29.09.2009
«Оптимизация ЦОД: как убить всех зайцев?»

Сложные экономические условия, постоянная ротация потребностей бизнеса диктуют ужесточение требований не только к организации новых ЦОД, но и к реорганизации существующих. Ниже мы расскажем об общих принципах оптимизации работы ЦОД на нескольких примерах из недавней практики.

Что может подтолкнуть компанию к необходимости реорганизовать информационную инфраструктуру? Да практически что угодно. Любое изменение, начиная с необходимости сокращения издержек и заканчивая ростом потребностей бизнеса, влечет необходимость реорганизации центра обработки данных. Особенность, которую привносят в этот процесс условия экономического кризиса, — перманентное стремление к оптимизации и улучшению самой инфраструктуры на уровне как практической реализации, так и самой концепции построения ЦОД.

Мощные серверы для дистанционного обучения

Интересный проект в сфере образования реализован летом этого года компанией «Тринити Урал». Речь идет о создании системы дистанционного обучения (ДО) на базе оборудования Sun Microsystems для Уральского государственного университета путей сообщения (УРГУПС). Как известно, технология «внешнего» сервиса обучения применяется сегодня как один из важнейших инструментов для развития вузов, позволяя привлечь к обучению большее количество специалистов.

Подбирая платформу для системы ДО, которая базируется на технологии Java, анализируя существующую нагрузку в тестовой эксплуатации, предполагаемые загрузки в эксплуатации, а также уровень подготовки обслуживания персонала, специалисты «Тринити Урал» пришли к заключению, что технология SUN SPARC/OS Solaris 10 лучше всего подходит заказчику.

Рассматриваемый нами проект был реализован при поддержке компании Sun, поэтому система обучения, функционирование которой призваны были обеспечить новые серверы, базируется на технологии Sun Java. Естественно, УРГУПС уже была создана собственная инфраструктура, в результате чего реализация нового направления потребовала интеграции с существующей системой. По словам исполнителей, эта часть проекта отняла немало времени и сил специалистов. Для УРГУПС, в свою очередь, было важно найти такого технологического партнера, который взялся бы не только за поставку оборудования, но и реализовал целый комплекс проектных работ. В рамках данного проекта исполнитель произвел сайзинг вычислительных ресурсов и ресурсов подсистемы хранения, а также полную интеграцию нового комплекса в уже существующий IT-ландшафт и, что немаловажно, обеспечил поддержку системы в дальнейшем.

В свете изложенного выбор подрядчика был практически предопределен: с компанией «Тринити» УРГУПС работает на протяжении нескольких лет, в активе «Тринити» уже есть реализованный проект по вычислительной инфраструктуре для системы автоматизации управления вузом. Теперь же к построенной системе были добавлены два сервера Sun SPARC Enterprise T5140 и два дисковых массива '53un StorageTek 2540 Array.

В контексте рассматриваемой нами темы данный проект любопытен тем, что для построения нового сервиса, потребность которого в ресурсах может оказаться достаточно высокой, были выбраны мощные серверы корпоративного уровня, позволяющие обслуживать большое количество клиентских подключений. Это обеспечило новому сегменту ЦОД сокращение затрат на электроэнергию и расширило возможности масштабирования нагрузки без приобретения нового оборудования.

Бак холода и новые чиллеры

Новый ЦОД был построен компанией «Ай-Теко» для компании «Траст-Инфо». При его создании применены интереснейшие инженерные решения. В связи со спецификой потребностей заказчика технические специалисты интегратора уделили большое внимание обеспечению максимальной энергоэффективности ЦОД при условии разумной минимизации капитальных затрат. Перед проектировщиками стояла задача разработать инфраструктуру, способную максимально эффективно утилизировать выделенные мощности (6400 кВ•А), превышение которых было физически невозможно.

Для обеспечения бесперебойной работы нового ЦОД были созданы централизованные системы энергоснабжения и кондиционирования. В той и другой подсистеме применена схема отказоустойчивости «N+1» (один запасной элемент) по активному оборудованию и «2N» (полное дублирование элементов) — по пассивному оборудованию. Выбор оборудования стал не менее значимым фактором достижения требуемой энергоэффективности. По результатам анализа продуктовых линеек ИБП различных производителей было принято решение использовать мощные источники бесперебойного питания APC MGE Galaxy 6000. Систему энергоснабжения построили на базе четырех групп таких источников, в каждой из которых по четыре источника, объединенных по схеме «N+1» (то есть каждый ИБП одновременно выступает резервным для трех других). За счет использования ИБП высокой мощности были минимизированы потери в коммутации, соединениях и оборудовании.

Интересным инновационным решением можно считать и применение шинопроводов (Schneider Canalis), что позволило сделать кабельные системы более компактными и снизить потери в самих шинопроводах за счет меньшего количества коммутаций. Однако основным (как с точки зрения заказчика, так и с точки зрения исполнителя) достижением в обеспечении энергоэффективности дата-центра «Траст-Инфо» следует считать архитектуру системы кондиционирования. Во-первых, в «Траст-Инфо» не используются фреоновые доводчики холода, как это делается во многих других центрах обработки данных. Централизованная система кондиционирования состоит из двух контуров. Внешний контур образован чиллерами производства GEOCLIMA, в которых реализована технология TURBOCOR, изначально разработанная для повышения энергоэффективности.

Объединение чиллеров по схеме двойного кольца повысило отказоустойчивость и позволило использовать меньше машин для резервирования целостной системы. Чиллерные машины работают на этиленгликоле, избавляя от необходимости подогрева трассы, расположенной вне здания, в зимний период (этиленгликоль не замерзает в реальных условиях). Двойное кольцо этиленгликоля через пластинчатые теплообменники соединено со вторым контуром системы — двойным кольцом холодоснабжения внутри здания, работающим на воде. Используемая в этом замкнутом контуре вода была добыта из скважины глубиной 130 м и прошла специальный цикл подготовки.

Один из самых важных элементов системы кондиционирования «Траст-Инфо» — «бак холода» емкостью 2000 м3, размещенный под землей и используемый для обеспечения водяного контура системы холодоснабжения, он выполняет сразу две функции. Во-первых, используется для накопления холодоносителя на случай прерывания электроснабжения городской подстанцией — в такой ситуации в течение четырех часов не потребуется обеспечивать питание чиллерной группы от генератора или ИБП. И во-вторых, питание от ИБП при этом обеспечивается только для насосной группы, выполняющей циркуляцию холодоносителя в контурах системы. Благодаря этому удалось отказаться от выделенной группы ИБП для питания чиллерных машин, что помимо сокращения капитальных затрат положительно отразилось на энергобалансе всего решения.

Вторая функция подземного бассейна — сглаживание пиков потребления холода в течение суток. В «Траст-Инфо» внедрена единая система автоматизации инженерных систем, а это значит, что работа системы кондиционирования полностью управляется автоматикой, при этом мощность, потребляемая ею, напрямую зависит от избытков тепла, отводимых от оборудования, а этот показатель существенно изменяется в течение суток. Использование бака холода позволяет сгладить пики потребления электричества системой холодоснабжения. Кроме того, в ближайшее время дата-центр перейдет на двухтарифную систему расчетов за потребленную электроэнергию: показатель в ночной период будет существенно меньше, чем в дневные часы. Для сокращения затрат на электричество уже сегодня планируется перенести пики потребления энергии системой кондиционирования на ночное время: это позволит днем использовать накопленный холод, отключая довольно «прожорливые» чиллерные машины.

Примененные решения позволили обеспечить высокий коэффициент энергоэффективности дата-центра: при обслуживании 4000 кВт полезной нагрузки потребление всего комплекса оказалось не выше 6400 кВ•А. На повышении коэффициента сказались многие факторы. Так, по оценке Евгения Щепилова, директора сервисного центра компании «Ай-Теко», 10% повышение эффективности достигнуто за счет применения чиллерных машин GEOCLIMA с технологией TURBOCOR. А еще 15% роста обеспечивает использование «бака холода». «Несмотря на применение сложных технологических решений, тщательное продуманное управление бюджетом проекта позволило не превысить целевые показатели, установленные заказчиком», — отмечает Евгений Щепилов.

Банки переходят на новые серверы

Даже в кризис некоторые кредитные организации продолжают развитие своей информационной инфраструктуры. Одним из показательных проек тов в этом плане стала модернизация IT-инфраструктуры и перенос основной автоматизированной банковской системы «Ростпромстройбанка» («ЦФТ-Банк») на новую платформу. Переход u1089 с серверов стандартной архитектуры на платформу IBM Power6/AIX позволил создать мощную и отказоустойчивую аппаратно-программную платформу для основного бизнес-приложения банка.

«Несмотря на кризис, мы можем назвать 2008 год достаточно успешным для своей деятельности. В октябре, в самый разгар царившей на рынке нервозности, нам удалось расширить филиальную сеть. IT-инфраструктура компании выросла, и в конце года мы поняли, что готовы перейти на новый уровень, поэтому и запустили проект по созданию современной управляемой и легко масштабируемой платформы», — сообщил Артур Кегеян, начальник управления автоматизации «Ростпромстройбанка».

Реализацией проекта занималась компания КРОК, специалисты которой не только разработали и реализовали всю инженерную систему для нового ЦОД, но и произвели полную перепланировку офисной инфраструктуры заказчика. Это позволило повысить эффективность работы компьютерных сетей и обеспечить безотказную работу критически важных бизнес-приложений за счет использования отказоустойчивого кластера из двух серверов IBM Power 570, работающих на процессорах Power6, основного дискового массива EMC Clariion CX4 и дискового массива EMC AX4 для решения сторонних задач.

Основными требованиями в рамках данного проекта были повышение производительности, масштабируемости и отказоустойчивости. Добиться цели помогло использовании мощных промышленных серверов, работающих на базе микропроцессорных технологий IBM Power и обеспечивающих более высокую производительность для тяжелых приложений, требовательных к оперативной памяти.

Было бы желание…

Как мы можем видеть сегодня, реальные проекты реорганизации и пополнения ЦОД проходят под лозунгом «централизации» или даже «глобализации» ресурсов с целью повышения эффективности, надежности, а также снижения издержек. Что ж, оказывается, при желании можно действительно убить почти всех зайцев — главное, чтобы необходимость выполнения всего комплекса поставленных задач была очевидна для всех его участников. В этом смысле кризис оказался своего рода оздоравливающим фактором: те, кто сохранил способность развиваться, стали относиться к росту IT-инфраструктуры как к процессу, который необходимо контролировать и направлять в наиболее экономичное и эффективное русло.

Источник: IT-Manager, №9/2009
Автор: Андрей Шуклин