Итак, вам только что вручили техническое задание или провели экскурсию по серверной, находящейся в стадии обустройства, и кто-то бросил вам фразу «шафа 42U». Если вы смотрите на пустой металлический ящик и гадаете, что же на самом деле туда помещается, — вы не одиноки. Я не раз видел, как ИТ-команды заказывали шкафы неправильной глубины, забывали о распределении питания или сталкивались с нехваткой места на полпути развертывания, потому что никто заранее не составил схему размещения оборудования в шкафу.
Позвольте мне рассказать вам, что реально помещается в стандартный сетевой серверный шкаф высотой 42U, сколько места занимает каждый элемент и где люди обычно допускают ошибки.
Что на самом деле означает «42U»?
Прежде чем перечислять оборудование, полезно разобраться с единицей измерения. «U» (или RU, rack unit) — это стандартная единица измерения вертикального пространства в серверной стойке. Одно U соответствует 1,75 дюйма (44,45 мм) вертикального монтажного пространства.
Таким образом, стойка высотой 42U предоставляет вам около 73,5 дюймов (примерно 2 метра) полезной вертикальной высоты. Это кажется немалым пространством, пока вы не начнете устанавливать друг на друга серверы высотой 1U, коммутаторы высотой 2U и ИБП высотой 3U. Место исчезает быстрее, чем можно было бы ожидать.
Когда люди говорят о сетевом серверном шкафу 42u, они обычно имеют в виду напольный шкаф шириной 19 дюймов с перфорированными или глухими дверцами, боковыми панелями и встроенными монтажными рейками, соответствующими стандартам EIA-310.
Оборудование, которое обычно устанавливается в стойку
Исходя из того, что я видел в производственных помещениях и серверных на периферии, вот типичная компоновка оборудования сверху вниз:
Серверы в стойке
Самый очевидный вариант размещения. Сервер высотой 1U занимает 1,75 дюйма по вертикали, но помните: необходимо предусмотреть зазоры для вентиляции, пространство для прокладки кабелей, а иногда и полку ниже для более тяжелых устройств. На практике в шкаф может поместиться от 20 до 30 серверов, если все устройства имеют высоту 1U и вы не устанавливаете дополнительные компоненты, но в реальности шкафы почти никогда не выглядят именно так.
Большинство предприятий сочетают вычислительные узлы формата 1U с серверами формата 2U, предназначенными для хранения данных или оснащенными большим количеством графических процессоров. Один сервер с графическими процессорами формата 4U или 5U может сам по себе занимать почти десятую часть вашей стойки.
Сетевые коммутаторы и маршрутизаторы
Коммутаторы ядра, агрегационные коммутаторы и пограничные маршрутизаторы обычно размещаются в верхней или средней части шкафа, чтобы сократить длину кабелей, идущих к патч-панелям. Типичный коммутатор 1U, устанавливаемый в верхней части стойки, занимает одну единицу высоты (U), однако модульные коммутаторы в шасси могут иметь высоту от 4U до 7U.
Не забывайте, что коммутаторам требуется достаточное количество портов — даже 48-портовый коммутатор в корпусе 1U по-прежнему тянет за собой целую связку медных или оптоволоконных кабелей. Соответственно планируйте расположение кронштейнов для прокладки кабелей.
Коммутационные панели и системы организации кабелей
Это «тихие» поглотители места. Коммутационная панель на 24 или 48 портов занимает 1U. Горизонтальные системы организации кабелей (кабельные каналы, которые можно увидеть между блоками стойки) занимают ещё по 1U каждая. В хорошо организованном шкафу на организацию кабелей может уходить от 10 до 15 процентов от общего объема пространства в единицах U.
Если пропустить этот этап, то через шесть месяцев вам придётся потратить целый час на поиск причины сбоя в работе одного-единственного кабеля.
ИБП и устройства распределения питания
ИБП для монтажа в стойку обычно имеют высоту от 2U до 6U в зависимости от мощности (от 1 кВА до 6 кВА). Наряду с ним потребуется PDU (устройство распределения питания) — либо вертикально установленное на задней направляющей, либо встроенное в стойку с высотой 1U.
Здесь важна избыточность. Если на серверах установлены два источника питания, вам понадобятся два независимых блока PDU. Заранее предусмотрите для них место, поскольку блоки ИБП имеют большой вес и для обеспечения устойчивости их часто размещают в нижней части стойки.
Устройства хранения и резервного копирования
Устройства NAS, массивы SAN, ленточные накопители и устройства резервного копирования часто занимают от 2U до 5U каждое. Эти устройства отличаются значительной массой и высокой тепловыделением, поэтому схема охлаждения приобретает решающее значение.
Мониторинг, KVM и аксессуары
KVM-коммутатор (1U), датчик параметров окружающей среды (1U), выдвижной ящик для монитора и клавиатуры (от 1U до 2U), а также модуль пожаротушения или датчик температуры дополняют оснащение шкафа. Об этом легко забыть, пока они не понадобятся в 2 часа ночи.
Типовая стойка 42U — основные размеры и характеристики нагрузки
Вот справочная таблица, которой я пользуюсь при планировании расположения стоек. Конкретные цифры могут варьироваться в зависимости от производителя, но эта таблица даст вам реалистичную отправную точку.
| Параметр | Типичное значение | Примечания |
|---|---|---|
| Полезная высота | 42U (прибл. 2000 мм) | 1U = 44,45 мм |
| Внутренняя ширина | 19 дюймов (482,6 мм) | Стандарт EIA-310 |
| Внешняя ширина | 600 мм | У некоторых моделей — 800 мм (для глубины прокладки кабеля) |
| Внутренняя глубина | 600–1200 мм | Подбирается в соответствии с самым глубоким сервером |
| Статическая грузоподъёмность | 800–1500 кг | Перед загрузкой тяжелого ИБП необходимо проверить |
| Максимальная нагрузка на одну полку | 50–100 кг | Для фиксированных/вентилируемых полок |
| Рекомендуемая тепловая нагрузка | 3–8 кВт на шкаф | При нагрузке свыше 10 кВт требуется жидкостное или встроенное охлаждение |
| Вентиляторы охлаждения | 2–4 штуки, устанавливаемые сверху | 220 В, регулируемая скорость вращения |
| Материал | Холоднокатаная сталь SPCC | Толщина рамы 1,0–1,5 мм |
| Степень защиты | IP20 (стандартный) | Доступны герметичные модели |
Простое практическое правило: если глубина вашего самого глубокого прибора составляет 900 мм, выбирайте шкаф с внутренней глубиной не менее 1000–1100 мм. В противном случае задние кабельные выступы помешают закрытию дверцы.
Планирование расположения — где что разместить
Я видел достаточно беспорядочно заполненных стеллажей, чтобы понять: логика размещения имеет значение. Общие правила таковы:
- Верхняя часть: кабельные органайзеры, патч-панели, коммутаторы, устанавливаемые в верхней части стойки — кабели должны быть как можно короче.
- Середина: серверы и системы хранения данных — зона с наиболее удобным доступом и оптимальным воздушным потоком.
- Внизу: ИБП, массивы хранения большого веса, PDU — распределение веса внизу обеспечивает устойчивость шкафа.
Оставляйте от 1U до 2U свободного пространства через каждые несколько единиц стойки для обеспечения воздушного потока. Концепция «горячего» и «холодного» проходов основана на наличии этих зазоров. Полностью заполненная стойка без вентиляционных зазоров вызовет срабатывание тепловых сигнализаций в течение нескольких часов.
FAQ
Сколько оборудования на самом деле может вместить шкаф высотой 42U? Шкаф высотой 42U обеспечивает 42 единицы высоты. В реальной производственной среде, с учётом места для прокладки кабелей (около 5–7U), ИБП (2–6U), PDU (1U) и сетевого оборудования (2–4U), для серверов и систем хранения обычно остаётся около 28–34U. В зависимости от конфигурации это соответствует примерно 20–30 серверам размером 1U.
Какую глубину следует выбрать для сетевого серверного шкафа 42U? Глубина зависит от самого глубокого из ваших серверов. Обычно глубина составляет 600 мм, 800 мм, 1000 мм и 1200 мм. Для стандартных стоечных серверов подойдет глубина 800–1000 мм. Если вы планируете использовать серверы с графическими процессорами (GPU) или глубокие массивы хранения данных, выберите глубину 1100–1200 мм, чтобы оставить место для прокладки кабелей сзади.
Какой объем охлаждения требуется для полностью заполненного шкафа высотой 42U? Шкаф высотой 42U при умеренной нагрузке выделяет 3–6 кВт тепла. Если вы выполняете вычислительные задачи с высокой плотностью или нагрузки на графические процессоры (GPU), ожидайте тепловыделения в 8–15 кВт. В этом случае стандартного кондиционирования помещения обычно недостаточно — вам понадобятся встроенные в ряд охладители, теплообменники на задних дверях или система локализации горячего прохода.
Можно ли установить оборудование, не предназначенное для монтажа в стойку, внутри шкафа высотой 42U? Да, с использованием фиксированных или вентилируемых полок. Полки бывают высотой 1U, 2U или 3U и выдерживают нагрузку 50–100 кг на каждую полку. Просто убедитесь, что глубина полки соответствует глубине шкафа и что вы не препятствуете воздушному потоку к стоечным устройствам, расположенным выше и ниже.
Нужны ли шкафу высотой 42U выравнивающие ножки или ролики? Большинство шкафов поставляются с тем и другим. Ролики позволяют переместить пустой шкаф на место, а выравнивающие ножки принимают на себя нагрузку после установки оборудования. После установки серверов и ИБП ни в коем случае не перемещайте шкаф на роликах — вес может опасно сместиться.
