Do 2025 r. ponad 75% danych generowanych przez przedsiębiorstwa będzie tworzonych i przetwarzanych poza tradycyjnym centrum danych lub chmurą (wg Gartnera). Łatwo więc stwierdzić, że zalety Edge Computing są znaczące. Jest jednak jeden poważny problem: Jak zarządzać i utrzymać wdrożenia Edge na zewnątrz?

Uruchamianie zaawansowanych urządzeń IT w środowiskach, które są potencjalnie niebezpieczne dla tego sprzętu, jest z natury trudne. Podobnie niektórzy producenci szaf IT są lepiej przygotowani do radzenia sobie z tymi wyzwaniami, co może przyczynić się znacznie do zminimalizowania zagrożeń.

Wiele wysiłku wkłada się w planowanie instalacji Edge — od pojedynczej samodzielnej szafy po wielozadaniowe „centrum danych Edge” — w tym przestrzeganie zaleceń branżowych ASHRAE , światowego autorytetu w dziedzinie ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji czy chłodnictwa.

Jesienią 2020 r. ASHRAE opublikował nowy biuletyn techniczny, skupiający się na zagrożeniach związanych z projektowaniem Edge Computing i niezawodnym działaniem, ze szczególnym uwzględnieniem wdrożeń zewnętrznych. Komitet Techniczny (TC) 9.9 ASHRAE zajmuje się krytycznymi dla przedsięwzięcia obiektami, przestrzeniami technologicznymi i sprzętem elektronicznym.

W nowym biuletynie technicznym zastosowano w zasadzie starsze rekomendacje do nowego scenariusza, w kontekście wdrożeń brzegowych pod gołym niebem. Biuletyn techniczny ASHRAE TC 9.9 jest teraz „planem dla wszystkich nowych wdrożeń Edge”, zawierającym najlepsze praktyki mające na celu ograniczenie zagrożeń związanych z temhttps://datacenter.rittal.com.pl/artykul/5-glownych-przemyslen-ekspertow-z-ashrae-o-outdoorowych-instalacjach-brzegowych/peraturą, wilgotnością i jakością powietrza, a także ich wpływem na gwarancje sprzętu IT.

1. Rodzaje instalacji brzegowych typu outdoor

Zanim zagłębimy się w potencjalne zagrożenia, z którymi trzeba sobie poradzić, omówmy najpierw, jak wyglądają te struktury. Jak można się spodziewać, mają one bardziej modułowy charakter i można je łatwo zainstalować.

  • Pojedyncza szafa 1 lub 2-rackowa — podobnie jak w podstacjach i zewnętrznych elektrowniach, te szafy wielkości budki telefonicznej, mogą pomieścić maksymalnie dwie szafy, przez co konserwacja jest bardziej skomplikowana.
  • Rozwiązania prefabrykowane — Te modułowe systemy/podsystemy centrum danych są wstępnie zmontowane w fabryce. W celu szybkiej i łatwej instalacji, najczęściej montuje się je na podstawie. Wiele z nich wykonanych jest ze stalowych kontenerów transportowych i może mieć mały przedsionek, który służy jako miejsce dla specjalistów zajmujących się konserwacją. Zanieczyszczenia, które mogą dostać się do środka, zatrzymują się właśnie w przedsionku. Praca na sprzęcie w tych środowiskach jest łatwiejsza niż w przypadku większości innych opcji.
  • Małe, autonomiczne budynki — są to proste, małe centra przetwarzania danych, gdzie klasyczną budowę zastępuje się zwykle projektem na zamówienie, dostosowanym do dostępnej przestrzeni.

Wszystkie te konfiguracje Edge mają wspólny aspekt: ​​znajdują się w zewnętrznych, niekontrolowanych lokalizacjach, zarówno z punktu widzenia środowiska, jak i bezpieczeństwa. Te losowe lokalizacje narażają zainstalowane komponenty IT na większe ryzyko uszkodzenia lub awarii. Jest to znacznie większe ryzyko, niż w bardziej tradycyjnych przestrzeniach IT. Wydajność takiego urządzenia może się jednak radykalnie zmienić. Wystarczy otwarcie drzwi zewnętrznych i wystawienie wnętrza szafy na działanie czynników zewnętrznych takich jak wahania temperatury, wilgoć czy zła jakość powietrza.

2. Charakterystyczne wyzwania środowiskowe dla instalacji brzegowych typu outdoor

Wspominaliśmy o tym wcześniej, ale warto jeszcze raz powtórzyć: ważne jest, aby znać i rozumieć gwarancje dostawców sprzętu IT. Zakres warunków środowiskowych określonych w gwarancji można przekroczyć po prostu otwierając drzwi centrum przetwarzania danych. Poświęć trochę czasu na sprawdzenie specyfikacji każdego elementu sprzętu IT przed wdrożeniem i upewnij się, że szafa jest zaprojektowana tak, aby spełniała minimalne warunki techniczne.

Mając na uwadze gwarancje, należy teraz rozważyć te problemy lub sprawy, którymi trzeba się zająć w przypadku outdoorowej instalacji brzegowej. Czy zwykłe otwarcie drzwi może się wiązać z wyzwaniami środowiskowymi?

  • Ekstremalne temperatury — podczas bardzo zimnego dnia (na przykład 0°C/-18°C), co się dzieje, gdy drzwi są otwarte, a strumień powietrza wlotowego uderza w sprzęt IT? Czy jest to poniżej określonego limitu sprzętu? Podobnie bardzo upalny dzień może spowodować, że temperatura będzie znacznie wyższa niż w bezpiecznym, kontrolowanym centrum danych. Większość z tych problemów występuje w przypadku małych szafek, zwłaszcza jeśli ich drzwi muszą pozostać otwarte przez długi czas.
  • Wysoka wilgotność — niektóre deszczowe dni mogą powodować wysoką wilgotność względną (na przykład 95%), która przekracza określony limit wytrzymałości sprzętu IT. Nagły wzrost wilgotności może spowodować kondensację. Należy również unikać warunków pogodowych, gdy temperatura powietrza spada poniżej punktu rosy, co również może powodować kondensację. Takie „zdarzenia kondensacji” są zabronione przez większość specyfikacji producentów.
  • Kurz i pyłki — gorące i wilgotne obszary zazwyczaj wytwarzają duże cząsteczki kurzu, natomiast obszary suche cierpią z powodu mikroskopijnego kurzu. Na przykład w marcu 2021 r. Koreę Południową ogarnęły masowe burze „żółtego pyłu”, które wzbiły się z regionu Mongolii na chińskiej pustyni Gobi. Efektem tego były zatkane filtry wlotowe, zwiększony pobór mocy wentylatorów, zmniejszona wydajność chłodzenia i spadek wydajności urządzeń.
  • Zanieczyszczenia gazowe — ogólna jakość powietrza, w tym zanieczyszczenia pyłowe i gazowe, ma ogromne znaczenie dla zewnętrznych centrów danych przetwarzania brzegowego. Zanieczyszczenia gazowe mogą spowodować awarię sprzętu IT. Korozja może uszkodzić odsłoniętą miedź i srebro na elementach, a także na płytkach drukowanych. ASHRAE określa limity szybkości korozji, które mogą być wymagane przez zainstalowanie filtracji chemicznej. Pozwala to uniknąć uszkodzeń sprzętu IT spowodowanych korozją. Jak pokazano w powyższym przykładzie pyłu, zagrożenia te mogą się znacznie różnić w zależności od lokalizacji, być krótkotrwałe i sezonowe (opryski lub wypalanie w rolnictwie, koszenie trawy, kierunek wiatru itp.). Nawet sezonowe pożary mogą wprowadzać dym i zanieczyszczenia do powietrza.
  • Wilgoć/Sól — instalacja Edge zlokalizowana w pobliżu oceanu stwarza wyjątkowe wyzwania. Jak zapobiec sytuacji, w której wilgoć i sól w powietrzu niszczą konstrukcję szafy rack? Jeśli sól może uszkodzić pojazd, to z pewnością może zaszkodzić sprzętowi IT. Jak można ograniczyć to zjawisko, gdy otwiera się drzwi w celu przeprowadzenia konserwacji?
  • Gryzonie/Insekty/Zwierzęta – O ile robaki i węże wywołują u nas gęsią skórkę, to w przypadku instalacji Edge na zewnątrz mogą narobić nam poważnych kłopotów – od zamieszkania w tych zabezpieczonych przestrzeniach do przegryzania wszystkich kabli lub nawet fizycznego zagrożenia dla personelu np. jadowite węże lub niebezpieczeństwo użądlenia.

3. Bezpieczeństwo fizyczne

Samodzielne instalacje Edge, zwłaszcza zlokalizowane na zewnątrz, nie spełniają wymagań bezpieczeństwa dużych centrów danych. Jednym z prawdopodobnych problemów odległej lokalizacji jest wandalizm. Dużo łatwiej uszkodzić „niepilnowane” zewnętrzne centrum Edge, niż klasyczne centrum danych umiejscowione w budynku.

Podczas projektowania należy odpowiednio przemyśleć, jaka ochrona fizyczna jest wymagana. Musisz określić potrzeby bezpieczeństwa w oparciu o specyficzne warunki środowiska i infrastruktury Edge.

4. Konserwacja

Warunki pogodowe nie mają znaczenia, jeśli chodzi o utrzymanie tradycyjnego centrum danych. Śnieg, deszcz ze śniegiem, upał i wiatr po prostu nie mają wpływu na szafy serwerowe/sieci IT. Zmienia się to w przypadku wdrożenia Edge na zewnątrz, gdzie nad warunkami pogodowymi nie mamy najmniejszej kontroli.

Oczywiście sprzęt IT jest drogi, więc celem jest utrzymanie go w dobrym stanie tak długo, jak to możliwe. Jednym ze sposobów, aby to zrobić, jest maksymalne zminimalizowanie wpływu czynników zewnętrznych. Tak więc regularna konserwacja może nagle wymagać użycia składanego i tymczasowego namiotu, aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń z zewnątrz i opadów atmosferycznych do sprzętu.

Nie powinno być to kwestią zostawianą na ostatnią chwilę. Trzeba dużo wcześniej opracować plan związany z tym, że podczas otwarcia drzwi sprzęt zostaje potencjalnie narażony na działanie czynników zewnętrznych. Nie zawsze mamy luksus odkładania konserwacji sprzętu do czasu, gdy będzie idealna, słoneczna pogoda.

Co jest potrzebne do centrum danych opartego na kontenerach? Być może rozwiązaniem mogą być włazy, które minimalizują narażenie sprzętu IT na zagrożenia środowiskowe. A co, gdy przestrzeń jest zbyt mała, aby wejść? Pomocą może się okazać namiot wyposażony w grzejnik lub jednostkę klimatyzacyjną, który pomoże utrzymać sprzęt IT w określonych granicach norm.

Kluczem do pomyślnego programu konserwacji będzie aktywne i ciągłe monitorowanie wszystkich zainstalowanych komponentów. Należy korzystać ze wszystkich pokładowych systemów monitoringu zainstalowanych urządzeń IT oraz z infrastruktury wspomagającej jak: zasilanie/UPS, klimatyzacja, pomiar parametrów środowiskowych.

5. Szafy IT dla rozwiązań brzegowych

Co powinny wnieść szafy IT do wdrożenia w przypadku instalacji outdoorowej? Oto kilka wskazówek:

  • Właściwości dedykowane dla rozwiązań brzegowych: Potrzebujesz niezawodnej ochrony w trudnych warunkach, prawda? Szukaj więc produktów oferujących wyższy poziom ochrony (NEMA12, 4, 3R i IP55, 56). Rozważ również rozwiązania do odprowadzania ciepła (zarządzanie przepływem powietrza w szafie i jednostki klimatyzacji) zaprojektowane z myślą o zmiennych obciążeniach IT.
  • Skalowalne rozwiązania: przyszłościowe szafy ze sprzężonymi bezpośrednio systemami chłodzenia, będą się łatwo skalować wraz ze zmianą konfiguracji sprzętu
  • Chłodzenie w obiegu zamkniętym: Pewnie radzi sobie z dużymi obciążeniami termicznymi i wyzwaniami związanymi z gęstością mocy bez dodatkowej izolacji lub polegania na warunkach otoczenia.
  • Interfejs sieciowy: systemy chłodzenia szaf IT powinny łączyć się przez urządzenia IoT w celu aktywnego monitorowania za pośrednictwem zarządzania infrastrukturą centrum danych (DCIM)
  • Elastyczność: Konfigurację systemu Quick Edge można przeprowadzić za pomocą odpowiednich szaf IT o różnej klasie wydajności, które można połączyć w gotowe do użycia rozwiązanie.

Zaawansowane rozwiązania spełniające zalecenia ASHRAE

LCP DX firmy Rittal to rozwiązanie chłodzenia IT oparte na czynniku chłodniczym, które spełnia wymagania dostępności infrastruktury Edge, zapewniając nieprzerwany przepływ danych. Szczególnie przydatne jest połączenie LCP DX z możliwościami projektowymi platformy Rittal w celu stworzenia obiegu zamkniętego, który nie dopuszcza powietrza z zewnątrz szafy.

Szafy Rittal o stopniu ochrony IP 55 — system kodów Ingress Protection dla możliwości szaf pomiarowych — wykazują prawie całkowitą ochronę przed cząstkami i dobry poziom ochrony przed wodą, w tym przed korozją. Spełnienie normy wskazuje, że szafa zapobiega dostawaniu się do niej kropel wody i cząsteczek kurzu o określonych rozmiarach. Produkty Rittal zapobiegają również gromadzeniu się ciepła.

Rittal stworzył Blue e+ w wersji outdoor – system chłodzenia pośredniego, gdzie powietrze wewnętrzne jest oddzielone od środowiska zewnętrznego. Wewnątrz szafy pozostaje czyste, pierwotne środowisko, które optymalnie wykorzystuje warunki otoczenia, oszczędnie gospodaruje chłodzeniem i nie nadużywa mocy sprężarek.

Źródło: 1ASHRAE TC 9.9 Technical Bulletin: Edge Computing: Considerations for Reliable Operation is ©2020 ASHRAE. www.ashrae.org

Więcej informacji znajdziesz w naszym katalogu Edge Data Center oraz ebooku

Może zainteresuje Cię również:

 6 kwestii związanych z projektowaniem, instalacją i zarządzaniem zewnętrznymi Centrami Danych Edge

 

 

 

Autor: Ameya Soparkar

Rittal Data Center Infrastructure Engineering Director