Расшифровка размеров серверной стойки: U, ширина, глубина и воздух

Построение, модернизация или обслуживание любой ИТ-инфраструктуры начинается с принятия основного решения, которое отражается на всем жизненном цикле вашего оборудования: выбора подходящей серверной стойки. Серверная стойка - это не мебель, это тело вашей сети, корпус вашего самого ценного имущества, включая компьютерную технику и электронное оборудование, и очень важный элемент, обеспечивающий их эффективность и благополучие. Правильно рассчитайте размеры, и вы создадите надежную, масштабируемую и эффективную среду. Ошибитесь в них - и вы окажетесь на пути к будущему, где будут проблемы с совместимостью, тепловыделением и нерациональным использованием пространства.

Однако бывает непросто освоить язык размеров серверных стоек - язык, который имеет свои аббревиатуры и отраслевые стандарты. Мы обсуждаем высоту U, ширину 19 дюймов и переменную глубину. Эти размеры важны независимо от того, имеете ли вы дело с промышленным оборудованием или стандартными серверными стойками. В этом подробном руководстве мы разберем ключевые измерения. Мы не просто сделаем расчеты высоты, ширины и глубины, но и углубимся в еще одно измерение, о котором большинство людей не задумывается, - четвертое измерение, Воздух. Именно сочетание этих четырех ингредиентов позволяет создать ИТ-основу, которая не только функциональна, но и устойчива и перспективна.

Что такое стоечная единица (U)? Стандарт высоты

Прежде чем определить необходимую высоту шкафа, необходимо знать единицы измерения оборудования, которое будет находиться в нем. Высота серверной стойки измеряется в единицах измерения Rack Units, которые повсеместно обозначаются как U (или RU).

Один U установлен Альянсом электронной промышленности (EIA) и составляет 1,75 дюйма (44,45 мм). Эта стандартизированная высота является общим знаменателем для всего монтируемого в стойку оборудования, как серверов, так и сетевых коммутаторов, коммутационных панелей и источников бесперебойного питания (ИБП). Высота устройства измеряется в необходимом количестве этих единиц. Например, сервер 2U имеет высоту 2 x 1,75 дюйма, или 3,5 дюйма.

Индустрия центров обработки данных основана на этой стандартизации. Она гарантирует, что сервер 1U одного производителя идеально впишется в слот 1U любой стандартной стойки другого производителя. Стоечный шкаф, рекламируемый как 42U, содержит 42 стоечных блока вертикального монтажного пространства. Это простой и универсальный способ определить, сколько места вам нужно. Просто добавьте общую высоту устройств, которые вы собираетесь установить (как высоту U), чтобы определить минимально необходимую высоту стойки.

Сравнение популярных размеров стоек: 1U, 2U, 3U и 4U

Оборудование может быть любого размера, но подавляющее большинство серверов и сетевого оборудования выпускается в одном из четырех стандартных вариантов высоты U: 1U, 2U, 3U и 4U. Эти компромиссы важны для понимания того, как спроектировать эффективную систему.

Физические различия и размеры

Оборудование может быть любого размера, но подавляющее большинство серверов и сетевого оборудования выпускается в одном из четырех стандартных вариантов высоты U: 1U, 2U, 3U и 4U. Эти компромиссы важны для понимания того, как спроектировать эффективную систему.

Учет совместимости устройств

U-образный размер устройства - это тактический выбор в зависимости от ваших потребностей:

• 1U Устройства: Чемпионы плотности таковы. Если вам нужно уместить в одной стойке как можно больше дискретных систем (например, в среде веб-хостинга или для создания фермы рендеринга), серверы 1U - это правильный выбор. Но из-за небольшого размера они требуют меньших вентиляторов с высокой скоростью вращения, которые очень шумные. Кроме того, им не хватает места для внутренних дисков или карт расширения.
• Устройства 2U: Обычно это оптимальный вариант. Шасси 2U достаточно велико, чтобы вместить резервный блок питания, разумное количество отсеков для жестких дисков (обычно 8 или более) и множество слотов расширения PCIe. Более крупные вентиляторы могут вращаться с меньшей скоростью и перемещать больше воздуха, а значит, работают гораздо тише, чем серверы 1U. Это позволяет им быть идеальными в корпоративных приложениях, виртуализации и в целом в бизнесе.
• Устройства 3U и 4U: Шасси 3U и 4U - это решение для тех случаев, когда емкость - это главное. Их массивные внутренние блоки можно использовать для создания крупных серверов хранения данных, способных хранить десятки жестких дисков. Кроме того, в них достаточно места для размещения специализированных плат двойной ширины во всю высоту, таких как высокопроизводительные графические процессоры, используемые в приложениях AI/ML. В таких форм-факторах следует внимательно относиться к глубине и ширине серверной стойки, поскольку более крупное оборудование занимает больше места как с точки зрения воздушных потоков, так и с точки зрения прокладки кабелей.

Понимание стандарта 19 дюймов для ширины стойки

Важно провести границу между двумя показателями ширины:

• Монтажная ширина (19 дюймов): Это расстояние между монтажными рейками внутри. В направляющих имеются квадратные, круглые или резьбовые отверстия, совпадающие с отверстиями на ушках для крепления оборудования, что позволяет легко установить оборудование. Это универсальный 19-дюймовый размер.
• Внешняя ширина шкафа: Ширина самого корпуса стойки - физическая и внешняя. Чаще всего она стандартизирована на уровне 600 мм (около 24 дюймов). Также часто встречаются шкафы шириной 800 мм (около 31,5 дюйма).

Зачем нужна дополнительная ширина? Область между 19-дюймовыми монтажными рейками 600- или 800-миллиметрового шкафа не пропадает зря. Она необходима для:

• Управление кабелями: В этом пространстве можно разместить кабельные менеджеры, которые важны с точки зрения обеспечения хорошей проходимости сетевых и силовых кабелей от верхней до нижней части стойки. Адекватная организация кабелей поможет избежать "спагетти" из кабелей, которая может затруднить воздушный поток и превратить обслуживание в кошмар.
• Воздушный поток: В настоящее время оборудование для центров обработки данных При проектировании систем, основанных на схемах "горячий проход/холодный проход", это пространство необходимо для обеспечения свободной циркуляции воздуха вокруг оборудования.
• Распределение питания: Более крупные стойки позволяют использовать все пространство для установки вертикальных блоков распределения питания (PDU), не задевая оборудование и вытяжные вентиляторы.

В большинстве случаев ширина шкафа может составлять 600 мм. Но при развертывании системы с высокой плотностью размещения и большим количеством серверов и сетевых кабелей шкаф шириной 800 мм может предоставить вам неоценимое дополнительное пространство, которое значительно упростит настройку и последующее обслуживание.

Выбор правильной глубины стойки для вашего оборудования

Глубина стеллажного пространства не регулируется единым, негибким стандартом, как в случае с высотой и шириной. Это необходимо для размещения широкого спектра промышленного оборудования, однако именно из-за глубины чаще всего возникают ошибки в расчетах. Выбор стойки, глубина которой недостаточна для установки самого глубокого сервера, - дорогостоящая и совершенно ненужная ошибка.

Распространенные размеры глубин и их применение

Глубина стойки может измеряться в миллиметрах или дюймах и может представлять собой неглубокие настенные шкафы или глубокие стойки для предприятий. Внутренний полезный размер никогда не совпадает с внешним.

• Неглубокие (например, 600 мм / 23,6 дюйма): Сетевое оборудование, такое как коммутаторы, коммутационные панели и маршрутизаторы, как правило, имеет небольшую стоимость.
• Стандартный (например, 800 мм / 31,5 дюйма): Такая глубина подходит для некоторых небольших серверов начального уровня, но большинство основных серверов могут поместиться после подключения кабелей.
• Глубокий (например, 1000 мм / 39,4 дюйма): Это наиболее распространенная глубина для современных центров обработки данных, обеспечивающая достаточно места для большинства основных серверов от таких производителей, как Dell, HP и Supermicro.
• Очень глубокий (например, 1200 мм / 47,2 дюйма): Они необходимы, когда серверы очень глубокие, например, массивы хранения данных высокой плотности или шасси, вмещающие большое сетевое лезвие. Дополнительное пространство также очень полезно при прокладке плотных кабелей и распределении питания.

Совет профессионала: Всегда оставляйте место для кабелей и воздушного потока

Самая большая ошибка при определении глубины пространства серверной стойки - измерять только шасси сервера. Необходимо учитывать то, что находится за сервером.

Силовые кабели (особенно с угловыми вилками) требуют несколько дюймов пространства. Сетевые кабели (медные и оптоволоконные) требуют минимального радиуса изгиба, и для них тоже нужно место. Самое главное - горячий воздух выводится в задней части сервера. Если перекрыть этот выходной канал, разместив заднюю часть сервера слишком близко к задней двери, тепло будет накапливаться, что приведет к тому, что вентиляторы сервера будут работать интенсивнее, а это может привести к тепловому дросселированию или даже отказу.

Общее и достаточно безопасное руководство - убедиться, что ваша стойка имеет внутреннюю полезную глубину не менее 6 дюймов (150 мм), которая превышает глубину самой глубокой части оборудования. Это обеспечит достаточное пространство для системных кабелей, разъемов и, прежде всего, свободный выход горячего воздуха.

Как рассчитать идеальный размер стеллажа для ваших нужд

Итак, теперь у вас есть основные размеры; настало время применить более методичный подход. В этом процессе есть четыре шага, которые помогут вам выбрать стойку, соответствующую вашим потребностям сегодня и завтра.

Шаг 1: Подсчитайте высоту U всех ваших устройств для монтажа в стойку

Начните с составления базового списка всего оборудования, которое вы собираетесь установить на стойку. Запишите все предметы с указанием их высоты U.

• Брандмауэр: 1U
• Основной коммутатор: 1U
• Сервер виртуализации 1: 2U
• Сервер виртуализации 2: 2U
• NAS (хранилище): 2U
• ИБП: 2U

Добавьте высоту U, чтобы получить базовое требование. В данном примере: 1+1+2+2+2+2+2 = 10U.

Шаг 2: Учет оборудования и принадлежностей, не относящихся к U

Далее идут элементы, требующие места, но не имеющие стандартной высоты U. Сюда относятся такие элементы, как горизонтальные кабельные менеджеры (обычно 1U или 2U) и коммутационные панели (1U или 2U). Также разумно оставить 1U пустого пространства между некоторыми устройствами, например, горячим сервером и важным сетевым коммутатором, чтобы пропускать больше воздуха и устранить теплопередачу. Добавьте эти данные к своему подсчету.

• Базовое требование: 10U
• Горизонтальный кабельный диспетчер: 1U
• Патч-панель: 1U
• Вентиляционные отверстия: 2U (по одному над каждым сервером)
• Новый итог: 10 + 1 + 1 + 2 = 14U.

Шаг 3: Планируйте заранее с помощью "буфера роста"

Стойки - это долгосрочная инвестиция. Меньше всего вы хотите, чтобы через год после внедрения у вас закончилось место. Лучшая профессиональная практика заключается в том, чтобы заложить дополнительный значительный запас пространства. Это также позволит вам добавить серверы, модернизировать сеть или интегрировать новые технологии без необходимости покупать и устанавливать вторую стойку.

Правило буфера 25%: Безопасный и консервативный метод заключается в том, чтобы взять 25 процентов от вашей текущей общей потребности в U и вычесть их в качестве буфера.

• Текущие требования: 14U
• Буфер роста (14U * 0,25): ~3,5U (округлите до 4U)
• Окончательно рассчитанная потребность: 14U + 4U = 18U.

При таком расчете отличным вариантом будет небольшая стойка 18U или более типичная стойка 24U, которая позволит расширить ее емкость в будущем.

Шаг 4: Проверка физического пространства и весовых ограничений

И наконец, как только вы разместите заказ, проведите проверку реальности вашего физического окружения.

• Высота потолка: Следует отметить, что внешняя высота стойки должна соответствовать высоте вашей серверной комнаты или шкафа с достаточным пространством между стойкой и потолком для вентиляции и подвесных кабельных лотков.
• Пути: Измерьте высоту и ширину всех дверных проемов, коридоров и лифтов на пути к конечному месту. Стойка 42U очень высока и не поместится в обычную дверь при наклоне.
• Весовая нагрузка: Узнайте, какой предельный вес (статический и динамический, если стеллаж на роликах) установлен на стеллаже. Добавьте вес всего, что у вас есть, и убедитесь, что он значительно меньше предельного. Важно убедиться, что пол способен выдержать их вес вместе и в случае высокой плотности.

Четвертое измерение: Почему "воздух" имеет решающее значение для вашей настройки

Можно точно рассчитать высоту, ширину и глубину U, и все равно ИТ-среда окажется неудачной. Почему?

Раз уж вы забыли о четвертом измерении: Воздух. Стойка, заполненная горячим энергогенерирующим оборудованием, - это тепловая среда высокой плотности. Вы разрабатываете рецепт катастрофы воздушного потока без активного плана по его контролю. Первым врагом электронных компонентов является тепло, которое приводит к снижению производительности, непредсказуемым перезагрузкам, а также значительному сокращению срока службы оборудования. Промышленные эксперименты неоднократно показывали, что при повышении рабочей температуры электронных компонентов выше оптимальной их долговременная надежность снижается на 50 %.

Пассивная вентиляция здесь недостаточна. Вам требуется работающий, умный метод охлаждения.

Решение ACDCFAN: Целенаправленное активное охлаждение для максимального времени работы

Для решения сложных тепловых проблем в современной стойке необходимо иметь мелкозернистое решение для охлаждения. Именно в этой области компания ACDCFAN занимает лидирующие позиции. Мы являемся экспертами в разработке и производстве высокопроизводительных охлаждающих вентиляторов, отвечающих требованиям сложных сред ИТ-инфраструктуры.

Универсальное решение не подойдет, если вы имеете дело с горячими точками вокруг процессора с высоким TDP или плотным массивом жестких дисков. Активное охлаждение можно обеспечить с помощью широкого ассортимента вентиляторов, от маленьких диаметром 25 мм до больших 254-миллиметровых воздухораспределителей. Воздушный поток можно направить туда, где он больше всего необходим.

Мы разрабатываем наши решения в критически важной надежности. Наши вентиляторы имеют номинальную Среднее время наработки на отказ (MTBF) более 70 000 часов Используя современную технологию шарикоподшипников, вы можете быть уверены, что наши вентиляторы будут поддерживать ваше оборудование в течение всего срока службы, обеспечивая его охлаждение. Это подтверждается полным пакетом сертификатов (UL, CE, TUV, EMC, RoHS)И вам обеспечен абсолютный покой. Наша технология инкапсуляции IP68 это максимальная защита от пыли и воды в экстремальных условиях.

Производительность не обязательно должна быть громкой и не должна быть неэффективной. Наши вентиляторы совместимы с вашими системами и могут обеспечивать охлаждение по требованию, используя передовую аэродинамическую конструкцию лопастей и интеллектуальное управление скоростью вращения PWM. При нормальной нагрузке они работают тихо, экономя электроэнергию и снижая уровень шума, а при резких скачках температуры - умно увеличивают мощность до полной. Это самый умный метод управления тепловой атмосферой.

Если у вас нет простой проблемы с охлаждением, не стоит оставлять ее на волю случая. Наши инженеры могут предоставить вам первоначальное решение по охлаждению в течение 12 часов.

Разновидности конструкции стоек: Типы и конфигурации

В дополнение к стандартным размерам, серверные стойки часто представлены в различных физических исполнениях, каждое из которых подходит для определенной среды и, соответственно, случая использования.

Открытая рама против закрытых стеллажей

Это самое простое решение в конструкции стойки. Стойка с открытой рамой - это не более чем монтажные направляющие, с неограниченным доступом и максимальным потоком воздуха. Шкаф или закрытая стойка состоит из боковых панелей, передней и задней дверей, которые запираются на ключ.

Настенные и переносные стеллажи

Существуют другие форм-факторы, другие варианты развертывания или нестандартные ситуации:

• Настенные стеллажи: Это закрытые шкафы небольшого размера, которые крепятся на стену. Как правило, они имеют меньшую глубину (например, от 6U до 18U) и размеры, что удобно при размещении сетевого коммутатора или коммутационной панели и ограниченном пространстве на полу в небольшом офисе, розничном магазине или учебном классе.
• Переносные стеллажи: Стойки этого типа оснащены прочными роликами, которые позволяют быстро транспортировать всю систему. Они пригодятся там, где нужно перевезти аудио-видео оборудование с места на место, в том числе на выставках, в мобильных командных центрах и т. д.

Специализированные стеллажи и нестандартные размеры

В других случаях обычной стойки будет недостаточно. На рынке также представлены специализированные стойки, предназначенные для решения конкретных задач, например:

• Звукоизолирующие стеллажи: Это шкафы с толстой изоляцией и встроенными бесшумными системами охлаждения на базе вентиляторов, которые призваны значительно снизить уровень шума, издаваемого серверами и сетевым оборудованием. Они идеально подходят для использования в открытых офисах или студиях звукозаписи.
• Сейсмические стойки: Эти стойки построены на усиленной раме, чтобы противостоять вибрации и боковым силам землетрясения и обеспечить безопасность важного оборудования, расположенного в геологически активных районах.
• Нестандартные размеры: Для решения специфических промышленных или OEM-задач производитель может изготовить стойки определенной высоты, ширины и глубины.

Заключение

Выбор подходящей серверной стойки - это не просто выбор металлического ящика. Это тактическая процедура планирования четырех различных измерений: общей стандартной высоты (U) вашего оборудования, стандартной ширины (19 дюймов) для установки, существенной глубины, необходимой для вашего оборудования и кабелей, и важнейшего четвертого измерения - воздуха, определяющего его устойчивость со временем.

Вы можете сделать еще один шаг вперед, не ограничиваясь простым размещением ИТ-оборудования в помещении, - для этого необходимо рассчитать потребности в пространстве, спланировать его рост и использовать продуманную стратегию воздушных потоков. Вы создадите оптимизированную экосистему, в которой ваши жизненно важные электронные устройства смогут работать с максимальным потенциалом, надежно и безопасно в течение многих лет. План стойки - это основа здоровой сети, на которую вы можете смело опираться при построении своего цифрового будущего.