Инфраструктура мобильных дата-центров

мартынюк_red_AP
Александр Мартынюк, исполнительный директор компании “ДиСи квадрат”

Типы мобильных ЦОД

На современном этапе ИТ-эволюции к мобильным можно отнести три концептуальные модели дата-центров: ЦОД в контейнере; ЦОД на базе контейнерных решений; сборно-разборный аналог классического дата-центра. Первые два подхода, близких по своей сути, возникли в 2005–2007 гг. сначала в США, а затем и в Западной Европе в ответ на потребность обеспечить решение краткосрочных ИТ-задач к нужному сроку без привязки к длительному – двух-трехлетнему – процессу создания классического дата-центра.

Контейнерные решения мобильных ЦОД

Первой реализацией идеи передвижного компактного дата-центра стал белый контейнер InfraStruXure Express Medium Density On-demand Mobile Data Center от APC (с 2013 г. APC by Schneider Electric), конкуренцию которому вскоре составили инфраструктурный комплекс ISE Cube, а также собственные решения мировых ИТ-грандов – Sun Microsystems (с 2010 г. входит в состав Oracle Microsystems), IBM, HP, Microsoft, Opera Software. В 2009–2011 гг. это направление получило развитие и в России на уровне предложений для операторов связи и передвижных информационно-вычислительных центров для полевых штабов ВПК. Кроме того, на заре становления рынка ИТ-аутсорсинга решение «ЦОД в коробке» стало хорошей альтернативой корпоративным вычислительным центрам с морально устаревшей инфраструктурой: инженерное оснащение имеющихся у них площадок не отвечало требованиям к эксплуатации информационных систем нового поколения, а появляющиеся коммерческие дата-центры еще не готовы были взять на себя ответственность за обеспечение необходимого качества сервисов.

Для первых решений мобильных ЦОД, умещавшихся в одном контейнере, была характерна высокая отказоустойчивость (Tier IV), которая обеспечивалась высокой плотностью компонентов инженерных систем, что, в свою очередь, определяло высокую (очень высокую) стоимость. Однако перемещение такой технологической площадки при соблюдении определенных требований к погрузке и бережной транспортировке проблем не вызывало. На новом месте для запуска ЦОД в эксплуатацию необходимо было подключить его к источнику электроэнергии (мобильному или стационарному) и обеспечить подвод охлаждающего компонента (как правило, воды). Учитывая, что эти решения были сконфигурированы под четко определенные задачи, подобное соотношение цены/качества/удобства принималось как данность.

Однако существовало серьезное ограничение, связанное со способностью контейнерной системы охлаждение утилизировать отработанное оборудованием тепло. Как следствие, расчетная нагрузка на стойку в контейнерном ЦОД не превышала 3–5 кВт и размещение большого количества современных блейд-серверов исключалось по умолчанию. С этой точки зрения ситуация не намного улучшилась и после появления конфигураций, где функциональная нагрузка на контейнер варьировалась – одни полностью заполнялись стойками, в других размещались жизнеобеспечивающие компоненты инженерной системы. Тем не менее указанный подход оказался более жизнеспособным: комплексные решения на основе «ЦОД в коробке» успешно реализуются компаниями Microsoft, HP, Rittal, Google. Широко известными примерами многоконтейнерных решений с распределенной инфраструктурой являются плавучие «зеленые» дата-центры Google и двухуровневые кампусы Microsoft, внешне напоминающие припортовые или привокзальные грузовые терминалы, раскинувшиеся на площади в несколько гектаров.

Международная компания SunGard (с 2014 г. Sungard AS) использовала «контейнерный» тренд для развития услуги «ЦОД напрокат», в рамках которой заказчикам компании доступна полная линия разных по масштабам законченных решений: от одного фургона (SunGard Mobile Data Center), готового к размещению 25 рабочих мест, до целого автопарка, предназначенного для развертывания полноценного мобильного офиса (SunGard Mobile Metro Center), в котором достаточно комфортно могут разместиться 175 рабочих групп.

В России указанное направление также продолжает развиваться. Отечественные разработчики («Ситроникс», «Президент-Нева») в разные годы создали более доступные по стоимости решения, ориентированные на потребности операторов связи и промышленных компаний, которые занимаются разведкой и добычей полезных ископаемых. Конфигурация этих комплексных решений разрабатывается, как правило, с привязкой к антивандальным контейнерам собственного производства и с учетом рекомендаций TIA-942 ко второму уровню надежности, т. е. с резервированием части компонентов инженерной инфраструктуры, но без возможности проведения ремонтно-профилактических работ параллельно с предоставлением ИКТ-сервисов. Как показывает практика, в большинстве случаев при хорошей организации сервисной поддержки такая технологическая площадка оправдывает себя как финансово, так и функционально.

С технической точки зрения эти решения довольно привлекательны: в момент поставки заказчик получает почти готовое к эксплуатации решение, которое может функционировать и как самостоятельная единица, и как квант крупного дата-центра. Но не стоит упускать из виду, что за этим «почти» стоит необходимость подготовки ровной площадки, подключения электроэнергии, каналов связи, воды, канализации, наличия свободных мощностей на холодильной машине (а если мобильный ЦОД должен быть отказоустойчивым, то на двух холодильных машинах). К тому же если такой квант рассчитан на напряжение 110 В, как в случае Sun Blackbox, то еще придется поставить трансформаторы. И хорошо, если обо всех этих нюансах вендор известит заказчика заранее.

Существенным фактором, сдерживающим использование контейнерных решений, является их высокая себестоимость. Несмотря на это, решения данного класса пользуются заслуженным успехом у крупных ИТ-компаний и операторов связи, а также в тех отраслях, специфика которых требует регулярно оперативно развертывать территориально удаленные узлы корпоративной инфраструктуры. Наглядный пример тому – признание российской версии контейнерного МЦОД Daterium, разработанного компанией «Ситроникс».

Примером применяемой сегодня отечественной разработки контейнерного ЦОД может служить и типовое решение компании ООО «Президент-Нева» «Энергетический центр», реализованное в двух контейнерах: один предназначен для размещения четырех 19-дюймовых открытых стоек (в том числе трех стандартной глубины 800 мм и одной для оборудования глубиной 1300 мм), другой выполняет роль энергообеспечивающего центра.

Модульные решения мобильных ЦОД

В 2007–2010 гг. стало очевидно, что контейнерные решения при всех их достоинствах не смогут стать полновесной альтернативой стационарным площадкам, ориентированным на размещение оборудования высокой вычислительной плотности, для размещения и эксплуатации которых нужны стойки с энергопотреблением 10 кВт и выше. Становилась все более очевидной заинтересованность в компактных площадках, пригодных для размещения стоек и оборудования с высоким энергопотреблением и при этом оснащенных энергоэффективными и экологичными инженерными системами, способными отвести большое количество выделяемого тепла. Появившиеся к тому моменту концепции классических стационарных площадок с зональным распределением вычислительных ресурсов и единым инженерным ядром (например, «бабочка» HP и схожие по идеологии разработки других американских и японских инжиниринговых компаний) дали импульс для создания «легоподобных» энергоэффективных комплексных решений из модулей заводского изготовления. За рубежом такие решения выпускаются под брендами BladeRoom, Colt, AST SSD, HP EcoPOD, I/O Anywhere, в России примером сборно-разборного решения может служить концепция Stack.КУБ компании Stack.Labs, опытный прототип которой был собран в 2010 г. в подмосковном Одинцове, а затем – в порядке тестирования – демонтирован и перемещен на подготовленную площадку в Пущино и впоследствии – для коммерческой эксплуатации – в Санкт-Петербург.

Еще одной отечественной компанией, сделавшей ставку на «легоподобные» решения для создания ЦОД, стала «Аякс-Инжиниринг», которая в 2011 г. завершила проект строительства дата-центра для Яндекса с мощностью ИТ-нагрузки 2,2 МВт. В проекте была использована запатентованная система охлаждения ЦОД Full freecooling (FFC), которую специалисты компании создали на базе промышленного образца теплообменника Kyoto Cooling. Использование восьми таких установок на 280 кВт (две FFC на каждый из четырех машинных залов) позволило разместить в дата-центре 96 средненагруженных стоек по 12 кВт и 72 высоконагруженные стойки по 15,5 кВт. Расчетный PUE нового дата-центра Яндекса составляет 1,11–1,49, среднегодовой PUE равен 1,17. В настоящий момент «Аякс-Инжиниринг» продолжает работать над развитием данного направления.

В этом плане отечественным разработчикам удалось создать продукт, сопоставимый и по качеству, и по энергоэффективности с западными аналогами, где создание дата-центров, реализованных из типовых стандартных элементов по «лекалам» заказчика, успешно развивается около 20 лет. Яркий пример – британская компания BladeRoom, которая специализируется на предоставлении технически сложных модульных установок заводского производства заказчикам, работающим в сфере здравоохранения, в оборонной и государственной отраслях и т. д. Энергоэффективное решение (PUE 1,13), созданное этой компанией, позволяет реализовать дата-центр любого масштаба – от 10 до 240 и более стоек. Допустимая нагрузка на стойку – от 1 до 24 кВт, причем никаких ограничений на размещение по соседству решений с разной вычислительной плотностью нет. Мощности такого дата-центра вводятся в эксплуатацию не одновременно, а по мере необходимости; в случае готовности площадки новый модуль может быть развернут в течение 12 недель. Дизайн дата-центра BladeRoom сертифицирован Uptime Institute на соответствие Tier III. Компания позиционирует свою разработку как оптимальное start-up решение для малого и среднего бизнеса либо как инфраструктуру для организации удаленного резервного узла поставщиков услуг colocation.

Аналогичные параметры заявлены и для дата-центра IO Anywhere, созданного в США в 2007–2010 гг. Его коэффициент PUE составляет 1,17, что достигается во многом за счет использования высокоэффективных систем для отвода тепла от модулей, заполненных вычислительными системами. Модули IO Anywhere представляют собой сборные стальные конструкции заводского производства. Они сейсмически устойчивы, что позволяет разворачивать дата-центры даже в регионах, подверженных землетрясениям. Внутри каждого модуля имеется фальшпол, способный выдержать физическую нагрузку до 700 фунтов на квадратный фут.

Первый проект с использованием этого решения был реализован в прошлом году в штате Нью-Джерси, где всего за 90 дней был развернут дата-центр с общим энергопотреблением 3,6 МВт. Комплекс модулей IO Anywhere был произведен и укомплектован на фабрике IO в Финиксе (штат Аризона), а затем доставлен на трейлерах в модульный центр IO в Эдисоне (штат Нью-Джерси).

Еще один красивый проект ввода в эксплуатацию модульного дата-центра был закончен в начале нынешнего года в Исландии. Речь идет о технологической площадке Verne Global площадью 500 м², для размещения которой была выбрана территория бывшего командного центра НАТО площадью 18 га. Весь цикл строительства объекта, собранного из 37 модулей Colt Data Center Services, занял четыре месяца. Особенность этого дата-центра – 100%-ное потребление энергии от возобновляемых источников кампуса Кефлавик. Новый форм-фактор модулей Colt (представленный в 2011 г.) позволяет создавать гермозоны площадью 125, 250 и 375 м² и впоследствии постепенно наращивать их дополнительными модулями, а также регулировать диапазон плотности электропитания – от 750 Вт до 3 кВт на квадратный метр. На конференции DataCentres Europe 2011 компания отчиталась о результатах глобальной модернизации действующих дата-центров, позволившей снизить PUE на 10%, за что ей была присуждена премия за энергоэффективность ЦОД – The European Award for Energy Efficiency in Data Centres.

Стоит отметить, что западные производители энергоэффективных компонентов в последние годы проявляют заметный интерес к участию в комплексных проектах, подпадающих под действие национальной программы по импортозамещению. В 2014 г. компания CommeScope представила российскому рынку свое решение Data Center on Demand, которое, по утверждению разработчиков, имеет наиболее выигрышное на сегодняшний день сочетание удобства, экономичности и энергоэффективности. Сборка ЦОД CommScope под запрос заказчика осуществляется на заводе из стандартных компонентов, которые легко стыкуются друг с другом. Затем уже готовое и настроенное решение разбирается на части, доставляется на место (заявленный срок поставки в Россию составляет 8–12 недель) и собирается снова с помощью обычных погрузчиков в течение нескольких дней. Emerson Network Power, также активно продвигающая свои услуги в России, делает ставку на контейнерные решения, габариты которых превышают размеры стандартных грузовых на 1 м в ширину и 40 см в высоту. Это позволяет использовать надежную конструкцию из жестко закрепленных стоек, оставив проходы, достаточные для замены и обслуживания ИТ-оборудования, и без проблем сделать над стойками кабельную разводку. Срок эксплуатации такого ЦОД рассчитан на 15–20 лет, правда, и стоимость его в 5–10 раз выше стандартных (грузовых) вариантов исполнения.

Не исключено, что в ближайшее время рынку будут предъявлены новые инвестиционно-привлекательные решения, родившиеся в результате такого сотрудничества.

Поделиться:
Спецпроект

Напряженный трафик или Современные требования к инфраструктуре ЦОД

Подробнее
Спецпроект

Специальный проект "Групповой спутниковый канал для территориально-распределенной сети связи"

Подробнее

Подпишитесь
на нашу рассылку