Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Информационные технологии
Размещена 19.03.2014. Последняя правка: 18.03.2014.

Инженерное обеспечение ЦОД и кластерные системы

Кауфман Евгений Андреевич

NVision Group, НГТУ

Стажер-инженер

Юн Светлана Геннадиевна - канд. техн. наук, доцент, НГТУ, РФ, г. Новосибирск, Новокрещенов Николай Сергеевич - рук-ль направления СХ и ОД, NVision Group, г. Новосибирск


Аннотация:
Описание организации инженерного обеспечения ЦОД и кластерных систем предприятия. Выделение главных критериев оценки систем входящих в структуру.


Abstract:
Description of the organization engineering data center and cluster systems of the enterprise. Highlighting the main criteria for assessing the systems included in the structure.


Ключевые слова:
Облачная инфраструктура, ЦОД, виртуализация

Keywords:
Cloud infrastructure, data center, virtualization


УДК 005

Инженерные системы являются обеспечивающей инфраструктурой, необходимой для функционирования всех других систем. От их надежности и качества в значительной степени зависит общая эксплуатационная готовность центра обработки данных. При проектировании современных центров обработки данных помимо исключительной надежности к инженерным системам предъявляется целый ряд дополнительных требований, таких как: управляемость, низкая совокупная стоимость владения, адаптивность к бизнес-изменениям и безопасность. Модульность и стандартизация позволяют инженерному комплексу легко развиваться в будущем, адаптируясь к новым бизнес-условиям и нагрузкам.

В инженерное обеспечение центров обработки данных входят:

  • cистема электроснабжения и электроосвещения;
  • cистема прецизионного кондиционирования;
  • cтруктурированная кабельная система;
  • cистема кабельных каналов, фальшпол;
  • интегрированная система безопасности;
  • физическая защита вычислительных систем и телекоммуникационного оборудования;
  • системы раннего обнаружения пожара и газового пожаротушения;
  • система автоматизации, диспетчеризации и управления.

 

Системы охлаждения

Рекомендуемые варианты реализации систем охлаждения:

  • ЦОДы с тепловыделением до 50 кВт – фреоновые прецизионные кондиционеры с выносными воздушными конденсаторами;
  • ЦОДы с тепловыделением от 30 до 250 кВт – либо фреоновые прецизионные кондиционеры с выносными воздушными конденсаторами, либо фреоновые прецизионные кондиционеры с встроенными водяными конденсаторами и системами естественного охлаждения на базе сухих градирен;
  • ЦОДы с тепловыделением от 150+ кВт  – чиллеры с системами естественного охлаждения и прецизионные кондиционеры на охлажденном холодоносителе.

 

 

рис.16. Общая схема компонентов инфраструктуры ЦОД

 

Структурированная кабельная система

Структурированная кабельная система предназначена для организации в ЦОД единой стандартизированной кабельной инфраструктуры, обеспечивающей передачу данных на скорости до 10 Гбит/с по волоконно-оптическим и медным линиям связи. К кабельной инфраструктуре в современном ЦОД или большом вычислительном центре предъявляется ряд требований к качеству компонентов, уровню помехозащищенности, эффективности, гибкости и адаптивности.

Видеонаблюдение

Видеонаблюдение на сегодняшний день является основным элементом любой современной системы безопасности. Видеонаблюдение позволяет создавать высокоэффективные системы безопасности без затрат на содержание большого штата охраны. Начиная строить систему безопасности или расширять имеющуюся на новых компонентах, всегда важно выбрать ту, которая будет отвечать требованиям бизнеса, современным тенденциям и иметь достаточный запас надежности и производительности.

Пожарная сигнализация

Автоматическая пожарная сигнализация (АПС) предназначена для обнаружения очага возгорания и подачи сигнала о месте его возникновения.

Типы автоматической пожарной сигнализации:

  • традиционная пороговая (неадресная) пожарная сигнализация;
  • адресная пожарная сигнализация;
  • адресно-аналоговая пожарная сигнализация.

Адресные системы пожарной сигнализации позволяют определить не только зону, но и точный адрес сработавшего извещателя. Применение адресных пожарных сигнализаций необходимо в многоэтажных и многокомнатных зданиях.

 Адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации обладают большими наиболее развитыми функциональными возможностями, надежностью и гибкостью, являются центром сбора телеметрической информации, поступающей от извещателей. Создают комплексную охрану объекта. Обеспечивают перевод технологического оборудования в режим пожарной опасности: лифт, вентиляция, дымоудаление и т.д. Получают тревожный сигнал от других систем. Управляют оповещением и эвакуацией людей. Посылают сигнал на пульт дежурного 01. В современном здании, оборудованном дорогостоящими системами телекоммуникации, автоматизации и жизнеобеспечения, применение адресно-аналогового оборудования является верным решением.

Охранная сигнализация

Системы охранной сигнализации предназначены для своевременного оповещения службы охраны о проникновении или попытке проникновения в здание или его отдельные помещения.

Беспроводные пожарно-охранные системы

Система сбора и передачи информации предназначена для трансляции на удаленные пункты контроля информации при помощи радиоволн, волоконно-оптических линий связи, GSM, световых пучков и других методов. Беспроводные системы сигнализации необходимо использовать на объектах где невозможна или затруднена прокладка проводной системы.

Система контроля и управления доступом

Система контроля и управления доступом предназначена для контроля доступа персонала и посетителей на объект, поддержания необходимого пропускного режима, регистрации фактов прохода через установленные контрольные точки.

СКУД способна обеспечить следующие условия:

  • контроль доступа сотрудников на охраняемую территорию с использованием электронных карт доступа;
  • регистрация входа и выхода людей, имеющих соответствующий уровень допуска;
  • хранение информации, накапливаемой в процессе функционирования СКУД;
  • хранение информации о сотрудниках и посетителях, зонах допуска, сформированных для сотрудников и посетителей, о размещении и составе периферийных устройств системы;
  • ведение журнала дежурного;
  • ведение протокола событий;
  • автоматическое разблокирование исполнительных устройств (При возникновении экстренных ситуаций (пожар и т.п.);
  • использование сервера для получения отчетов.

По исследованиям консалтинговых агентств, с целью оценки рисков аварий для IT, как внутри ЦОД, так и вне его, становится ясно, что традиционные средства защиты работоспособности данных защищают его, недостаточно. Обычно для защиты данных от локальных катастроф, будь то отказ электропитания, пожар, "проведение следственных мероприятий", и прочих подобных форс-мажорных событий, используется метод репликации данных на удаленное хранилище.

рис.17. График аварий по оценке ИТ-специалистов

 

На графике видны основные причины выхода из строя оборудования или же факторы простоя.

 

Кластерные системы

Кластер представляет собой группу объектов (серверов), работающих, как единая система. Основные функции кластерной системы:

  • дублирование критически важных компонентов;
  • автоматический перехват функций;
  • высокая надежность;
  • постоянная доступность сервисов и ресурсов (приложений и данных).

Кластерные системы применяются в разнообразных областях ИТ-инфраструктуры: базовая инфраструктура; корпоративная почта, единая служба каталогов; базы данных, файловые сервисы, управление печатью; ERP, CRM; функциональные системы основной и вспомогательной деятельности. Возможны разные уровни кластерных решений – начального уровня: без использования внешних систем хранения данных; двухузловой кластер высокой надежности (основной-резервный); масштабируемый многоузловой кластер.

Двухузловой кластер

Использование двухузлового кластера при простоте реализации и невысокой стоимости позволяет добиться автоматической репликации (копирования) операций с активного узла на резервный. Данное решение имеет существенные ограничения в выборе приложений, по производительности и возможностям модернизации.

 

рис.10. Схема двухузлового кластера

 

Использование внешнего разделяемого ресурса хранения позволяет  добиться широкого выбора приложений, автоматического восстановления исходной схемы на основной сервер, возможности модернизации до сетей хранения данных.

 

рис.11. Схема двухузлового кластера с СХД

 

Многоузловое масштабируемое кластерное решение

Масштабирование кластера до многоузлового с использованием внешнего ресурса хранения требует дополнительных вложений в инфраструктуру, программных инструментов поддержки функционирования, требований к квалификации на этапах проектирования и внедрения. Вместе с тем подобное решение обеспечивает развитое масштабирование, высокую отказоустойчивость, возможность балансировки нагрузки, поддержку эффективной виртуализации и консолидацию информационных ресурсов.

 

рис.12. Схема многоузлового кластера с СХД и SAN сетью

 

Территориально-распределенные кластерные системы

При внедрении кластерного решения в условиях предприятия с территориально распределенным присутствием, особых требований к катастрофоустойчивости, консолидации вычислительных ресурсов или непрерывной модели бизнес-процессов с интегрированной информационной средой и высокой стоимостью простоев может потребоваться построение терреториально-распределенной кластерной системы. Подобные решения классифицируются на три категории:

  • кампусные кластеры: размещение компонентов в одном или нескольких зданиях одного предприятия;


 

рис.13. Схема кампусного кластера

 

  • метрокластеры: размещение узлов на нескольких площадках в пределах города/региона;


рис.14. Схема метрокластера

  • геокластеры: размещение узлов инфраструктуры на географически удаленных объектах с коммуникациями через глобальные каналы связи.
 

рис.15. Схема геокластера

При описании всех составляющих инфраструктуры ЦОДа были выделены критерии и параметры, по которым их можно будет в последующем подбирать и классифицировать.

Библиографический список:

1. Инженерное обеспечение инфраструктуры [Электронный ресурс]. URL:http://www.servernews.ru (Дата обращения: 15.02.2014)
2. Облачные технологии [Электронный ресурс]. URL:http://www.vmgu.ru (Дата обращения: 10.02.2014)
3. ЦОД и кластерные системы [Электронный ресурс]. URL:http://www.thg.ru (Дата обращения: 13.02.2014)




Рецензии:

19.03.2014, 13:27 Назарова Ольга Петровна
Рецензия: 1. Нет сносок на литературу. 2. Информации много, но все изложено какими-то отдельными блоками. Просмотрите стиль оформления. 3. Смазан вывод. Материал интересен. Доработать.

19.03.2014, 14:02 Клинков Георгий Тодоров
Рецензия: Статья отвечает в систематическом операциональном плане на вопросе, связанном с реализаций "степени адаптивности" ЦОД как стандартное ивженерное решение.Статья рекомендуется к печати.



Комментарии пользователей:

24.03.2014, 15:10 Агакишиева Тахмина Сулейман
Отзыв: Статья хорошая. Рекомендуется к печати.


Оставить комментарий


 
 

Вверх