ПО для инфраструктуры ЦОД и отдельных ИБП

Как правило, говоря об инженерной инфраструктуре ЦОД в целом или о составляющих ее основу системах бесперебойного питания, системам управления и мониторинга традиционно уделяется немного внимания. Данным материалом попробуем частично восполнить этот пробел.

Физическая инфраструктура ЦОД привлекает к себе все больше внимания. Если раньше в этой области можно было обойтись «бюджетными» решениями, то сегодня они себя исчерпали, и создание более или менее серьезного ЦОД уже требует применения качественных компонентов и продуманной концепции. Для чего это надо? Ответ на данный вопрос знают те, кто столкнулся с современными реалиями. А они таковы, что ЦОД перестал быть статичным. Оборудование в нем может меняться и добавляться. Причем его замена чаще всего почти равна добавлению. Все это создает нагрузку на физическую инфраструктуру, ведь именно она является основной опорой ЦОД. Самый современный, компактный и сверхпроизводительный сервер не даст никакого результата без должного охлаждения.

Помочь с ответами на некоторые вопросы из области физической инфраструктуры ЦОД может применение ПО. Как ни странно, но оно уже проникло в такую, казалось бы, сугубо «железную» сферу, как физическая инфраструктура, причем сопровождает ее на всех этапах жизненного цикла.

Проектирование

Основное рабочее окно APC InfraStruXure Central Enterprise с программной надстройкой Capacity Manager (слева). ПО подскажет, куда допустимо устанавливать новое серверное оборудование (справа), обозначив цветом такие места (в левый шкаф сервер может быть добавлен, в среднем – для него оптимальное место)

ЦОД на основе продуктов АРС зарождается с помощью программного обеспечения APC InfraStruXure BuildOut Tool (BOT). Он представляет собой онлайн-конфигуратор, доступ к которому имеют сотрудники АРС и компаний-партнеров в статусе Silver либо Gold Certified Partner.

Проект инфраструктуры создается в графическом виде, при этом учитываются правила и рекомендации по построению ЦОД, а также автоматизируются основные вычисления. Результатом работы в конфигураторе является концепция инженерной инфраструктуры ЦОД. Естественно, что ее разработка ведется на базе исходных данных, при этом можно получить недостающие. Так, зная только габариты помещения для ЦОД, можно выяснить, какое количество оборудования там разместится (в терминах ЦОД оно выражается в количестве монтажных шкафов, энергопотреблении и тепловыделении). Если же состав оборудования известен, то BOT позволяет сделать логическое заполнение монтажных шкафов с помощью встроенной в него базы IТ-устройств, содержащей такую информацию об оборудовании: занимаемое пространство в шкафу, энергопотребление и тепловыделение, количество и тип розеток, которыми оно подключается. Затем конфигуратор предлагает варианты решений по организации систем бесперебойного питания, его распределения, охлаждения. Поскольку в арсенале АРС есть все необходимое для построения подсистем физической инфраструктуры ЦОД, то любые пожелания заказчика могут быть учтены сразу. Результатом работы ПО является готовая к заказу спецификация, планы ЦОД и размещения IТ-оборудования в шкафах, которые могут быть экспортированы в другие продукты APC – InfraStruXure Manager или InfraStruXure Central.

Подход к проектированию системы от General Electric несколько иной. Подобную функциональность имеет программный пакет, используемый для анализа, разработки и конфигурирования интегрированной системы General Electric SE Digital Power, объединяющей ИБП параллельной архитектуры, вводно-распределительные устройства, автоматические включатели резерва и компоненты систем полного мониторинга и безопасности. Он включает приложение Procera Plus, позволяющее инженеру определить перечень требующихся компонентов в интерактивном режиме. Один из алгоритмов этого ПО обеспечивает сквозную проверку правильности использования каждого из них на предмет совместимости и достижения заданных в начальных условиях параметров. Procera Plus позволяет разрабатывать системы с токами до 6,3 кА, имеющие до шести вводов питания с учетом таких особенностей, как наличие или отсутствие нейтрали, различных типов защитных аппаратов и пр. Основным результатом работы на данном этапе построения SE Digital Power является оптимальная электрическая схема.

Второй продукт пакета, Cluster Plus, используется при конфигурировании и конструировании системы, включающей широкий спектр оборудования – от подводящих фидеров и рубильников, самих ИБП до компонентов системы мониторинга. Программа позволяет подготовить полный комплект документов, куда входят фронтальные виды и планы расположения элементов системы, схемы монтажа силовых шин, спецификации оборудования, материалов, а также заказных узлов. Кроме того, Cluster Plus контролирует соблюдение конструкторских норм и отвергает несовместимые компоненты. Таким образом, с помощью ПО можно не только эффективно и максимально точно создать индивидуальный проект комплексной системы энергообеспечения SE Digital Power, но и сформировать полный комплект документации, что значительно ускоряет процесс ее внедрения.

Эксплуатация

Благодаря надстройке APC Change Manager для IT-руководителя процесс формирования задания на установку оборудования упрощается. Удобно и контролировать ход его выполнения

Сколько энергии потребляет оборудование в ЦОД? Какой температуры воздух подается для его охлаждения? Какова реальная производительность кондиционеров? В каком режиме работает ИБП? Кто находится в серверной (удаленной серверной)? Эти и другие вопросы периодически возникают при эксплуатации ЦОД. Их решение также в сфере возможностей программных продуктов. Правда, всю эту информацию устройства должны уметь предоставить с помощью аппаратных средств. Так, обычный блок розеток не сообщит о своей нагрузке вплоть до срабатывания автоматического выключателя. А вот блок распределения питания АРС Metered PDU на это способен. На этапе проектирования их использование можно указать все в том же конфигураторе. Для централизованного мониторинга APC предлагает продукты APC InfraStruXure Manager или APC InfraStruXure Central (об их отличиях – ниже), которые представляют собой программно-аппаратный комплексы (серверы с установленным специализированным ПО).

Благодаря им все устройства и подсистемы физической инфраструктуры можно видеть на одном мониторе как на ладони. Эффективно это решение и тогда, когда площадок несколько или имеется большое количество разрозненных ИБП. Комплексы могут производить поиск устройств АРС в сети пользователя и позволяют отображать их в виде списка и в виде плана размещения. Его макет может создаваться как самим администратором, так и экспортироваться из конфигуратора. Помимо наблюдения, также обеспечивается функция анализа, по результатам которого можно сгенерировать отчет, где все ИБП будут, например, сгруппированы по возрасту их батарей. Он поможет спланировать затраты на их замену.

Изменения

В процессе эксплуатации может возникнуть ситуация, когда к ней нужно добавить или заменить устаревшее оборудование. Возникают вопросы, в каких шкафах еще есть место для него? Куда его можно установить без риска перегрузить систему распределения? Достаточна ли охлаждающая способность? На них поможет ответить программная надстройка для APC InfraStruXure Central Enterprise – Capacity Manager, т. е. менеджер ресурсов. Она подскажет, где разместить новые серверы, обозначив цветом такие места. Конечно, если на площадке не более 10 шкафов, то провести аудит просто и без таких ухищрений (хотя не всегда удается определить остаток ресурсов по охлаждению на глаз). А вот если площадок несколько и в каждой десятки стоек, задача становится тяжелой. Capacity Manager также облегчает учет оборудования (например, с помощью сканера штрихкодов) – как установленного, так и находящегося на складе.

При таких уровнях задач решения по изменениям и стратегию их воплощения часто разрабатывают специалисты рангом намного выше, чем те, кто непосредственно будет воплощать их в жизнь. Для эффективной коммуникации между ними служит еще одна надстройка Change Manager – менеджер изменений. Руководству достаточно провести изменения на экране монитора, назначить сроки и ответственных лиц. Они сохранятся в виде списка заданий, которые исполнители могут видеть на экране либо своего монитора, либо КПК (есть версия Change Manager для ОС Windows Mobile). Руководству остается отслеживать процесс выполнения задач, наблюдая реальную ситуацию.

Теперь рассмотрим функциональные возможности систем программных и программно-аппаратных средств мониторинга и управления.

Управление

АРС-MGE

Программные продукты АРС (как, впрочем, с определенными оговорками и других ведущих вендоров) можно разделить на сегменты по сферам их применения. В самом нижнем, пользовательском, находится PowerChute Personal Edition. ПО работает с ИБП младших моделей (например, линейкой Back-UPS), предназначенных для защиты отдельного компьютера и подключенных к ПК по COM- или USB-порту. Основная функция этого продукта – корректное завершение запущенных на компьютере приложений и его ОС в случае, если запас времени автономной работы исчерпан. Программа позволяет задавать время, требуемое на выключение системы. PowerChute Personal Edition имеет оригинальный графический интерфейс, с помощью которого производятся мониторинг и управление ИБП. Тут можно узнать процент заряда батареи и уровень нагрузки ИБП, причины перехода ИБП на питание от батареи, задать пороговые значения входного напряжения (при достижении которых ИБП перейдет на автономное питание), время, когда ИБП будет соблюдать «режим тишины» (т. е. не будет подавать звуковых сигналов). Данный продукт предоставляется на CD в комплекте с ИБП, а также свободно доступен на сайте www.apc.ua.

Приложение Procera Plus позволяет инженеру произвести расчеты для определения перечня требующихся для интегрированной системы General Electric SE Digital Power компонентов в интерактивном режиме

Следующий сегмент ПО ориентирован на малый офис. PowerChute Business Edition также предназначен для использования с ИБП, которые подключены к ПК с помощью коммуникационного порта, но при этом предполагает, что эти компьютеры объединены в сеть. Данное ПО несколько сложнее предыдущего, поскольку состоит из трех функциональных частей. Первая – агент, который служит для локального общения компьютера с ИБП, вторая – сервер, собирающий информацию от агентов, и третья – консоль, позволяющая эту информацию получать в понятном оператору виде. Таким образом, администратор может видеть состояние всех ИБП с одного экрана и управлять ими. Программа доступна для различных ОС в двух модификациях. Бесплатная PowerChute Bussines Edition, с ограничением в 5 агентов, платная версия PowerChute Bussines Edition Delux расширяет количество ИБП до 25 и имеет ряд дополнительных функций.

Если предприятие насчитывает большее число ИБП, то целесообразнее применять централизованную схему бесперебойного питания, когда группа компьютеров обеспечивается одним ИБП. В этом случае задача корректного завершения работы компьютеров или, возможно, серверов решается с помощью PowerChute Network Shutdown. Но это при условии, что в централизованном ИБП установлена карта сетевого управления. Для ИБП APC мощностью 5000 В•А и более, а также для нескольких моделей меньшей мощности она поставляется в комплекте. ПО отслеживает состояние ИБП и при наступлении определенных событий завершает работу оборудования, на котором она установлена. Карта сетевого управления ИБП способна таким образом обслуживать до 50 единиц. Программа бесплатная, есть версии для различных пользовательских и серверных ОС.

Как видно, указанные продукты связаны только с ИБП. Если же говорить о более высоком корпоративном сегменте, то тут потребуются продукты куда более технологичные.

Для мониторинга различных устройств применяется программно-аппаратный комплекс InfraStruXure Manager. Это небольшой сервер с операционной системой AOS (APC Operation System). На базе этой ОС работает специальное приложение, собирающее информацию с любых устройств АРС, оснащенных сетевым портом. Это могут быть ИБП, блоки распределения питания, контролирующие входной ток, системы кондиционирования, мониторинга параметров окружающей среды, контроля доступа к шкафам с IТ-оборудованием и другие элементы инженерной инфраструктуры ЦОД. InfraStruXure Manager позволяет наблюдать их состояние на одном экране администратора. Также с помощью этого комплекса можно создать выделенную сеть мониторинга инфраструктуры и автоматически находить в ней устройства АРС.

К решениям более высокого уровня можно отнести InfraStruXure Central. Его функциональность проявляется в большей мощности аппаратной составляющей. Так, он способен отображать данные от многих камер системы видеонаблюдения APC NetBotz на одном экране. InfraStruXure Central существует в двух версиях, отличающихся аппаратной составляющей: Standard и Enterprise. Последняя позволяет расширять возможности с помощью дополнительного ПО Capacity Manager и Change Manager.

Capacity Manager может в графическом виде отслеживать ресурсы инженерной инфраструктуры ЦОД. Для этого требуется создать план помещения с расставленными шкафами и указать, какое оборудование в них установлено. При этом в состав данного ПО включен большой перечень серверного и телекоммуникационного оборудования, являющегося результатом совместной работы АРС и производителей IТ-оборудования, его характеристики (такие как потребляемая мощность, занимаемое пространство в шкафу, тепловыделение). Таким образом, формируется отчет, показывающий свободное место в шкафах, реальное потребление оборудованием (этот параметр Capacity Manager получает от блоков распределения питания с измерением потребляемого тока), а также запас по холодопроизводительности (параметр передается от интеллектуальных блоков кондиционирования). На основании данной информации администратор может принять решение, в какие шкафы установить дополнительное оборудование без риска перегрузки блока распределения питания или создания точек перегрева. А Change Manager в этом случае поможет спланировать, зафиксировать и документально провести в графическом виде его добавление.

Eaton

Приложение Cluster Plus используется на этапе конфигурирования и конструирования системы и позволяет подготовить полный комплект документов, включающий фронтальные виды и планы расположения элементов системы

Логика построения подсистемы контроля у компании несколько другая. Для удаленного мониторинга ИБП предлагается инсталлировать (или использовать внешние подключения) законченное решение – Web/SNMP адаптеры Connect UPS, взаимодействующие с установленным на отдельном ПК или сервере ПО NetWatch и LanSafe. В функции последнего входит обеспечение автоматического сворачивания сети (либо локального компьютера) при возникновении длительных перебоев в электроснабжении, а также постоянного контроля параметров входного и выходного напряжения и тока. Кроме указанных адаптеров, ИБП Powerware могут передавать информацию во «внешний мир» через COM- или USB-порты, а также через релейные «сухие» контакты. ПО LanSafe поставляется в комплекте с каждым ИБП, позволяет использовать вместо Web/SNMP адаптера Connect UPS любую рабочую станцию сети: главный ПК, подключенный к ИБП, например по RS-232, можно объединить в логическую группу с другими компьютерами (которые могут функционировать под разными ОС), они будут подчиненными. Вся информация транслируется ведомым устройствам, благодаря чему обеспечивается сворачивание их работы. В данном случае выделенный главный компьютер со своим IP-адресом будет играть роль Web/SNMP карты, полностью замещая ее.

В числе новинок этого года Eaton представила Environmental Rack Monitor (ERM), небольшой шлюз со встроенным веб-сервером, осуществляющий через два датчика устройства контроля температуры и влажности в помещении EMP (Environmental Monitoring Probe) замеры в двух разных точках стойки, а также отслеживающий изменения состояний четырех дополнительных датчиков (сухих контактов). Данные в режиме реального времени выводятся на монитор компьютера по IP-, SNMP- или протоколу NMS. Для получения этой информации сам ИБП не требуется.

Для наиболее сложных и ответственных комплексных систем Eaton предлагает программный пакет PowerVision, обеспечивающий не только мониторинг и управление, но и обладающий мощными средствами анализа всей системы электропитания. Использование его результатов позволяет прогнозировать поведение системы и еще больше сократить вероятность простоев, предоставляя возможность администраторам сети и инженерам контролировать состояние и работу критически важного оборудования и локально, и в масштабах всего предприятия из любой точки сети. Среди 500 различных драйверов, осуществляющих подключение оборудования к данной системе мониторинга, имеются, например, для ИБП таких компаний, как APC, MGE и т. д.

PowerVision поставляется в трех редакциях: Network Edition, мониторинг нескольких ИБП в сети; Facility Edition, контролирующий также и другое оборудование в сети и имеющее расширенный набор инструментов мониторинга; Enterprise Manager, представляющий информацию о системе защиты электропитания предприятия в целом и поддерживающий множество существующих в сети серверов вышеупомянутых типов.

General Electric

Взамен Power JUMP DataShield вендор предлагает новое ПО UPSMAN с расширенной функциональностью и дружественностью интерфейса. Построено оно по модульной клиент-серверной архитектуре, что позволяет инсталлировать на каждом компьютере только ту часть пакета, которая непосредственно нужна для работы. Если UPSMAN в связке с ИБП (взаимодействие может осуществляться по портам RS-232, USB или по протоколу SNMP в IP-среде) определит, что напряжение нестабильное, пониженное или отсутствует, ПО инициирует выполнение различных заранее заданных действий (например, корректное завершение работы сервера и активных программ).

Модулем серверного ПО источников бесперебойного питания является непосредственно UPSMAN. Он собирает сведения от ИБП и интерпретирует их в зависимости от настроек для выдачи информационных и тревожных сообщений администратору и управляющих – для клиентов гетерогенных TCP/IP-сетей, у которых установлены модули RCCMD (Remote Console Command). Информация готовится также в графическом виде, характер отображения задается пользователем, ведется подробный журнал событий, доступный браузер.

В качестве информационной системы верхнего уровня предлагается система глобального удаленного мониторинга IRIS (Internet Remote Information System). В числе главных достоинств этого программно-аппаратного комплекса – высокая степень надежности обмена данными. Ведь поддержка, например, дистанционного отключения ИБП может обернуться непредсказуемыми потерями и последствиями; но даже если эта функция в системах средней мощности недоступна удаленно, обеспечение безопасности в подобных системах контроля и управления выходит на первый план. Для мощных трехфазных ИБП отключение нагрузки обычно не предусматривается или по умолчанию заблокировано, возможен лишь запуск теста (например, быстрый функциональный тест АКБ) или переключение на статический байпас. IRIS будет интересен компаниям, имеющим развитую структуру ИБП (в том числе третьих производителей) и нуждающимся в максимально удобном, наглядном и подробном мониторинге системы, который обеспечивается по различным каналам передачи данных. Компании-поставщики ИБП могут использовать его для контроля инсталлированных ИБП в режиме реального времени. Такая схема позволяет повысить оперативность реакции на возникшие в системе неполадки, тем самым снизив среднее время восстановления системы (MTTR) после сбоя.

Данное решение – программно-аппаратное, его основу составляет IRIS-сервер, построенный на UNIX-подобной ОС. Доступ к системе осуществляется только при вводе ID, имени пользователя и пароля и производится через защищенное соединение по https (SSL). ИБП подключаются через Ethernet (протокол SNMP) к локальному IRIS-серверу, который установлен в сети заказчика. Пользователь может наблюдать и контролировать систему с помощью любого установленного у него веб-браузера. Сообщения отправляются через внутренний e-mail-сервер, также предусмотрена возможность получать SMS-сообщения через соответствующий шлюз. Их доставка сопровождается передачей кода событий системы с указанием конкретного ИБП. Адаптер SMS поставляется опционально и подключается непосредственно к порту локального IRIS-сервера.

Система IRIS обеспечивает хорошую наглядность и удобство для оператора. Выдается детальная информация по географическому расположению, обеспечивающая быстрый доступ к многоуровневой структуре территориально распределенных систем ИБП. Параллельно в нескольких окнах отображаются собранные данные о событиях и значения параметров измерений от ИБП.

В заключение остается добавить, что большинство из перечисленных средств мониторинга ИБП «верхнего уровня» в той или иной степени могут быть интегрированы с системами сетевого управления (NMS).

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365