Ubezpieczanie napięcia

Na nic zdadzą się grube mury i wielkie zamki chroniące serwerownię, jeśli nie będzie ona wyposażona w system zasilania awaryjnego, gwarantujący czasową lub stałą dostawę energii w przypadku awarii. Zanim jednak system taki zostanie wybrany, konieczne są przeprowadzenie analizy i obliczenie zapotrzebowania energetycznego.

Na nic zdadzą się grube mury i wielkie zamki chroniące serwerownię, jeśli nie będzie ona wyposażona w system zasilania awaryjnego, gwarantujący czasową lub stałą dostawę energii w przypadku awarii. Zanim jednak system taki zostanie wybrany, konieczne są przeprowadzenie analizy i obliczenie zapotrzebowania energetycznego.

Według badań przeprowadzonych przez IBM, na każdą stacje roboczą, pracującą w sieci korporacyjnej, przypada miesięcznie ponad 120 problemów z zasilaniem. Z kolei, według magazynu Contingency Planning & Management, 45% wszystkich przypadków utraty danych w firmach spowodowanych jest zakłóceniami zasilania. Źródłami kłopotów mogą być udary napięciowe, długotrwałe obniżenia napięcia, szumy, zakłócenia impulsowe, wahania częstotliwości, przepięcia łączeniowe czy odkształcenia harmoniczne. Infrastruktura energetyczna serwerowni, w tym system zasilania awaryjnego, jest jednym z ważniejszych elementów zapewniających bezpieczeństwo ciągłości przetwarzania danych.

Baterie na krótko

Podstawową decyzję w procesie realizacji systemu zasilania, dotyczącą docelowego czasu podtrzymywania pracy systemów informatycznych, trzeba podjąć już na etapie projektowania. Projektant musi zdecydować, czy urządzenia powinny pracować non stop podczas długotrwałych przerw w dostawie prądu czy też energia ma być dostarczana jedynie przez kilkadziesiąt minut - czyli przez okres potrzebny do prawidłowego zamknięcia wszystkich aplikacji. To głównie od tej decyzji zależą koszt systemu i jego architektura.

Ważne elementy systemu zasilania

  • System SZR (Samoczynne Załączenie Rezerwy)

    Pozwala na kontrolowanie pracy podstawowej sieci energetycznej i w razie awarii automatycznie przełącza zasilanie między siecią a agregatem.

  • Przełącznik obejścia serwisowego (by-pass)

    W razie awarii UPS-a lub konieczności dokonania serwisu pozwala na przełączenie urządzeń bezpośrednio na zasilanie z sieci, czyli odłączenie baterii bez przerywania pracy podłączonych urządzeń. Pozwala również na zasilanie urządzeń z podstawowego źródła, w przypadku gdy pobór mocy przekroczy moc UPS-a i jego dopuszczalne obciążenie.

  • Rozdzielnica

    Skrzynka z bezpiecznikami dla poszczególnych obwodów, odpowiedzialna za dystrybucję prądu do wszystkich szaf. Z rozdzielnicy prąd jest dystrybuowany za pośrednictwem szynoprzewodów miedzianych, a dalej do urządzeń poprzez kable igielitowe (PCV).

  • Teoretycznie awaryjne, czyli UPS-y (Uniterruptible Power Supply), mogą podtrzymywać pracę dołączonych do nich urządzeń przez dowolny okres - jego długość zależy bowiem od liczby podłączonych do zasilacza baterii. Wydłużanie czasu pracy UPS-a nie jest jednak efektywne. Zdaniem producentów tego typu urządzeń, najlepiej, by docelowy czas podtrzymywania napięcia w przypadku serwerów był nie krótszy niż 30 min i nie dłuższy niż 120 min. Czas podtrzymywania awaryjnego nie powinien przekraczać dwóch godzin, ponieważ środki potrzebne na zakup baterii lepiej wykorzystać wówczas na inwestycję w agregat prądotwórczy. "Baterie są stosunkowo drogie. Czas ich użytkowania wynosi 10 lat. Ulega on jednak skróceniu, jeśli temperatura otoczenia przekracza 20-25ˇ C. Według szacunków, 10-stopniowe podwyższenie temperatury skraca trwałość baterii o połowę. Ponadto konieczna jest utylizacja zużytych baterii" - mówi Tomasz Wojda, menedżer w firmie BPS. Zbyt duża liczba baterii powoduje dodatkowo kłopoty z ich ładowaniem, w szczególności znacznie wydłuża się czas powrotu systemu do pełnej sprawności, w przypadku gdy długi czas pracował on na zasilaniu bateryjnym. Za w pełni sprawny można uznać dopiero taki system, którego baterie awaryjne są w pełni naładowane.

    Jednakże, nawet w przypadku zastosowania agregatu, zakładany minimalny okres podtrzymywania zasilania przez UPS nie powinien być krótszy niż pół godziny. Wprawdzie agregat może przejąć dostarczanie energii od zasilaczy już w ciągu kilkunastu sekund od wystąpienia awarii, ale warto pozostawić pewną rezerwę czasową na nieprzewidziane zdarzenia, które mogą się wiązać, np. z koniecznością ręcznego rozruchu agregatu prądo-twórczego. Jeśli baterie zasilaczy przewidziane są na podtrzymanie napięcia zaledwie przez kilka minut, w praktyce może to okazać się okresem zbyt krótkim.

    Długość minimalnego czasu podtrzymywania napięcia nie powinna być uzależniona wyłącznie od teoretycznych przewidywań długości możliwych przerw w dostawie prądu. Konieczne jest jego dostosowanie do rzeczywistych wymagań aplikacji pracujących na "podtrzymywanych" serwerach, czyli skonfrontowanie go z długością czasu, jaki jest niezbędny do poprawnego zamknięcia aplikacji. Precyzyjne ustalenie czasu podtrzymywania - w przypadku podjęcia decyzji o jedynie czasowym dostarczaniu energii z systemu zasilania awaryjnego - powinno odbywać się na podstawie empirycznego obliczenia czasu niezbędnego do wykonania wszystkich zaplanowanych czynności, dotyczących wyłączania aplikacji, systemów i urządzeń (szczegółowo pisaliśmy o tym w poprzednim raporcie z cyklu Bezpieczeństwo IT: Systemy zabezpieczeń przed awarią).