Dekodierung von Server-Rack-Abmessungen: U, Breite, Tiefe & Luft

Der Aufbau, die Modernisierung oder die Wartung jeder IT-Infrastruktur beginnt mit einer grundlegenden Entscheidung, die sich auf den gesamten Lebenszyklus Ihrer Geräte auswirkt: die Wahl des geeigneten Server-Racks. Ein Serverschrank ist kein Möbelstück, sondern das Herzstück Ihres Netzwerks, das Gehäuse für Ihre wertvollsten Güter, einschließlich der Computerausrüstung und der elektronischen Geräte, und ein sehr wichtiges Element, um deren Effizienz und Wohlbefinden zu gewährleisten. Wenn Sie die richtigen Maße wählen, schaffen Sie eine zuverlässige, skalierbare und effiziente Umgebung. Wenn Sie sie falsch wählen, sind Sie auf dem Weg in eine Zukunft voller Interoperabilitätsprobleme, Wärmeprobleme und Platzverschwendung.

Es kann jedoch schwierig sein, die Sprache der Serverschrankabmessungen zu lernen, eine Sprache, die ihre eigenen Akronyme und Industriestandards hat. Wir sprechen über U-Höhe, 19-Zoll-Breiten und variable Tiefen. Diese Maße sind wichtig, unabhängig davon, ob es sich um industrielle Geräte oder Standard-Serverschränke handelt. In diesem endgültigen Leitfaden werden wir die wichtigsten Maße aufschlüsseln. Dabei beschränken wir uns nicht nur auf die Berechnung von Höhe, Breite und Tiefe, sondern gehen auch auf eine weitere Dimension ein, an die die meisten Menschen nicht wirklich denken: die vierte Dimension, Luft. Es ist die Kombination dieser vier Zutaten, die es ermöglicht, eine IT-Basis zu schaffen, die nicht nur funktional, sondern auch belastbar und zukunftssicher ist.

Was ist eine Höheneinheit (U)? Der Standard für die Höhe

Bevor Sie die Höhe des Schranks bestimmen können, müssen Sie die Maßeinheit der Geräte kennen, die sich im Schrank befinden werden. Die Höhe eines Serverschranks wird in Rack Units gemessen, die allgemein als U (oder RU) bezeichnet werden.

Ein U wird von der Electronic Industries Alliance (EIA) auf 1,75 Zoll (44,45 mm) festgelegt. Diese standardisierte Höhe ist der gemeinsame Nenner aller rackmontierbaren Geräte, sowohl von Servern als auch von Netzwerk-Switches, Patchpanels und unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV). Die Höhe eines Geräts wird in so vielen dieser Einheiten gemessen, wie erforderlich sind. Ein Beispiel: Ein 2U-Server ist 2 x 1,75 Zoll hoch, also 3,5 Zoll.

Die Rechenzentrumsbranche basiert auf dieser Standardisierung. Sie stellt sicher, dass ein 1U-Server eines Anbieters perfekt in den 1U-Steckplatz eines beliebigen Standard-Racks eines anderen Anbieters passt. Ein Rack-Schrank, der als 42U beworben wird, enthält 42 Rack-Einheiten an vertikalem Einbauraum. Dies ist eine einfache, globale Methode, um den benötigten Platz zu ermitteln. Sie addieren einfach die Gesamthöhe der Geräte, die Sie installieren wollen (als U-Höhe), um die erforderliche Mindesthöhe des Racks zu ermitteln.

Vergleich der gängigen Rack-Größen: 1U, 2U, 3U und 4U

Die Geräte können jede Größe haben, aber die überwältigende Mehrheit der Server und Netzwerkgeräte wird in einer der vier Standard-Höhen hergestellt: 1U, 2U, 3U und 4U. Diese Kompromisse sind wichtig, um zu verstehen, wie man ein effizientes System entwickelt.

Physikalische Unterschiede und Abmessungen

Die Geräte können jede Größe haben, aber die überwältigende Mehrheit der Server und Netzwerkgeräte wird in einer der vier Standard-Höhen hergestellt: 1U, 2U, 3U und 4U. Diese Kompromisse sind wichtig, um zu verstehen, wie man ein effizientes System entwickelt.

Kompatibilitätsüberlegungen für Geräte

Die U-Größe eines Geräts ist eine taktische Entscheidung, die von Ihren Bedürfnissen abhängt:

• 1U-Geräte: Die Meister der Dichte sind diese. Wenn Sie so viele diskrete Systeme wie möglich in ein einziges Rack einbauen möchten (z. B. in einer Webhosting-Umgebung oder zum Aufbau einer Renderfarm), sind 1U-Server die richtige Wahl. Aufgrund ihrer geringen Größe benötigen sie jedoch kleinere Lüfter mit hohen Drehzahlen, die sehr laut sind. Außerdem fehlt ihnen der Platz für interne Laufwerke oder eine Erweiterungskarte.
• 2U-Geräte: Dies ist in der Regel der ideale Platz. Das 2-HE-Gehäuse ist groß genug, um ein redundantes Netzteil, eine angemessene Anzahl von Festplattenschächten (normalerweise 8 oder mehr) und zahlreiche PCIe-Erweiterungssteckplätze unterzubringen. Die größeren Lüfter können mit niedrigeren Geschwindigkeiten rotieren und mehr Luft bewegen, so dass sie viel leiser arbeiten als die 1-HE-Server. Dadurch eignen sie sich ideal für Unternehmensanwendungen, Virtualisierung und den geschäftlichen Einsatz im Allgemeinen.
• 3U & 4U Geräte: 3U- und 4U-Gehäuse sind die Lösung, wenn es auf Kapazität ankommt. Ihre massiven Innenräume können zur Konstruktion großer Speicherserver verwendet werden, die Dutzende von Festplatten aufnehmen können. Es gibt auch reichlich Platz für spezielle Karten mit voller Höhe und doppelter Breite, wie z. B. High-End-GPUs, die in KI/ML-Anwendungen eingesetzt werden. Bei diesen Formfaktoren sollte auf die Tiefe und Breite des Server-Racks geachtet werden, da größere Geräte mehr Platz für die Luftzirkulation und die Verkabelung beanspruchen.

Zum Verständnis des 19-Zoll-Standards für die Rackbreite

Es ist wichtig, die Grenze zwischen zwei Breitenmaßen zu ziehen:

• Montagebreite (19 Zoll): Dies ist der Abstand zwischen den Montageschienen im Inneren. Die Schienen enthalten quadratische, runde oder mit Gewinde versehene Löcher, die mit den Löchern in den Befestigungsösen der Geräte übereinstimmen, so dass die Geräte leicht installiert werden können. Es handelt sich um ein universelles 19-Zoll-Maß.
• Äußere Breite des Gehäuses: Die Breite des Rack-Gehäuses selbst ist physisch und äußerlich. Diese ist meist auf 600 mm (etwa 24 Zoll) genormt. Verbreiterte 800 mm (ca. 31,5 Zoll) Schränke sind ebenfalls üblich.

Warum die zusätzliche Breite? Der Bereich zwischen den 19-Zoll-Montageschienen eines 600- oder 800-mm-Schranks wird nicht verschwendet. Er ist unerlässlich für:

• Kabelmanagement: Kabelmanager können in diesem Bereich platziert werden und sind wichtig, um sicherzustellen, dass die Netzwerk- und Stromkabel gut von oben nach unten im Rack verlaufen. Ein angemessenes Kabelmanagement trägt dazu bei, einen Kabelsalat zu vermeiden, der den Luftstrom behindern und die Wartung zu einem Albtraum machen kann.
• Luftstrom: Im aktuellen Rechenzentrumsausrüstung Bei Konstruktionen, die auf Warmgang-/Kaltgang-Konstruktionen basieren, ist dieser Raum erforderlich, um eine freie Luftzirkulation um die Geräte zu ermöglichen.
• Stromverteilung: Die größeren Racks ermöglichen es, den gesamten Raum für die Installation von vertikalen Stromverteilungseinheiten (PDUs) zu nutzen, ohne dass die Geräte oder Abluftventilatoren beeinträchtigt werden.

In den meisten Fällen kann der Schrank 600 mm breit sein. Bei der Einrichtung einer Installation mit hoher Dichte und vielen Servern und Netzwerkkabeln kann ein 800 mm breiter Schrank jedoch einen unschätzbaren zusätzlichen Platz bieten, der die Einrichtung und die anschließende Wartung erheblich erleichtert.

Auswahl der richtigen Rack-Tiefe für Ihre Ausrüstung

Die Tiefe des Regalraums wird nicht durch eine einzige, starre Norm geregelt, wie dies bei Höhe und Breite der Fall ist. Dies ist erforderlich, um eine große Bandbreite an industriellen Geräten unterzubringen, aber es macht die Tiefe auch zu dem Maß, bei dem es am häufigsten zu Fehlkalkulationen kommt. Die Wahl eines Racks, das nicht tief genug ist, um den tiefsten Server aufzunehmen, ist ein teurer und völlig unnötiger Fehler.

Übliche Tiefenmaße und ihre Anwendungen

Regaltiefen können in Millimetern oder Zoll angegeben werden und können flache Wandschränke oder tiefe Unternehmensregale sein. Das nutzbare Innenmaß ist nie das gleiche wie das Außenmaß.

• Flach (z. B. 600 mm / 23,6 Zoll): Netzwerkgeräte wie Switches, Patchpanels und Router sind in der Regel eher flach.
• Standard (z. B. 800 mm / 31,5 Zoll): In diese Tiefe passen bestimmte kleinere Einsteigerserver, aber die meisten Mainstream-Server passen, sobald die Kabel angeschlossen sind.
• Tief (z.B. 1000mm / 39.4 in): Dies ist die gängigste Tiefe für moderne Rechenzentren und bietet reichlich Platz für die meisten Mainstream-Server von Herstellern wie Dell, HP und Supermicro.
• Extra tief (z.B. 1200mm / 47.2 in): Diese werden benötigt, wenn die Server sehr tief sind, z. B. bei Speicher-Arrays mit hoher Dichte oder Chassis, die ein großes Netzwerk-Blade enthalten. Der zusätzliche Platz ist auch bei einer dichten Verkabelung und Stromverteilung äußerst hilfreich.

Profi-Tipp: Lassen Sie immer Platz für Kabel und Luftstrom

Der größte Fehler bei der Raumtiefe von Serverschränken besteht darin, nur das Gehäuse des Servers zu messen. Was sich hinter dem Server befindet, müssen Sie berücksichtigen.

Stromkabel (insbesondere solche mit rechtwinkligen Steckern) benötigen mehrere Zentimeter Platz. Netzwerkkabel (Kupfer- und Glasfaserkabel) erfordern minimale Biegeradien, und auch sie benötigen Platz. Am wichtigsten ist, dass die heiße Luft an der Rückseite des Servers abgelassen wird. Wenn dieser Abluftweg versiegelt wird, indem die Rückseite des Servers zu nahe an der hinteren Tür liegt, staut sich die Wärme, was dazu führt, dass die Lüfter des Servers versuchen, härter zu arbeiten, was zu thermischer Drosselung oder sogar zum Ausfall führen kann.

Ein allgemeiner und ziemlich sicherer Richtwert ist, dass Ihr Rack eine nutzbare Innentiefe von mindestens 150 mm (6 Zoll) hat, die mindestens 150 mm (6 Zoll) tiefer ist als die Tiefe des tiefsten Geräts. Dies bietet ausreichend Platz für Systemkabel, Anschlüsse und vor allem einen freien Weg für die Ableitung der heißen Luft.

So berechnen Sie die perfekte Regalgröße für Ihre Bedürfnisse

Jetzt, da Sie die grundlegenden Abmessungen kennen, ist es an der Zeit, das Ganze methodischer anzugehen. Es gibt vier Schritte in diesem Prozess, die Ihnen helfen werden, ein Regal zu wählen, das Ihren heutigen und zukünftigen Anforderungen entspricht.

Schritt 1: Ermitteln Sie die U-Höhe Ihrer gesamten Rack-Mount-Ausrüstung

Erstellen Sie zunächst eine Liste aller Geräte, die Sie in das Regal einbauen wollen. Notieren Sie alle Geräte mit ihrer jeweiligen U-Höhe.

• Firewall: 1U
• Primärer Schalter: 1U
• Virtualisierungsserver 1: 2U
• Virtualisierungsserver 2: 2U
• NAS (Speicher): 2U
• USV: 2U

Addieren Sie die U-Höhen, um Ihre Grundanforderung zu erhalten. In diesem Beispiel: 1+1+2+2+2+2 = 10U.

Schritt 2: Berücksichtigung von Nicht-EU-Ausrüstung und Zubehör

Dann gibt es noch die Elemente, die Platz benötigen, aber keine Standardhöhe haben. Dazu gehören z. B. horizontale Kabelmanager (typischerweise 1U oder 2U) und Patchpanels (1U oder 2U). Es ist auch ratsam, zwischen einigen Geräten, z. B. einem heißlaufenden Server und einem wichtigen Netzwerk-Switch, 1 HE Leerraum zu lassen, damit mehr Luft durchströmen kann und die Wärmeübertragung verhindert wird. Fügen Sie diese zu Ihrer Liste hinzu.

• Grundlegende Anforderung: 10U
• Horizontaler Kabelmanager: 1U
• Patch-Panel: 1U
• Belüftungslücken: 2U (eine über jedem Server)
• Neue Gesamtzahl: 10 + 1 + 1 + 2 = 14U.

Schritt 3: Planen Sie vorausschauend mit einem "Wachstumspuffer".

Ein Rack ist eine langfristige Investition. Das Letzte, was Sie wollen, ist, dass Ihnen 1 Jahr nach der Implementierung der Platz ausgeht. Eine professionelle Best Practice besteht darin, einen zusätzlichen, beträchtlichen Betrag für das Wachstum einzuplanen. So können Sie auch Server hinzufügen, Ihr Netzwerk aufrüsten oder neue Technologien integrieren, ohne ein zweites Rack kaufen und installieren zu müssen.

Die 25%-Puffer-Regel: Die sichere und konservative Methode besteht darin, 25 % Ihres derzeitigen Gesamt-U-Bedarfs zu nehmen und diesen als Puffer abzuziehen.

• Aktueller Bedarf: 14U
• Wachstumspuffer (14U * 0,25): ~3,5U (aufrunden auf 4U)
• Endgültig berechneter Bedarf: 14U + 4U = 18U.

Nach dieser Berechnung wäre ein kleines 18U-Rack oder ein typischeres 24U-Rack eine gute Option, die eine zukünftige Kapazitätserweiterung ermöglichen würde.

Schritt 4: Überprüfen der Platz- und Gewichtsbeschränkungen

Und schließlich sollten Sie, sobald Sie eine Bestellung aufgegeben haben, einen Realitätscheck Ihrer physischen Umgebung durchführen.

• Höhe der Decke: Es sollte beachtet werden, dass die Außenhöhe des Racks in Ihren Serverraum oder -schrank passt, wobei zwischen dem Rack und der Decke genügend Platz für die Belüftung und die Überkopf-Kabelkanäle vorhanden sein sollte.
• Wege: Messen Sie die Höhe und Breite aller Türöffnungen, Gänge und Aufzüge auf dem Weg zum Zielort. Ein 42U-Rack ist sehr hoch und passt im gekippten Zustand nicht in eine normale Tür.
• Gewichtskapazität: Schauen Sie nach, welches Gewicht auf dem Regal angegeben ist (statisch und dynamisch, wenn es auf Rollen steht). Addieren Sie das Gewicht Ihrer gesamten Ausrüstung und vergewissern Sie sich, dass es deutlich unter dem Grenzwert liegt. Vergewissern Sie sich, dass der Boden in der Lage ist, das Gewicht der beiden Regale zusammen und in Kisten mit hoher Dichte zu tragen.

Die vierte Dimension: Warum "Luft" für Ihr Setup entscheidend ist

Sie können die U-Höhe, die Breite und die Tiefe genau berechnen und haben trotzdem eine fehlerhafte IT-Umgebung. Warum?

Da Sie die vierte Dimension vergessen haben: Luft. Ein Rack voller heißer stromproduzierender Geräte ist eine thermische Umgebung mit hoher Dichte. Ohne einen aktiven Plan zur Kontrolle des Luftstroms entwickeln Sie ein katastrophales Rezept. Der erste Feind elektronischer Komponenten ist die Wärme, die zu einer Drosselung der Leistung, unvorhersehbaren Neustarts und einer erheblich verkürzten Lebensdauer der Hardware führt. Industrielle Experimente haben wiederholt gezeigt, dass die langfristige Zuverlässigkeit von elektronischen Bauteilen um bis zu 50 Prozent abnimmt, wenn die Betriebstemperatur über das Optimum steigt.

Die passive Belüftung ist hier unzureichend. Sie benötigen eine funktionierende, intelligente Methode der Kühlung.

Die ACDCFAN-Lösung: Gezielte aktive Kühlung für maximale Betriebszeit

Sie sollten eine feinkörnige Kühllösung haben, um die komplizierten thermischen Probleme innerhalb eines modernen Racks zu lösen. Dies ist der Bereich, in dem sich ACDCFAN auszeichnet. Wir sind Experten in der Entwicklung und Herstellung von Hochleistungslüftern, die den Anforderungen anspruchsvoller IT-Infrastrukturumgebungen gerecht werden.

Eine allgemeine Lösung wird nicht funktionieren, wenn Sie es mit Hotspots rund um einen Prozessor mit hohem TDP oder einer dichten Anordnung von Festplatten zu tun haben. Aktive Kühlung kann mit unserer großen Auswahl an Lüftern gezielt eingesetzt werden, von 25 mm Durchmesser bis zu 254 mm großen Air Movern. Der Luftstrom kann dort eingesetzt werden, wo er am meisten benötigt wird.

Wir entwickeln unsere Lösungen um unternehmenskritische Zuverlässigkeit. Unsere Ventilatoren haben eine Nenn MTBF (Mean Time Between Failures) von mehr als 70.000 Stunden Wir verwenden modernste Kugellagertechnologie, und Sie können sicher sein, dass unsere Ventilatoren Ihre Geräte während ihres gesamten Lebenszyklus kühl halten werden. Dies wird durch das komplette Paket an Zertifizierungen unterstützt (UL, CE, TUV, EMC, RoHS)und Sie haben die Gewissheit absoluter Ruhe. Unsere Verkapselungstechnologie IP68 ist der ultimative Schutz gegen Staub und Wasser unter extremen Umweltbedingungen.

Leistung muss nicht laut sein, und sie muss auch nicht ineffizient sein. Unsere Lüfter sind mit Ihren Systemen kompatibel und bieten eine bedarfsgerechte Kühlung durch ein fortschrittliches aerodynamisches Flügeldesign und eine intelligente PWM-Drehzahlregelung. Sie laufen flüsterleise, wenn sie unter normaler Last betrieben werden, um Strom zu sparen und die Geräuschentwicklung zu verringern, und erhöhen dann auf intelligente Weise die volle Leistung, um Wärmespitzen zu bekämpfen. Dies ist die cleverste Methode zur Kontrolle der thermischen Atmosphäre.

Wenn Sie nicht gerade ein einfaches Kühlproblem haben, sollten Sie es nicht dem Zufall überlassen. Unsere Ingenieure können innerhalb von 12 Stunden eine erste, auf Sie zugeschnittene Kühllösung anbieten.

Variationen im Rack-Design: Typen und Konfigurationen

Zusätzlich zu den Standardgrößen, Serverschränke werden häufig in einer Vielzahl von Ausführungen angeboten, die jeweils für eine bestimmte Umgebung und einen bestimmten Anwendungsfall geeignet sind.

Offene Rahmen vs. geschlossene Racks

Dies ist die einfachste Entscheidung im Rack-Design. Ein Rack mit offenem Rahmen besteht lediglich aus den Montageschienen und bietet ungehinderten Zugang und maximalen Luftstrom. Ein Schrank oder geschlossenes Rack besteht aus Seitenwänden, Vorder- und Rücktüren, die abschließbar sind.

Wandmontierte und tragbare Racks

Es gibt andere Formfaktoren, andere Einsatzmöglichkeiten oder ungewöhnliche Situationen:

• Wandmontierte Racks: Dies sind geschlossene Schränke, die klein sind und an einer Wand montiert werden. Sie sind in der Regel weniger tief (z. B. 6U bis 18U) und kleiner, was in Szenarien nützlich ist, in denen ein Netzwerk-Switch oder ein Patchpanel untergebracht ist und der Platz in einem kleinen Büro, Einzelhandelsgeschäft oder Klassenzimmer begrenzt ist.
• Tragbare Regale: Diese Art von Rack hat robuste Rollen, mit denen ein komplettes System schnell transportiert werden kann. Sie sind praktisch, wenn die A/V-Ausrüstung zwischen verschiedenen Orten transportiert werden muss, z. B. bei Messen, mobilen Kommandozentralen usw.

Spezialregale und Sondergrößen

In anderen Fällen würde ein normales Regal nicht ausreichen. Auf dem Markt sind auch Spezialregale erhältlich, die auf bestimmte Herausforderungen zugeschnitten sind, wie zum Beispiel:

• Schalldichte Racks: Dabei handelt es sich um stark isolierte Schränke mit eingebauten, flüsterleisen, lüfterbasierten Kühlsystemen, die die Geräuschentwicklung von Servern und Netzwerkhardware deutlich verringern sollen. Sie sind ideal für den Einsatz in Großraumbüros oder Aufnahmestudios.
• Seismische Racks: Diese Gestelle sind auf einem stark verstärkten Rahmen aufgebaut, um den Vibrationen und den seitlichen Kräften eines Erdbebens zu widerstehen und die Sicherheit wichtiger Geräte in geologisch aktiven Gebieten zu gewährleisten.
• Kundenspezifische Größen: Für sehr spezifische industrielle oder OEM-Anwendungen kann ein Hersteller oft Regale mit bestimmten Höhen, Breiten und Tiefen herstellen.

Schlussfolgerung

Bei der Auswahl eines geeigneten Serverschranks geht es nicht nur um die Auswahl eines Metallgehäuses. Es ist ein taktisches Verfahren zur Planung von vier verschiedenen Dimensionen: die übliche standardisierte Höhe (U) Ihrer Geräte, die Standardbreite (19-Zoll), die für Ihre Geräte und Kabel benötigt wird, und die entscheidende vierte Dimension der Luft, die die Stabilität im Laufe der Zeit bestimmt.

Sie können Ihr Unternehmen einen Schritt weiter bringen, als nur Ihre IT-Geräte in den Raum zu stellen, indem Sie Ihren Platzbedarf berechnen, planen, wie Sie wachsen wollen, und eine intelligente Luftstromstrategie anwenden. Sie bauen ein optimiertes Ökosystem auf, in dem Ihre wichtigen elektronischen Geräte jahrelang mit ihrem maximalen Potenzial und mit Zuverlässigkeit und Sicherheit arbeiten können. Ein Rack-Plan ist das Rückgrat eines gesunden Netzwerks - das Rückgrat, auf das Sie sich sicher stützen können, um Ihre digitale Zukunft aufzubauen.