Как выбрать ибп для сервера

Классы бесперебойников

Все ИБП делятся на три класса:

1. Начальный уровень, английское название «off-line». Ничем особо не примечательны. Единственное адекватное действие бесперебойников такого вида на любые нарушения энергоснабжения — переход на питание от аккумулятора. Причем происходит переключение достаточно медленно, в среднем около 5 мс. Отличаются низкими мощностями, для питания серверов приспособлены слабо.
2. Средний уровень, «Line-interactive». От начального содержат в своей конструкции стабилизатор напряжения и достаточно мощные аккумуляторы. Часто используются для систем питания одного сервера. Могут быть трехфазными, но это редкость.
3. Максимальный уровень защиты или «on-line». Они же блоки бесперебойного питания с двойным преобразованием («double conversion»). Принцип действия немного отличается от предыдущих классов. Вначале ток внутри устройства конвертируется в 12 В постоянного, затем инвертором обратно в 220 В переменного вида. Все проблемы сети питания в момент трансформации сглаживаются, убираются скачки синусоиды, падения и подъем вольтажа. Хороший ИБП для питания стойки или всего ЦОД — это выбор профессионалов. Бывают как рассчитанные на работу от трех фаз, так и одной.

Расчет мощности и время работы

Основной характеристикой, обязательно учитываемой, когда подбираются конкретные источники бесперебойного питания для ЦОД и серверов, служит их мощность. Она должна быть с запасом выше, чем потребление всех клиентских устройств. Причины тут непосредственно две. Первая — время снабжения накопленным током и правильность циклов зарядки внутренних аккумуляторов.

Один из ИБП серверного класса:

В том случае, если мощность потребителей превышает возможности бесперебойника, время поддержки при отключении внешней электроэнергии будет ниже расчетной. Также встроенный АКБ никогда не зарядится, потому что ему просто не хватит объемов тока. Названая характеристика UPS обычно указывается или на его корпусе, или в документации. Имеет вид числа, оканчивающегося буквенным индексом VA (вольт×ампер). Ближайший Российский аналог — ватты. Здесь есть нюанс, касающийся трехфазных блоков питания — для них указанное значение нужно использовать с оглядкой на каждую из 3-х линий. То есть, на одну можно нагрузить максимум треть от общей характеристики ИБП.

Теперь что касается потребителей. Итоговая мощность суммируется от них всех, подключенных к конкретному бесперебойнику. К ней же берется запас в 20 %, которые тратятся на зарядку аккумулятора и внутренние процессы преобразований. Этот коэффициент свыше иногда еще называют КПД ИБП. Можно поступить иначе: мощность в VA умножить на 0.8, и уже полученный результат считать максимумом к возможному подключению.

Заполненная серверная стойка:

Теперь что касается самих клиентских устройств. Много раз описаны в интернете формулы расчета, исходящие из того, что один сервер потребляет от 0.5 до целого киловатта. Но это невозможно. Средняя мощность единичной машины берется из расчета максимум 150–300 Вт: она сама, плюс 30 Вт каждый жесткий диск в ее составе. Повторимся еще раз — все потребление подключенных к бесперебойнику устройств складывается. Сюда входят не только сервера, но и коммуникаторы, системы охлаждения стойки, различные сервисные механизмы. Данные о том, какое количество ватт потребляет каждое из них, можно найти в соответствующих справочниках или документации.

Тут нужно небольшое примечание. В списке характеристик ИПБ содержится запись о времени его работы при отключении внешнего энергоснабжения. Цифры указаны из расчета максимального потребления тока. Если же клиентское оборудование берет меньше, то и бесперебойник будет способен поддерживать его работу дольше.

Дополнительные функции, которыми обладают ИБП для сервера:

Современные источники бесперебойного питания имеют широкий функционал и оснащаются большим количеством опций. Для обеспечения оптимального уровня защиты чувствительного серверного и телекоммуникационного оборудования ИБП необходимы следующие опции:

• Автоматическое отключение защищаемого оборудования. При глубоком разряде батарей эта опция позволяет завершить работу операционной системы корректно и своевременно закрыть все активные приложения. Заблаговременное завершение работы происходит при помощи специального управляющего сигнала, который формируется при достижении уровня заряда АКБ заданного значения. Благодаря этому обрабатываемые данные не теряются и не искажаются при отключении сервера.
• Наличие байпаса. Байпас служит для коммутации сетевого напряжения в обход ИБП и позволяет проводить техническое обслуживание устройства, не прерывая электроснабжения подключенного прибора. Встречаются автоматический и механический байпас. Первый обычно встраивается в устройство и срабатывает при перегрузках и поломках, второй реализуется в виде внешнего модуля и рассчитан на ручное переключение.
• Функция «холодной» старт. ИБП при отсутствии внешнего напряжения запускается от батарей. Опция даёт возможность включения защищаемого оборудования во время длительного отсутствия электроэнергии.
• Функция «горячая» замена АКБ. Замена аккумуляторных блоков происходит без остановки рабочих процессов сервера.
• Поддержка параллельной работы. Данная опция позволяет объединять несколько ИБП одного типа, тем самым повышая общую надёжность и мощность системы.
• Подключение внешних аккумуляторов. Подключения дополнительных батарей продлевает автономную работу на значительный срок.
• Автоматическая диагностика батарей. Устройство анализирует техническое состояние, температуру и прочие характеристики аккумуляторов, при необходимости формируются аварийные сигналы.
• Управление. Удаленное управление предоставляет возможность контролировать, настраивать и управлять одним или всеми ИБП, подключенными к серверам. Устройство передает информацию о состоянии и зарядке батарей, подключенной нагрузке и режиме использования.
• Внешний интерфейс. Индикаторы на лицевой панели ИБП способствуют быстрому получению информиции о состоянии системы. Наличие ЖК дисплея позволяет настраивать ИБП вручную.

Кроме вышеуказанного, при выборе ИБП следует обратить внимание на предельный диапазон входного напряжения. Чем шире пороговые значения, тем с большим количеством сетевых перепадов устройство справляется без перехода в автономный режим

Большой диапазон входного напряжения уменьшает количество циклов зарядов – разрядов аккумуляторных батарей и сохраняет их ресурс.

Дополнительные возможности

Мощный ИБП с множеством дополнительных функций:

С общей структурой подбора бесперебойника понятно, методы подсчета мощности указаны. Осталось разобраться с дополнительными возможностями, предоставляемыми различными моделями, и порядком, облегчающими труд системного администратора.

А именно это:

1. Система активного выключения. Ее суть достаточно проста — бесперебойник кабелем соединяется с сервером. Последний через интерфейс получает информацию о состоянии питания и может управлять некоторыми функциями ИБП. Здесь важными считаются данные именно о текущем заряде аккумулятора и состоянии подключения к сети. Если, к примеру, АКБ уже садится, а внешняя сеть недоступна, сервер корректно завершает свою работу с отправкой соответствующего сообщения администратору.
2. Горячая замена аккумуляторов. Позволяет не прекращать работу клиентского оборудования при каких-либо проблемах с накопителями энергии. Ответственный персонал единовременно заменяет вышедшие из строя элементы, не прерывая функционирование серверов.
   Замена аккумулятора:
3. Поддержка параллельной работы. Позволяет объединить несколько блоков бесперебойного питания в единую систему, суммируя их характеристики.
4. «Холодный старт». Позволяет запустить подключенное оборудование без доступности внешнего питания, только за счет сохраненной электроэнергии в аккумуляторах.
5. Автотест аккумулятора. Производит проверку состояния элемента питания, с контролем его основных характеристик. Вовремя напомнит о требуемой замене. Желательно сделать перед первым использованием.

Выбор возможности зависит от конкретных серверов. Зачастую используется несколько вариантов сразу.

Какой ИБП выбрать?

Область применения ИБП во многом зависит от его мощности, например:

1. Если требуется обезопасить домашние или небольшие корпоративные сети, состоящие из одного сервера, то можно использовать оборудование мощностью до 500 ВА.
2. Когда нужно обеспечить безопасность производственных или серверных систем из нескольких устройств, то подойдёт ИБП, рассчитанный на 1500-2000 ВА.
3. Для питания больших серверных станций, а также провайдеров стоит использовать оборудование мощностью 3000 ВА и выше.

Применение мощного ИБП для незначительной нагрузки может повлечь за собой неоправданные расходы.

Достоинства серверных ИБП ИМПУЛЬС

• Оптимальные параметры преобразования (скорость переключения, стабилизация частоты и напряжения). «Онлайновые» ИБП мгновенно переключают напряжение с сети на аккумуляторную батарею без каких-либо временных задержек. В отличие от других устройств, которые выполняют преобразование только напряжения, блоки с двойным преобразованием сглаживают частотные помехи.
• Безупречные характеристики на выходе. Эти устройства содержат качественный фильтр, который генерирует идеальный сигнал на выходе с требуемыми параметрами.
• Безопасность. Это один из основных критериев, от которых зависит работоспособность подключаемого серверного оборудования. «Онлайновые» устройства предохраняют сервера от перегрузок, скачков напряжения, токов короткого замыкания и частотных помех.

Варианты исполнения ИБП для сервера

Существует три варианта исполнения ИБП: напольные, в стойку и универсальные, которые могут быть смонтированы в стойку, а могут иметь напольное исполнение. Напольный вариант ИБП подойдет для обеспечения бесперебойным питанием одного сервера. Если же для защиты требуется подключение нескольких ИБП, то рационально использовать ИБП в стойку. Стойки экономят место, сокращают путаницу проводов и облегчают процесс обслуживания, предоставляя удобный доступ к оборудованию.

Наиболее распространенной является стойка 19 дюймов. Данный стандарт позволяет располагать ИБП друг над другом, упрощая процесс монтажа, эксплуатации и обслуживания. Современные ИБП в стойку снабжаются сервисами и ПО, которые позволяют осуществлять контроль за группой ИБП, а также информировать владельца об аварийных ситуациях и корректно завершать работу системы при длительном отсутствии электроэнергии.

Серии ИБП, подходящие для обеспечения бесперебойным питанием ответственного серверного оборудования.

• ИМПУЛЬС ФРИСТАЙЛ 31 (от 6 до 10 кВА) цена от 100 622 до 116 717 руб.
• Eaton 9SX (от 5 до 11 кВА) цена от 247 201 до 437 624 руб.
• Riello SDL Series (от 3,3 до 10 кВА) цена от 78 300 до 14 664 444 руб.
• Delta Electronics Amplon R (от 1 до 3 кВА) цена от 37 000 до 54 945 руб.
• APC Smart-UPS (от 420 до 5000 кВА) цена от 15 688 до 282 236 руб

Схемы защиты

Для сохранения важной информации используется несколько разновидностей схем резервирования:

1. Системы, которые строятся по схеме одномодульного преобразования напряжения. Они оборудуются индивидуальными аккумуляторами и предназначены для недолгого автономного функционирования (до 30 мин).
2. Системы с параллельным резервированием, включающие в себя две и более модели ИБП. Они подключаются параллельно и уравновешивают нагрузку. Стоит отметить, что подобная система, как правило, обладает запасом мощности (модули резервного питания).
3. Системы с последовательным резервированием. Они включают в себя один или несколько основных модулей, а также резерв. Каждый из них функционирует только в рамках своей нагрузки, резервный модуль играет роль первичного аккумулятора.

Каждая схема имеет свои особенности, а также положительные и отрицательные стороны, которые необходимо учитывать при использовании того или иного варианта, так как они играют немаловажную роль.

Особенности программного управления серверного ИБП

Прежде всего, ПУ предназначено для защиты ИБП. Таким образом, при кратковременном или полном исчезновении напряжения важная информация будет сохранена, так как ПУ гарантирует корректное завершение работы сервера.

Не стоит забывать, что функционирование оборудования во многом зависит от работоспособности АКБ. Если она окажется испорченной, то ИБП не сможет выполнить свои функции как резервный источник питания. Поэтому ПУ берёт на себя контроль за состоянием аккумуляторов (может предоставить сведения не только об уровне заряда, но и о дате последней замены АКБ).

Иногда (по желанию пользователя) программное управление планирует тестирование аккумулятора и сохраняет информацию о результатах испытаний. Пользователь получает уведомления об исчезновении питания или необходимости заменить АКБ.

Способ уведомления напрямую зависит от конкретной ситуации, поэтому его роль может сыграть обыкновенная рассылка, производимая средствами операционной системы в пределах одной локальной сети, сообщения, сгенерированные электронной почтой, или звонок, производимый посредством модема (передача последовательности тональных сигналов).

Классы ИБП

Резервные ИБП:

ИБП резервного типа: нормальный режим работы (rectifier — выпрямитель, inverter — инвертор, SPD — фильтр питания, bypass — байпас).ИБП резервного типа: аварийный режим работыЛинейно-интерактивный ИБП: нормальная работа.Линейно-интерактивный ИБП: аварийный режим.Линейно-интерактивные ИБП:

ИБП с дельта-преобразованием в штатном и автономном режимах.ИБП с дельта-преобразованием:

Линейно-интерактивный ИБП APC BR1000G дает на выходе не совсем чистую синусоиду, но такой аппроксимации достаточно для большинства устройств.системы с двойным преобразованиемИБП с двойным преобразованием отличает надежная защита нагрузки по электропитанию. ИБП с двойным преобразованием: аварийный режим, питание от батареи.ИБП с двойным преобразованием:

Краткое сравнение ИБП разных классов

• Класс VFI (Voltage & Frequency Independent) — выходные напряжение и частота ИБП не зависят от входных параметров.
• Класс VI (Voltage Independent) — выходная частота совпадает с входной, напряжение на выходе регулируется в заданных пределах.
• Класс VFD (Voltage & Frequency Dependent) — выходное напряжение и частота совпадают с входными.

• S соответствует синусоидальному выходному напряжению с коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) менее 8% как при линейной, так и при нелинейной нагрузке.
• X соответствует несинусоидальному сигналу с КНИ более 8% при нелинейной нагрузке.
• Y соответствует несинусоидальному сигналу при любой нагрузке, КНИ превышает установленные в IEC 61000-2-4 пределы.

Постановка задачи

Различные классы ИБП одного производителя:

Прежде чем выбирать конкретный класс ИБП для сервера и их мощность, необходимо остановиться на общем понимании того, что именно должно быть защищено. Здесь есть как минимум три варианта действий, любой из которых требует своего подхода и в каждом из которых назначение ИБП имеет свою особенность. Можно обеспечить бесперебойником каждый отдельный сервер, всю типовую стойку оборудования или помещение ЦОД, где они расположены в общем. Вариант со снабжением ИБП каждой единицы имеет тот плюс, что если вышел из строя конкретный источник бесперебойного питания, то будет отключена от сети только одна машина в стойке, функции которой зачастую резервируются. С другой стороны, подобный подход повышает потребление энергии, стоимость комплекса и, как ни парадоксально, уменьшает надежность за счет дополнительных устройств в общей массе. Среди подобных серверных ИБП, наибольшее распространение получили однофазные модели.

Классический вид серверного ИБП:

Предпочтительнее выглядит вариант, где для каждой отдельной стойки используется свой, единственный ИБП. Конечно, в случае его выхода из строя, вся масса серверов на участке сети будет отключена, но можно запланировать и дополнительное резервирование с отдельным питанием. Подобные бесперебойники могут быть как однофазными, так и трех. Главное их отличие — повышенная мощность 5–10 кВт.

Для крупного парка вычислительных систем, насчитывающих не одну сотню серверов, предпочтительнее выглядят мощные трехфазные ИБП, полностью снабжающие энергией весь объем оборудования. Их несравненным плюсом служит возможность расширения аккумуляторной базы, вплоть до таких пределов, что устройство поддержки способно сутками давать ток для работы всех серверов сети без внешнего питания.

Обзор ИБП для сервера

Сегодня в продаже можно встретить множество моделей источников бесперебойного питания для серверов, которые обладают уникальными техническими характеристиками, а также положительными и отрицательными сторонами. Наибольшей популярностью пользуются:

1. Ippon Innova G2 3000, имеющий выходную мощность 2700 Вт, 8 разъёмов, частоту 45-65 Гц и напряжение, колеблющееся от 100 до 300 В.
2. Ippon Innova G2 2000 с функцией двойного преобразования. Оборудование характеризуется выходной мощностью, достигающей 1800 Вт, максимальной поглощаемой энергией импульса 386 Дж и однофазным типом напряжения.
3. ИБП VPT-3K стоимостью от 25 до 27 тыс. руб. Период автономной работы составляет 10 мин, входное и выходное напряжения равны 220 В.
4. APC by Schneider Electric, который представляет собой интерактивный ИБП, оборудованный 9-ю выходными разъёмами.
5. ИБП 3C15KL представляет собой трёхфазный прибор с выходной мощностью 12000 Вт.
6. APC by Schneider Electric Back-UPS BK650EI, который является однофазным оборудованием, способным работать автономно в течение 18 минут.
7. PT-10K. Устройство предназначено для мгновенного переключения режимов, частота составляет 50 Гц.
8. APC by Schneider Electric Back-UPS BE550G-RS, который имеет 8 выходных разъёмов, мощность достигает 330 Вт.
9. V-3000-F-LCD. Входное напряжение — 220 В, время полной зарядки АКБ составляет 6-8 часов.
10. PowerMan UPS BlackPro. Его выходная мощность составляет 600 Вт. Прибор предназначен для защиты небольших серверов.

Стоимость каждой модели может быть различной в зависимости от области применения, а также технических характеристик.