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ABP e tudo, tudo, tudo: entrada automática de reserva no data center

Em um post anterior sobre PDUs, dissemos que em alguns racks o ABP está instalado - entrada automática de uma reserva. Mas, de fato, no data center, o ABP é instalado não apenas no rack, mas também em todo o caminho da eletricidade. Em lugares diferentes, eles resolvem problemas diferentes:

  • nos quadros principais (quadros principais), o interruptor de transferência automática alterna a carga entre a entrada da cidade e a energia de reserva dos grupos geradores a diesel (DGU); 
  • em fontes de alimentação ininterrupta (UPS), o ATS alterna a carga da entrada principal para bypass (mais sobre isso abaixo); 
  • nos racks, o ABP alterna a carga de uma entrada para outra em caso de problemas com uma das entradas. 


ATS no circuito de fonte de alimentação padrão dos data centers DataLine.

Vamos falar sobre quais ABPs e onde eles são usados ​​hoje. 

Existem dois tipos principais de ATS: ATS (chave de transferência automática) e STS (chave de transferência estática) . Eles diferem em princípios de trabalho e base elementar e são usados ​​para tarefas diferentes. Em suma, o STS é um ATS mais inteligente. Ele alterna a carga mais rapidamente e é mais frequentemente usado para grandes cargas / correntes. É mais flexível na configuração, mas "com caprichos" para a rede: pode se recusar a trabalhar se 2 entradas forem alimentadas de fontes diferentes, por exemplo: de um transformador e grupo gerador a diesel.  

ABP no quadro principal

 
Os principais ATS do data center, vinte anos atrás, pareciam um sistema complexo de contatores e relés.


Amostra ABP do início dos anos 2000.

Agora o ABP é um dispositivo multifuncional compacto.



O sistema ABP no painel principal controla as máquinas de entrada e fornece comandos para iniciar e parar o grupo gerador a diesel. Com uma carga de mais de 2 MW no nível do quadro principal, é impraticável perseguir a velocidade. Mesmo se mudar rapidamente, o tempo passará até o DGU iniciar. Neste sistema, ATS mais lento é usado e atrasos (configurações) são definidos. Funciona assim: quando a energia do data center dos transformadores desaparece, o ATS comanda os dispositivos: “Transformador, desligue. Agora esperamos 10 segundos (configuração), DGU, ligue, espere mais 10 segundos. " 

ABP para UPS  


Usando o no-break como exemplo, vamos ver como funciona o segundo tipo de ATS - STS ou chave de transferência estática.

No no-break, a corrente alternada é convertida em corrente contínua no retificador. Então, no inversor, ele volta a corrente alternada, mas com parâmetros estáveis. Isso elimina interferências e melhora a qualidade da energia. Quando a fonte de energia principal é desconectada, o no- break muda para as baterias e alimenta o data center enquanto os grupos geradores a diesel estão em operação. 

Mas e se um dos elementos falhar: um retificador, um inversor ou baterias? Nesse caso, cada no-break possui um mecanismo de desvio ou desvio. Com ele, o dispositivo continua trabalhando em torno dos elementos principais, imediatamente a partir da tensão de entrada. Além disso, o desvio é usado quando você precisa desligar o no-break e retirá-lo para reparo. 

O STS no no-break é necessário para alternar com segurança para ignorar a entrada. Em suma, o STS monitora os parâmetros de rede na entrada e na saída, aguarda a correspondência e alterna em condições seguras. 



ATS em um rack 


Portanto, existem duas entradas de energia no rack. Se o seu equipamento tiver duas fontes de alimentação, você o conectará com segurança a diferentes PDUs e a perda de uma entrada não será um problema para você. E se o seu servidor tiver uma fonte de alimentação? 
No rack, o ABP é usado para que o lucro de duas entradas não seja desperdiçado. Em caso de problemas com uma das entradas, o ATS muda a carga para a outra entrada.

Isenção de responsabilidade: se possível, evite equipamentos com uma única fonte de alimentação para não criar um ponto de falha no sistema. Além disso, mostraremos quais são as desvantagens desse esquema de conexão. 




A tarefa do ABP no rack é mudar o equipamento para a entrada de trabalho tão rapidamente que não haja interrupção no seu trabalho. A velocidade necessária para isso foi encontrada empiricamente: não mais que 20 ms. Vamos ver como foi descoberto.

As falhas na operação do equipamento do servidor ocorrem devido a quedas de tensão (devido ao trabalho em subestações, a conexão de cargas poderosas ou acidentes). Para ilustrar como o equipamento suporta diferentes amplitudes e durações de queda de tensão, foram desenvolvidas as curvas de segurança elétrica da CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association). Agora, elas são conhecidas como curvas ITIC (Conselho da Indústria da Tecnologia da Informação), suas variantes estão incluídas nos padrões IEEE 446 ANSI (este é um análogo de nossos GOSTs).

Verifique a programação. Nossa tarefa é que os dispositivos funcionem na zona verde. Na curva ITIC, vemos que o equipamento está pronto para "tolerar" uma falha de no máximo 20 ms. Portanto, focamos no ABP no rack, trabalhando em 20 ms, ou melhor, ainda mais rápido.   


Fonte: meandr.ru .

Dispositivo ATS . Um ATS típico (ATS) no rack de nosso data center ocupa 1 unidade e pode suportar uma carga de 16 A. 

No visor, vemos de qual entrada o ATS é alimentado, quantos dispositivos conectados consomem em amperes. Um botão separado seleciona, prioriza a primeira ou a segunda entrada. À direita, estão as portas para conexão ao ATS: 

  • Porta Ethernet - monitoramento de conexão;
  • Porta serial - entre no laptop e veja nos logs o que está acontecendo; 
  • USB - insira uma unidade flash USB e atualize o firmware. 

As portas são intercambiáveis: você pode executar todas essas operações se tiver acesso a pelo menos uma delas. 



Na parte traseira, existem conectores para conectar as entradas principal e de backup e um grupo de soquetes para conectar equipamentos de TI.



Características detalhadas do ATS que olhamos através da interface da web. Lá, a sensibilidade de comutação é configurada e os logs são visíveis. 


Interface Web ABP.

Instalação e conexão do ATS . É melhor definir o ABP em altura no meio do rack. Se não conhecermos antecipadamente a configuração do rack, os equipamentos com uma fonte de alimentação poderão alcançar os fios de baixo e de cima.  

Mas há nuances: a profundidade do rack padrão é muito maior que a profundidade do ATS. Recomendamos instalá-lo o mais próximo possível do corredor frio por dois motivos:

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  2. . 45°. , .  : 

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Se você instalar o ABP na lateral do corredor quente e, além disso, beliscar com uma torta dos servidores, obteremos um fogão. Na melhor das hipóteses, o cérebro da ABP queimará e perderá contato com o mundo exterior; na pior das hipóteses, alternará aleatoriamente a carga ou a derrubará.


A ABP está fervendo de frente para o corredor quente.

Houve um caso. O engenheiro no desvio ouviu cliques não característicos.
Nas entranhas do corredor quente, sob a pilha de servidores, foi detectado um ABP, que alternava constantemente da entrada principal para a entrada de backup. 

ABP substituído. Logs mostrou que, durante uma semana inteira, ele trocava a cada segundo - totalizando mais de meio milhão de comutações. Foi assim que foi

Quais outros ABPs estão no rack?


ATS introdutório para um rack . Em nosso data center, esse ABP atua como a única fonte de distribuição de energia no rack: ele funciona como um ABP + PDU. Ocupa várias unidades, suporta uma carga de 32 A, é conectada por conectores industriais e pode alimentar até 6 kW de equipamento. Pode ser usado quando não é possível montar PDUs padrão, e o equipamento de unidade única em um rack não suporta cargas críticas. 



Rack STS . O STS em um rack é usado para equipamentos sensíveis a sobretensões. Este ATS muda mais rapidamente que o ATS. 
 

Este STS em particular ocupa 6 unidades e possui uma interface um pouco "vintage".

Mini ATS . Existem bebês, mas esse não é o caso em nosso data center. Este é um mini-ABP para um único servidor. 


Este ATS está conectado diretamente à fonte de alimentação do servidor.

Como procuramos o ABP perfeito


Testamos muitos ABPs diferentes e como eles se comportam em ambientes de alta temperatura.

Veja como zombar do ABP para verificá-lo: 

  • conectamos a ele um registrador de qualidade de rede, um servidor e vários outros dispositivos para a carga;
  • isole o rack com plugues ou filme para obter alta temperatura;
  • aqueça a 50 ° C;
  • desativar alternadamente as entradas 20 vezes;
  • procuramos falhas de energia, como o servidor se sente;
  • se o PAB passar no teste - aqueça a 70 ° C.


Foto do termovisor de um dos testes.


O analisador de rede captura a tensão ao longo do tempo. No registro, vemos quanto tempo a troca levou: neste momento a onda senoidal foi interrompida

A propósito, tomamos o ABP para um teste: vamos verificar a força do seu dispositivo e contar o que aconteceu;) 

ATS no rack: uma ameaça oculta


O principal problema com o ATS no rack é que ele só pode alternar a carga da entrada principal para a entrada de backup, mas não protege contra curto-circuito ou sobrecarga. Se ocorrer um curto-circuito na fonte de alimentação, o disjuntor disparará um nível de proteção: na PDU ou no painel de distribuição. Como resultado, uma entrada é desativada, o ATS entende isso e alterna para a segunda entrada. Se o curto-circuito ainda permanecer, o segundo disjuntor de entrada disparará. Como resultado, devido a um problema em um equipamento, todo o rack pode ser desenergizado.

Então, repito: pense mil vezes antes de instalar o ATS em um rack e usar equipamentos com uma fonte de alimentação.

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