۲۰۱۹ روی پارامتر آپ‌تایمِ نزدیک به ۳۱۰ مرکزداده در امریکا و اروپا بررسی انجام داده است. خلاصه این مطالعه نشان می‌دهد مراکزداده‌ای که آپ‌تایم بالایی داشته و در سال فقط برای چند لحظه قطعی برق داشتند؛ از مدرن‌ترین و پیشرفته‌ترین تجهیزات محاسباتی و ذخیره‌سازی یا سیستم‌های سرمایشی بهره نبردهاند؛ بلکه در سیستم‌های توزیع و پشتیبانی برق کاملا به‌روز و انعطاف‌پذیر بودند.
موسسه IDC به این نتیجه رسیده است که اگر یک مرکزداده بیشتر از تجهیزات خود روی سیستم برق سرمایه‌گذاری کند؛ دسترس‌پذیری بیشتری خواهد داشت. تجهیزات شبکه در نهایت خراب میشوند و نیاز به تعمیر دارند. در این شرایط، قدرت محاسباتی و سرویس‌دهی یک مرکزداده اندکی کاهش پیدا می‌کند ولی اگر برق یک ردیف از رک‌ها قطع شود؛ هیچ سرویسی داده نخواهد شد.
یوپی‌اس در مرکزداده چه می‌کند؟
سوال اساسی این است که یوپی‌اس‌ها در مرکزداده چه کاری انجام می‌دهند؟ به زبان ساده باید گفت یوپی‌اس‌ها در هنگام قطعی شبکه سراسری برق و انرژی مرکزداده، وظیفه برق‌رسانی به تجهیزات را دارند.
برخی از یوپی‌اس‌ها انرژی برق کل یک مرکزداده یا بخشی از آن را تامین می‌کنند ولی برخی از یوپی‌اس‌ها فقط برق یک رک یا سرور یا تجهیزات خاصی را به طور مستقیم برقرار خواهند کرد.
بسته به استراتژی‌ها و طراحی مرکزداده، یوپی‌اس‌ها می‌توانند در بخش‌های مختلف نصب شوند تا اطمینان حاصل کنند که در اثر یک قطعی غیرمنتظره برق، تاسیسات و تجهیزات از کار نمی‌افتند.
یوپی‌اس‌ها فقط برای تامین برق اضطراری رک‌ها و سرورها نیستند؛ بلکه برق سیستم‌های امنیتی، دوربین‌ها، سنسورها و تجهیزات مکانیکی مانند درب‌های ورود و خروج را هم برعهده دارند.
مراکزداده بسیار بزرگ و مقیاس‌پذیر، از یوپی‌اس‌ها در زمان تعمیر و نگهداری سیستم الکتریکی کلی تاسیسات هم استفاده می‌کنند. به صورت خودکار یا دستی می‌توان یوپی‌اس‌ها را برنامه‌ریزی کرد که در صورت قطعی برق وارد سیستم شوند یا با اتصال دوباره شبکه سراسری، به خاموشی بروند. آنچه که مهم است؛ انعطاف‌پذیری بالای سیستم‌های توزیع برق برای جلوگیری از قطعی تجهیزات و وسایل الکتریکی است.
مزایای یوپی‌اس‌ها برای مراکزداده
شاید برای مدیران مراکزداده و افرادی که از دور به این دستگاه‌ها نگاه می‌کنند؛ این تصور ایجاد شود که یوپی‌اس‌ها فقط برای تامین برق اضطراری در زیرساخت‌های شبکه و ارتباطات استفاده میشوند. این بارزترین مزیت استفاده از یوپی‌اس‌ها است ولی چندین مزیت و عملکرد بزرگ دیگر را هم باید در نظر داشت:
جلوگیری از نوسانات برق: یکی از بزرگ‌ترین دشمنان سیستم‌های الکتریکی، کاهش ولتاژ است که می‌تواند آسیب‌های جدی به تجهیزات برساند. دستگاه‌های یوپی‌اس تجاری و صنعتی طوری طراحی شده‌اند که با مشاهده کوچک‌ترین کاهش ولتاژ و نوسانات برق، وارد مدار شده و از تجهیزات در برابر این خطر محافظت می‌کنند. این مزیت یوپی‌اس‌ها برای مراکزداده حساس و همین‌طور تجهیزات حساس نصب شده در آن‌ها بسیار اهمیت دارد.
اصلاح ضریب قدرت ورودی: مشکلات برق فقط منوط به قطعی یا افت ولتاژ نمی‌شود و فهرستی از مشکلات دیگر در انتظار سیستم‌های الکتریکی حساس است. مثلا، پریزهای برق و سیستم‌های توزیع انرژی همگی با یک فرکانس کار نمی‌کنند و برخی اوقات حتی شاهد تداخل الکترومغناطیسی هستیم.
یکی از مزایای اساسی یوپی‌اس‌ها در یکسان‌سازی برق و فیلترسازی قدرت ورودی برای همه دستگاه‌ها و نگه داشتن وضعیت آن‌ها در یک استاندارد مشخص است. برخی اوقات یوپی‌اس‌ها باید ولتاژ ورودی و فرکانس الکتریکی را کاهش و در برخی تجهیزات دیگر افزایش دهند تا همیشه مقادیر ثابت و استانداردی به دست بیاید. یوپی‌اس‌های جدید به مدارهای Bypass خودکار مجهز هستند و بالاترین قابلیت اطمینان را برای تجهیزات الکتریکی صنعتی فراهم می‌کنند.
کاهش وابستگی به شبکه توزیع برق سراسری: انرژی یک چالش بزرگ برای مراکزداده است. مدیران مراکزداده باید دنبال راه‌کارهایی برای کاهش وابستگی به شبکه برق شهری باشند؛ چون هم کاهش هزینه‌ها را در پی دارد و هم در صورت خرابی و افت ولتاژ و قطعی در این شبکه، خود مرکزداده نیز وارد فاز خطر می‌شود.
یک روش سنتی، استفاده از دیزل ژنراتورها و یوپی‌اس‌ها برای تامین بخشی از تجهیزات و تاسیسات مرکزداده است. در زمان‌های اوج مصرف برق شهری، مانند تابستان‌ها، خود مرکزداده می‌تواند از طریق ژنراتورها برق تولید کند تا وابستگی کمتری به خدمات بیرون از ساختمان وجود داشته باشد.
کاهش فضای فیزیکی: یوپی‌اس‌های نسل جدید از طراحی‌های انعطاف‌پذیر و کارآمدی برخوردار هستند؛ به‌طوری‌که میان یک ردیف از رک‌ها نصب میشوند و می‌توانند برق همه آن‌ها را تامین کنند.
دیگر مانند یوپی‌اس‌های سنتی نیازی نیست برای هر رک یک دستگاه یوپی‌اس نصب شود. این مزیت کمک می‌کند در فضای استفاده شده به‌ویژه مراکزداده ماژولار و مراکزداده در لبه شبکه صرفه‌جویی شود.
چگالی بیشتر رک‌ها و تجهیزات: یکی از مشکلات مراکزداده، نصب تجهیزات زیاد در یک رک و تامین برق این تجهیزات است؛ بدون اینکه خطر افت ولتاژ یا فشار باری زیادی به وجود بیاید.
یوپی‌اس‌های جدید با ظرفیت‌ها و توان‌های مختلف، ورودی‌های تک فاز و سه فاز، خروجی‌های متغیر و ویژگی‌های دیگر به مدیران مراکزداده این اطمینان را می‌دهند که رک‌های با چگالی بالاتری در شبکه استفاده کنند؛ بدون اینکه سلامتی تجهیزات به خطر بیفتد.
کنترل و نظارت بر تجهیزات: یکی از دلایل اصلی به‌روزرسانی و ارتقای سیستم‌های یوپی‌اس، نظارت و کنترل تجهیزات الکتریکی از نظر مصرف برق و کارکرد صحیح است.
یوپی‌اس‌های امروزی مجهز به پنل‌ها و صفحه‌نمایش‌هایی هستند که میزان مصرف برق هریک از دستگاه‌ها و وضعیت عملکرد کل سیستم را گزارش می‌کنند. این پنل‌های هوشمند می‌توانند در بهینه‌سازی مصرف انرژی یا مشاهده خطاهای احتمالی تجهیزات نیز به مدیران شبکه کمک کنند.
تامین امنیت شبکه: شاید هرگز تصور نکنیم یوپی‌اس‌ها در تامین امنیت شبکه و دارایی‌های یک مرکزداده چقدر موثر و تاثیرگذار هستند. قطعی برق فقط قطعی سرویس‌های یک مرکزداده را در پی ندارد و می‌تواند شروع یک تهدید فیزیکی و خرابی هکری باشد.
حتی اگر برق رک‌ها و سرورها قطع شود، معمولا باید برق مانیتورها، دوربین‌ها، سیستم‌های امنیتی مانند دستگاه‌های باز و بسته کردن درب و تشخیص هویت کارمندان همچنان وصل باشد.
یوپی‌اس‌ها در مراکزداده مدرن امروزی یک وسیله جانبی یا صرفا برای روزهای ضرور و پشتیبان برق شهری نیستند؛ بلکه تجهیزات اساسی و ضروری برای دستیابی به بالاترین عملکرد و آپ‌تایم محسوب میشوند.
ارتقای سیستم باتری و یوپی‌اس قدیمی مرکزداده می‌تواند ظرفیت‌های جدیدی برای کنترل و نظارت بر کل سیستم و کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه‌ها را در پی داشته باشد.
دیدگاه خود را بنویسید