Każde centrum danych potrzebuje szaf stelażowych do przechowywania serwerów i innych urządzeń. Jednak konstrukcje szaf rackowych bywają bardzo różne. Jedne są idealne do określonych rodzajów centrów danych, drugie są dostosowane do pewnych typów urządzeń. Kiedy przychodzi moment, aby wybrać nowe szafy do serwerowni, trzeba uwzględnić szereg czynników. Należy rozważyć bezpieczeństwo, kwestie chłodzenia, dostępnej przestrzeni, czasu pracy, niezawodności, łatwości dostępu i możliwości przyszłego rozwoju. Konstrukcje zamykane są dobre dla pewnych centrów danych, podczas gdy szafy otwarte również mają swoje zalety i wady. Jednym wystarczy szafa serwerowa 42U, dla innych lepszy będzie otwarty stelaż, który umożliwia większy przepływ powietrza i szybszy dostęp.

Niezależnie od potrzebnego rodzaju szaf rackowych, trzeba też zrozumieć, że ich jakość różni się znacząco. Warto zapoznać się z opiniami na temat szaf przed podjęciem wyboru. Taki zakup trzeba potraktować tak samo poważnie, jak zakup serwerów czy macierzy. Jest to ważna inwestycja , która ma chronić integralność sprzętu i zapewniać mu właściwe warunki działania. Aby dokładnie przeanalizować dostępne modele, trzeba spędzić naprawdę dużo czasu.

Szafy zamknięte

Podstawowa decyzja przy zakupie szafy stelażowej polega na wyborze między konstrukcją otwartą i zamknięta. Obie mają swoje wady i zalety. Otwarte są tańsze i ułatwiają dostęp do zamontowanego sprzętu. Zamknięte dają większą kontrolę nad przepływem powietrza i zwiększają bezpieczeństwo fizyczne. Różnic jest jednak znacznie więcej.

Zamknięte szafy stelażowe zostały zaprojektowane z myślą o przechowywaniu przede wszystkim serwerów. Drzwiczki są najczęściej na trzech czwartych powierzchni perforowane, dzięki czemu możliwa jest odpowiednia wymiana powietrza. Drzwi i boczne ścianki można zdemontować, co ułatwia dostęp do wnętrza w trakcie montażu czy wymiany urządzeń. Dodatkowo możliwość zamknięcia szafy zwiększa bezpieczeństwo fizyczne. Możliwy jest montaż dodatkowych zamków, jeśli kwestia kontroli fizycznego dostępu jest szczególnie istotna.

Zazwyczaj szafy rackowe mają otwory na kable umożliwiające ich swobodne poprowadzenie. Warto, aby każdy kabel był dłuższy o 20-30, aby nie dochodziło do jego nadmiernego ściskania lub zginania. Należy bowiem unikać okablowania, które jest splątane i nieuporządkowane. Odpowiednie sposoby zarządzania okablowaniem i wydłużenie ich o te kilkadziesiąt centymetrów sprawia, że urządzenia można podłączać na większe odległości, pozostawiając sobie pole do manewru. Ułatwia to organizację kabli i chroni ich integralność. Okablowanie można poprowadzić w szafach na różne sposoby. Niektóre modele pozwalają na umieszczenie okablowania przy bokach lub z tyłu. Inne mają z boku, z przodu lub z tyłu drzwiczki, które można zamknąć.

Należy pamiętać, że w pełni załadowana szafa może generować dużo ciepła, w skrajnych przypadkach nawet 30 kw. Jeśli szafa nie umożliwia odprowadzenia generowanego ciepła, może to powodować błędy w działaniu serwerów, a nawet skracać ich żywotność. Jeśli centrum danych nie ma systemu podniesionej podłogi, kontrolowanie przepływu powietrza i odpowiednie schładzanie sprzętu jest utrudnione. Dlatego jednym z poważniejszych błędów jest zakup szafy, która nie zapewni odpowiedniego przepływu powietrza.

Niektórzy menedżerowie centrów danych wolą zamykane szafy (tzw. cabinet), ponieważ umożliwiają one dodatkową kontrolę chłodzenia w porównaniu do szaf otwartych. Wprawdzie ścianki zatrzymują ciepło w środku, ale regulacja temperatury jest możliwa dzięki wykorzystaniu efektu ciągu, podobnie jak w kominie. Aktywne wentylatory mogą zaciągać chłodniejsze powietrza i odprowadzać gorące. W szafie otwartej raczej nie da się w ten sposób rozwiązać kwestii chłodzenia.

Szafy otwarte

Tego rodzaju konstrukcja jest pozbawiona drzwi oraz bocznych ścianek. Wprawdzie oznacza to obniżenie poziomu bezpieczeństwa fizycznego, ale z drugiej strony ułatwia dostęp do sprzętu. Dzięki temu proces montażu serwerów czy innego sprzętu odbywa się szybciej. Łatwiej prowadzi się również prace konserwacyjne, ponieważ dostęp do urządzeń jest możliwy od każdej strony. Swoboda dostępu sprawia, że niektóre prace można wykonać bez wyjmowania urządzeń z szafy.

Otwarta konstrukcja upraszcza także kwestie związane z poprowadzeniem i uporządkowaniem okablowania, którego w szafach rackowych pojawia się bardzo dużo. Kable można ułożyć w dowolnych kierunkach. Można oddzielić okablowanie sieciowe od zasilającego. W zabudowanych szafach nie jest to możliwe. Poza tym w zamkniętej szafie poprowadzenie okablowania bywa utrudnione, jeśli serwery mają porty po bokach lub z przodu. Mniejsze są natomiast możliwości kontrolowania przepływu powietrza. Wprawdzie ma ono swobodny dostęp do sprzętu, ale za to nie ma efektu ciągu, jak w szafach zabudowanych. Z drugiej strony nie ma też ryzyka, że urządzenie o niestandardowych wymiarach zakłóci przepływ powietrza. W przypadku otwartych konstrukcji inne jest też podejście do montażu sprzętu. Można go rozmieścić oddzielnie, nie ma konieczności budowania z poszczególnych urządzeń jednego stosu.

Szafy niezabudowane są tańsze, ponieważ niższe są koszty ich produkcji i transportu. Do ich produkcji potrzeba mniej materiałów i zajmują mniej miejsca, gdy są zdemontowane. Są znacznie lżejsze, więc łatwiej się je transportuje. Na rynku dostępne są konstrukcje o wysokości od 16U do aż 58U.

Oprócz opisanych szaf o najpopularniejszych parametrach na rynku można spotkać jeszcze wiele innych szaf stelażowych zaprojektowanych z myślą o zaspokojeniu potrzeb określonych grup użytkowników. Szafy o wysokości 16U są dobre dla małych firm lub organizacji dopiero zaczynających działalności. Można również kupić szafę 12U służącą do transportowania sprzętu. Z pozoru niewielka może pomieści ok. 250 kg urządzeń. Te konstrukcje są wyposażone w specjalne, solidne uchwyty ułatwiające transport. Są też jeszcze mniejsze modele o wysokości 6U, których wzmocniona konstrukcja jest odporna na wstrząsy mogące wystąpić w trakcie transportu.

Jeśli z jakiś względów sprzęt w szafie trzeba pogrupować, przyda się szafa wyposażona w kilka przegródek. Mogę one, np. posłużyć do pogrupowania serwerów obsługujących różne aplikacje. Jeśli natomiast w serwerowni brakuje miejsca, można skorzystać ze stelaży o montowanych na ścianie, np. modelu o wysokości 2U, który utrzyma ok. 50 kg sprzętu.

42U – duża przestrzeń

Według niektórych ekspertów kwestia wyboru między konstrukcją zamkniętą i otwartą jest mało istotna, a kluczowe są właśnie wymiary i pojemność szafy. Różnice między tymi dwoma rodzajami konstrukcji są raczej niewielkie. Zamiast więc skupiać się na mało znaczących różnicach, eksperci radzą przyjrzeć się wymiarom i pojemności szaf. Wysokość szafy informuje nie tylko, jak dużo sprzętu się w niej pomieści, ale także jest wskazówką, jak dużo zasilania można dostarczyć do zamontowanych urządzeń.

Wielu producentów sprzętu trzyma się standardu szerokości 19 cali. Natomiast na rynku szaf stelażowych wybór rozmiarów jest bardzo duży. Najpowszechniejsze są modele 42U o szerokości 60 cm i głębokości pomiędzy 100 a 110 cm. Co istotne, wszystkie te modele umożliwiają montaż urządzeń o szerokości 19 cali. Innym dość często spotykanym wariantem są szafy o wysokości 36U, jednak widać wyraźne, że ustępują one stopniowo miejsca szafom 42U.

Zrozumienie, dlaczego rozmiar 42U jest rozsądnym wyborem w wielu sytuacjach może pomóc w podjęciu świadomej decyzji zakupowej. 42U nie oznacza pełnej wysokości szafy, ale przestrzeni do montażu urządzeń. Taka wysokość umożliwia upakowanie naprawdę dużej ilości sprzętu. Dodatkowo z reguły regulowana jest głębokość uchwytów w zakresie od 6 do 30 cali, co umożliwia montaż serwerów w bardzo różnych rozmiarach. Cała szafa ma głębokość 39 cali, co pozostawia jeszcze sporo miejsca na pozostałe elementy, np. okablowanie.

Przepusty kablowe są umieszczone zarówno w górnej i dolnej części szafy, co przekłada się na łatwość i bezpieczeństwo użytkowania. Szafy tego typu są kompatybilne, m.in. z serwerami Dell, HP, IBM , jak również wielu innych producentów. Firmy, używając serwerów wymienionych producentów, powinny rozważyć używanie szaf 42U. Spełniają one wymagania określone przez EIA (amerykańska agencja Energy Information Administration) i inne organizacje.

Szafy 42U mają nośność ok. 762 kg. Przy tak dużym limicie wagi użytkownicy nie muszą się raczej martwić o jego przekroczenie. Z reguły pomyśleć trzeba przede wszystkim o wytrzymałości stropów między piętrami. Nowe serwery są bardziej wydajne, a jednocześnie zajmują mniej miejsca. Dlatego serwer 1U lub 2U może być znacznie cięższy niż większy serwer kilka lat temu . Jest to szczególnie widoczne w przypadku serwerów kasetowych (blade). W rezultacie szafy stelażowe są również coraz cięższe.

Ważne pytania

Przed zakupem szafy stelażowej należy odpowiedzieć sobie na kilka pytań. Pierwszym jest wskazanie najważniejszych funkcji, które użytkownik potrzebuje. Z reguły chodzi o rozmiary i parametry przepływu powietrza. Należy wziąć pod uwagę wysokość, szerokość i głębokość. Zrobienie dokładnego rozpoznanie w tym zakresie przełoży się na znaczne oszczędności w przyszłości, gdy przyjdzie do rozbudowy środowiska IT o nowe serwery czy inne urządzenia w centrum danych. Parametry przepływu powietrza również są ważnym czynnikiem do rozważenia. Niezależnie od tego, czy w serwerowni jest podniesiona podłogą lub nie, właściwości przepływu powietrza przez szafę powinny zawsze spełniać, a nawet przewyższać wymagania zamontowanego sprzętu.

Przy wyborze szaf często zdarzają się te same błędy. Najczęstszym jest nieadekwatne rozplanowanie układu szaf na podłodze, aby określić, jaki rozmiar szaf jest wymagany. Po przeprowadzeniu poprawnego planowania kupujący może zwiększyć maksymalną powierzchnią dostępną dla jednej szafy, a następnie dobrać konstrukcje, których szerokość i głębokość będzie zgodna z wyliczonymi wartościami. To prowadzi do optymalnego wykorzystania powierzchni.

Od pewnego czasu producenci obserwują, że klienci są zainteresowani coraz głębszymi (nawet 48 cali) i szerszymi (nawet 30 cali) szafami. Dotyczy to przede wszystkim firm świadczących ze swojego centrum danych usługi w modelu chmurowym. Muszą one zmierzyć się z koniecznością pomieszczenia rosnącej liczby serwerów, a co za tym większej ilości okablowania oraz koniecznością zwiększenia szybkości obiegu powietrza. Szafy o większej szerokości ułatwiają dostęp powietrza do urządzeń zamontowanych w środku.

O ile szafy o szerokości 19 cali i wysokości 42U są najpopularniejsze wśród kupujących, wiele firm korzysta z większych szaf, aby zwiększyć gęstość „upakowania” sprzętu. Z drugiej strony, mniejsze szafy znajdują zastosowanie w firmach, które wymagają większej przestrzeni między rackami a sufitem.

Wybór optymalnej szafy stelażowej musi uwzględniać dwa kluczowe czynniki: ilość sprzętu do przechowywania oraz rodzaj tego sprzętu. Planowanie z wyprzedzeniem dokładnych wymiarów ułatwi ostateczny wybór. Ogólnie, kupujący powinien obliczyć ile łącznie potrzebuje jednostek U (rack units). Należy też uwzględnić przyszłe potrzeby, ponieważ z regały nie da się połączyć dodatkowych szaf po zamontowaniu tych pierwszych. Trzeba też pamiętać o pozostawieniu dodatkowej wolnej przestrzeni z przodu i z tyłu szafy, aby możliwy był montaż dodatkowych akcesoriów, np. przełącznika KVM.

Znajomość dokładnych wymiarów wewnętrznych umożliwia oszacowanie wielkości i liczby urządzeń, które da się zamontować w danej szafie stelażowej. Wewnętrzna wysokość jest liczona od najwyższego punktu którejkolwiek z bocznych szyn w dolnej części obudowy. Głębokość liczy się od wewnętrznej powierzchni przednich i tylnych drzwi . Natomiast szerokość wewnętrzna rozciąga się od jednej ścianki bocznej do drugiej.

Inne znaczenie mają zewnętrzne wymiary szaf. Przed złożeniem zamówienia należy określić dokładną lokalizacją szafy w serwerowni na podstawie jej wymiarów zewnętrznych. Trzeba też pamiętać o jednej bardzo ważnej rzeczy, której często w ogóle nie bierze się pod uwagę – czy szafa zmieści się w ewentualnych wąskich przejściach prowadzących do serwerowni, windzie czy na klatce schodowej. Należy też pamiętać o wysokości pomieszczenia.

Korzyści

Szafy stelażowe mogą przynieść korzyści każdej firmie z własną serwerownią. Umożliwiają bezpieczne przechowywanie serwerów i innych urządzeń w uporządkowany sposób, usprawniający przepływ powietrza. W ten sposób pomagają w utrzymaniu temperatury w centrum danych, tworząc urządzeniom optymalne warunki do pracy.

Racki są podstawowym elementem służącym do zabudowy przestrzeni w centrum danych. Są dostępne w różnych rozmiarach i wariantach. Mogą być zamykane lub całkowicie otwarte. Niektóre obsługuje się bez konieczności używania narzędzi. Są nawet modele wyposażone we własną aparaturę chłodzącą, elementy zarządzania okablowaniem i zamykane panele kontrolne. W ten sposób umożliwiają nie tylko optymalizację zużycia energii i utrzymanie odpowiedniej temperatury sprzętu, ale także chronią go przed przypadkowym upadkiem czy kradzieżą.

Szafy zrewolucjonizowały centra danych w tym sensie, że umożliwiły rozdzielenie ciągów zimnego i gorącego powietrza emitowanego przez urządzenia. Efektem jest stabilna temperatura powietrza na wlocie urządzeń informatycznych oraz suche i cieplejsze powietrze płynące w kierunku urządzeń chłodzących. Racki są często stosowane do wydzielenia stref zimnego i ciepłego powietrza, co jest sposobem na ograniczenie zużycie energii i poprawienie żywotności sprzętu, które przestaje się przegrzewać.

Rzędy szaf a chłodzenie

Oddzielenie gorącego powietrza generowanego przez serwery, przełączniki i inne urządzenia od zimnego powietrza pochodzącego z systemów chłodzących jest bardzo ważnym czynnikiem decydującym o efektywności działania centrum danych. Według analityków Gartnera wydajność energetyczna będzie jednym z głównych czynników kształtujących centra danych w najbliższej przyszłości.

Jednym z najlepszych sposób na osiągnięcie tego celu jest umieszczenie szaf stelażowych w rzędach, tworząc między nimi korytarze. Jest to bardzo prosta do realizacji koncepcja zakładająca, że chłodne powietrze trafia bezpośrednio do szaf, natomiast gorące jest wypychane do przestrzeni między szafami. Teoretyczne podstawy tej koncepcji rzeczywiście są proste, ale w praktyce realizacja może sprawiać problemy. Producenci sprzętu opracowali bowiem wiele rozwiązań izolowania ciepłego i zimnego powietrza, a różnorodność rozwiązań zwiększa złożoność. Co istotne, niezależnie od tego, w jaki sposób ciepłe i zimne powietrze będzie rozdzielone, zawsze wiążą się z tym kwestie dotyczące ochrony przeciwpożarowej, które trzeba uwzględnić w planach odzyskiwania danych po awarii.

Sposób rozmieszczenia w rzędach szaf stelażowych to bardzo popularna forma oddzielenia zimnego i ciepłego powietrza. Ta koncepcja skupia się przede wszystkim na wprowadzeniu chłodnego powietrza do szaf rackowych, natomiast gorące jest wydmuchiwane poza szafę, aby uchronić sprzęt przed przegrzaniem. W tym schemacie sąsiadujące szafy tworzą rzędy, które stoją na podwyższonej podłodze. Między szafami stojącymi przodem do siebie znajdują się strefy chłodnego powietrza. Te korytarze są chłodzone z wykorzystaniem wentylatorów, aby zapobiec przegrzaniu. W tym przypadku świetnym rozwiązaniem są szafy 42U.

Z drugiej strony szafy stoją tyłami do siebie. W tę przestrzeń trafia ciepłe powietrze wydmuchiwane przez wentylatory. W ten sposób powstaje korytarz ciepłego powietrza, które trafia następnie z powrotem do systemu chłodzenia. Wydajność odprowadzania ciepła zależy od wysokości podłogi, rozmieszczenia perforacji a także od ogólnej architektury pomieszczenia serwerowni. Niektórzy kwestionują zasadność tego podejścia, ale przeprowadzono badania, które potwierdziły, że ta metoda pomaga w usuwaniu ciepła z serwerowni.

Ta metoda rozdzielania stref ciepłego i chłodnego powietrza ma zarówno wady, jak i zalety.

Największą zaletą jest oddzielenie serwerów od ciepła, które same generują. Istotne jest również to, że takie podejście ogranicza koszty chłodzenia. Wadą jest brak możliwości wykorzystania obszarów ciepłego powietrza do innych celów. Inną wadą jest to, że bez odpowiedniej wentylacji serwery nadal mogą się przegrzać. To z kolei wymusza upewnienie się przed uruchomieniem serwera, czy są dostępne dla niego wymagane zasoby.

Na serwery albo na routery

Przed zakupem szafy stelażowej trzeba wiedzieć, że są konstrukcje przeznaczone specjalnie do montażu serwerów i różnią się one od tych służących do montażu sprzętu sieciowego. Dobrze jest znać różnice między nimi. Szafy serwerowe najczęściej mają wysokość 42U i szerokość 19 cali, co jest przyjęty standardem. Te produkty służą do montażu serwerów, ale także zasilaczy awaryjnych (UPS), monitorów, itp. Trzeba dodać, że niektóre firmy stosują inne jednostki miar, aby spełnić wymagania klientów.

Z kolei szafy sieciowe często są mylone z konstrukcjami przeznaczonymi do montażu serwerów. Szafy sieciowe generalnie służą do montażu routerów, przełączników, paneli krosowych i innych urządzeń sieciowych. W większości przypadków te konstrukcje nie będą tak głębokie jak szafy na serwery - typowa głębokość to 31 cali i mniej. Drzwiczki w takich szafach często są przeszklone lub wykonane z przezroczystego plastiku. Często w przypadku tego typu konstrukcji zamkniętych nie ma perforacji służących do przepływu powietrza, ponieważ urządzenia sieciowe nie generują tak dużo ciepła, co serwery.

Ponieważ jeden produkt nie spełni wszystkich potrzeb, przed zakupem szafy należy mieć świadomość, jakie urządzenia są używane w firmie i powinny zostać zamontowane w szafach. Z reguły konieczny jest zakup obu typów szaf.