Системы защиты электропитания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Обнинский институт атомной энергетики - филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"

Кафедра информационных систем

Реферат

по курсу "Администрирование ИС"

Системы защиты электропитания

Студент А.В. Кудрявцев

Руководитель Д.В. Охрименко

Обнинск 2014

Системы защиты электропитания предназначены для защиты оборудования от скачков напряжения и других проблем с электропитанием. В частности, выбросы и скачки напряжения могут привести к повреждению серверов и клиентских компьютеров, а отсутствие напряжения - к потере данных или, как минимум, к снижению производительности труда. Поскольку на дисках серверов хранятся данные целых подразделений или всей компании, потеря данных гораздо опаснее, чем отказ оборудования. Для разных видов опасности предназначены соответствующие типы защиты серверов.

Источники бесперебойного питания (ИБП). Защищают системы от падения уровня напряжения или отключения электропитания.

Ограничители напряжения. Защищают систему от скачков и выбросов напряжения.

Избыточные блоки питания. Защищают систему в случае отказа блока питания.

Типы ИБП и их производители

Существует несколько основных типов ИБП. Наиболее важные перечислены ниже.

· Резервные. Подобные ИБП предназначены прежде всего для персональных компьютеров.

· Линейно-интерактивные. Наиболее распространенный тип ИБП для пьедестальных и монтируемых в стойку серверов.

· Постоянно включенные с двойным преобразованием. Подобные ИБП оказываются удачным выбором для конфигураций N+1 (избыточных) в крупных центрах данных, а также для защиты группы серверов. Порой их называют истинными ИБП.

В следующих разделах приведен список ведущих производителей ИБП, описан процесс определения рейтинга ИБП, сравниваются технологии ИБП, а также рассмотрены функции, наиболее важные при выборе ИБП для определенной конфигурации серверов.

Назначение рейтингов ИБП

Наиболее часто назначения рейтингов ИБП состоит в использовании значений в В*А (вольт-амперы). Этот рейтинг позволяет судить о мощности, обеспечиваемой источником бесперебойного питания, а значит, и о том, как долго он сможет обеспечивать работоспособность подключенных устройств. Хотя ИБП с рейтингом меньше 2000 В*А и справятся с одним сервером и подключенными к нему устройствами, для обеспечения работы нескольких устройств вам потребуется более мощное решение. Чем выше рейтинг ИБП в В*А, тем больше устройств можно подключать к нему.

Вычисление необходимой мощности блока питания

Если вы собираете сервер самостоятельно, убедитесь в том, что блок питания и ИБП смогут обеспечить необходимую мощность. Кроме того, ИБП должен обладать достаточным рейтингом в В*А, чтобы обеспечить стабильное питание компьютера, монитора и других важных устройств.

Один из методов вычисления необходимой мощности, которую должен обеспечить ИБП, состоит в суммировании мощности, необходимой каждому компоненту в системе, а также подключенному к внешним портам и получающим от них питание. Также следует учесть потребление устройств, подключаемых к ИБП, таких как накопители на магнитной ленте, маршрутизаторы и модемы. Полученное значение следует умножить на 1,67, чтобы получить минимально достаточное значение рейтинга в В*А. Хотя энергопотребление внешних устройств часто указывается прямо на корпусе, для внутренних устройств подобные сведения в документации указывают редко.

К счастью, сайт JCS Custom PCs разработал прекрасный интерактивный калькулятор (www.jscustompcs.com/power _ supply/), позволяющий вычислить требования к мощности блока питания для компьютеров или серверов на базе процессоров Intel или AMD.

Например, предположим, что у вас есть двухпроцессорная система на базе Intel Xeon с частотой 3 ГГц, содержащая видеоадаптер PCI, четыре модуля памяти DDR, три жестких диска, записывающий накопитель DVD, плату хост-адаптера SCSI, два сетевых адаптера PCI, а также два корпусных вентилятора..

Подобные вычисления для конкретной системы вы сможете выполнить самостоятельно. Можете добавить известные вам значения в приведенный выше пример или использовать специальные инструменты вычисления, доступные на некоторых сайтах, посвященных ПК (например, www.jscustompcs.com/power _ supply/).

Типы ИБП

Как будет описано ниже, тип ИБП является ключевым фактором, определяющим надежность работы. В следующих разделах рассмотрено несколько типов источников бесперебойного питания.

· Резервные ИБП.

· Линейно-интерактивные ИБП.

· Постоянно включенные ИБП с двойным преобразованием.

· Феррорезонансные ИБП.

Подобные ИБП обеспечивают работу отдельных серверов или всех устройств в серверной комнате. Для обеспечения работы крупных серверных систем используются постоянно включенные ИБП с дельта-преобразованием, рассмотрение которых выходит за рамки настоящей книги.

Резервные ИБП

Большинство моделей ИБП начального уровня для персональных ПК относится к категории резервных. Подобные устройства работают только при отсутствии входного напряжения.

Резервный ИБП использует специальную электрическую схему, контролирующую уровень входного напряжения. Если она определяет проблемы с напряжением в сети, осуществляется переход на работу от батарей и инвертора. Инвертор преобразует энергию батареи в переменное напряжение 240 В, после чего передает подключенной системе.

Современные модели резервных ИБП способны накопить небольшую энергию в трансформаторе и передать ее устройствам в ходе переключения с переменного напряжения на энергию от батареи. Трансформатор выступает в качестве буфера для линии электропитания, что позволяет ИБП работать практически без прерываний. При выборе модели ИБП обратите внимание на значение времени переключения (оно не должно превышать 6 мс). Если это значение очень большое, в работе компьютера может произойти сбой. Также следует обратить внимание на минимальное напряжение, при котором ИБП сохраняет работоспособность.

Резервный ИБП не обеспечивает регулировку напряжения, так как он не оснащен специальным устройством, а значит, при нормальном режиме работы просто передает переменное напряжение от источника к подключенным устройствам.

Батарея используется только при отсутствии входного напряжения. Хотя резервные ИБ не рекомендуется применять с серверами, так как их мощность ограничена (максимум 1,5,кВ*А --1500 В*А), производительные модели (700 В*А и выше) рекомендуется использовать с клиентскими ПК, выполняющими важную роль.

Функции ИБП

Хотя выбор ИБП с достаточным рейтингом в В*А для сервера очень важен, рейтинг в В*А - не единственный фактор, который следует учитывать при покупке. Также следует принять во внимание управление, интерфейс взаимодействия ИБП и сервера и функциональные возможности ИБП. Основные полезные функции ИБП, на которые стоит обратить внимание, описаны ниже. электропитание мощность напряжение серверный

· Поддержка управления сервером. ИБП должны иметь возможность передавать серверу сигналы о проблемах с электропитанием, чтобы система успела завершить работу в случае отключения питания. Для этого используется последовательный порт или порт USB, а также поставляемое вместе с ИБП или стандартное программное обеспечение Windows.

· Поддержка серверной операционной системы. Если сервер работает под управлением операционной системы, отличной от Windows, убедитесь в том, что вместе с ИБП поставляется управляющее ПО, совместимое с используемой вами операционной системой (Linux, Solaris, Novell NetWare, Unix). В некоторых случаях вам потребуется загрузить необходимое программное обеспечение после приобретения устройства.

· Поддержка предпочтительного порта ввода-вывода. Традиционно ИБП взаимодействуют с сервером через последовательный порт (COM). Однако многие современные модели также оснащены портом USB, который дополняет или заменяет последовательный порт.

· Подходящий форм-фактор. При использовании монтируемого в стойку сервера вы наверняка отдадите предпочтение ИБП, также монтируемым в стойку. В противном случае подойдут устройства в исполнении "башня" и "мини-башня". Некоторые модели ИБП поддерживают оба варианта исполнения. Некоторые компании выпускают в рамках одной серии устройства с разным рейтингом В*А, монтируемые в стойку и в исполнении "башня".

· Регулирование мощности. Это стандартная функция постоянно включенных ИБП с двойным преобразованием, но в случае линейно-интерактивных устройств ее реализуют дополнительно.

· Возможность управления по сети. Если ИБП находится в серверной комнате, недоступной пользователям, то вам следует обратить внимание на модели, поддерживающие интеграцию с сетевым интерфейсом управления. Чаще всего речь идет об интерфейсе 10/100 Ethernet, однако порой поддерживается и аналоговое модемное подключение. Поддержка сетевого интерфейса управления приводит к увеличению стоимости ИБП на сумму порядка 300 долларов.

· Коррекция точки перехода на батареи. Если уровень входного напряжения значительно отличается от стандарта 240 В, то вам необходима модель ИБП, которая позволяет задать уровень напряжения, при котором осуществляет переход на использование батарей.

· Совместимость с генераторами. Некоторые модели ИБП не предназначены для совместного использования с генераторами. Если вам необходима такая возможность, обратите внимание на модели ИБП, совместимые с генератором.

· Батареи с горячей заменой. Если в вашем регионе часто возникают проблемы с электропитанием, то стоит подумать о возможности замены батареи, не выключая ИБП.

· Дополнительные батареи. Если вы планируете обеспечить защиту нескольких серверов с помощью одного ИБП, обращайте внимание на модели, поддерживающие подключение дополнительных батарей. При необходимости в большей емкости ИБП добавьте еще одну батарею.

· Автоматическая перезагрузка. ИБП с такой функцией способны автоматически перезагружать устройства после восстановления электропитания.

Защита от перенапряжения

Практически каждый ИБП, подходящий для использования в серверах, обеспечивает защиту от перенапряжения. Таким образом, нет необходимости в отдельном ограничителе напряжения или сервере, подключенном к ИБП. Ограничители напряжения - это специальные устройства, поглощающие скачки напряжения, возникающие при попадании молнии в электрооборудование и в других подобных ситуациях. Подобные скачки напряжения могут привести к серьезным повреждениям оборудования.

Поскольку ограничители напряжения помогают защитить компьютеры и другие электронные устройства, вам следует подключить все устройства, не подключенные к ИБП, к ограничителям напряжения.

В ограничителях напряжения используется несколько металл-оксидных вариаторов, MOV (metal-oxide varistor), которые способны отсечь напряжение выше определенного уровня. Вариаторы выдерживают напряжение до 6000 В, ограничивая напряжение значением 200 В. Несмотря на то что вариатор выдерживает достаточно высокое напряжение, очень резкие скачки, например при попадании молнии, приведут к разрушению вариатора. Итак, ограничители прекращают работу после большого скачка напряжения или целой последовательности небольших скачков.

Отдавайте предпочтение тем моделям ограничителей, которые прекращают подачу напряжения при отказе одного из вариаторов MOV. Также полезна индикация работоспособности, что позволят понять, работает ли устройство, просто бросив взгляд на него.

Организация UL разработала прекрасный стандарт UL 1449, определяющий требования к ограничителям напряжения. Если ограничитель соответствует этому стандарту, то это хорошее устройство, обеспечивающее более высокую защиту, чем блок питания ПК. Таким образом, приобретаемые модели ограничителей напряжения должны удовлетворять следующим требованиям:

· соответствие стандарту UL 1449;

· автоматическое отключение ограничителя напряжения при отказе вариаторов MOV; наличие индикаторов работоспособности устройства.

Устройства, удовлетворяющие спецификации UL 1449, содержат соответствующие указания на корпусе или на упаковке. Если устройство не удовлетворяет спецификации, то его лучше не приобретать.

Также полезными оказываются следующие функции.

· Двухстороннее расположение розеток. Если розетки расположены с двух сторон ограничителя напряжения, то это упростит их использование.

· Увеличенный интервал для выпрямителей. Очень часто периферийные устройства, такие как модемы и некоторые модели принтеров, подключены к розеткам через выпрямители. Если вы используете подобные устройства, то по достоинству оцените ограничитель напряжения с увеличенным расстоянием между розетками.

· Защита от перенапряжения линий данных. Если к телефонной линии подключено многофункциональное устройство, не следует недооценивать скачки напряжения в телефонной линии. По телефонной линии передается электропитание (что позволяет использовать телефон при "просаживании" напряжения), а значит, по ней могут передаться и скачки напряжения, которые нанесут вред модему или серверу. Ограничители напряжения с портом RJ-11 обеспечивают защиту от скачков напряжения в телефонной линии. Современные ограничители также могут обеспечивать защиту для портов RJ-45 (Ethernet) и RG-6 (коаксиальный кабель).

· Встроенный прерыватель. Защищает систему от коротких замыканий в системе или в периферийных устройствах.

Для защиты линий данных, ведущих к серверу, например кабель RJ-11 (телефон), кабель RJ-45 (Ethernet) или коаксиальный кабель RG-6 (видео), следует использовать специальные сетевые фильтры, ограничивающие броски напряжения, подключаемые к отдельным линиям данных. Некоторые модели ИБП поддерживают данные функции в базовой комплектации, а другие - только в расширенной. Если выбранный вами ИБП не поддерживает данную функцию, подумайте о приобретении ограничителей напряжения от сторонних компаний, таких как Black Box Network Services (www.blackbox.com), Connect Technologies (www.connecttech.net) и др.

Размещено на Allbest.ru