Выбор ибп для сервера. ИБП для сервера - какие бывают и как выбрать? Параллельное соединение ИБП

Требования, которым отвечает источник бесперебойного питания для персонального компьютера и для сервера – отличаются. Условия, предъявляемые серверным ИБП – гораздо выше, чем для ИБП персонального компьютера. Все-таки, с сервером (серверами) всегда связаны не только периферийные устройства, но и компьютеры, чьи пользователи могут подключаться к данной сети удаленно.

Кроме распространенных задач, тех, что решают любые бесперебойные источники питания, серверные ИБП имеют еще несколько специфичных функций. В числе которых находятся: дистанционное управление при помощи локальной сети, функция автоматического тестирования ИБП и автоматической диагностики аккумулятора.

Поскольку мощность, которую выдают ИБП для сервера – очень большая, система питания обычно состоит из блоков, устанавливаемых в одну серверную стойку. Такой ИБП имеет еще одно реальное преимущество: появляется возможность производить «горячий ремонт», тестирование, замену неисправного блока системы – без отключения источника бесперебойного питания от сети. Собственно, заменить неисправный блок на резервный (работоспособный), и затем уже без спешки производить ремонт (либо, обратиться в сервисную службу) – всегда удобней и проще.

Он-лайн или не Он-лайн?

ИБП класса on-line, то есть система с двойным преобразованием, обеспечивает наивысшую степень защиты электроприборов, к ней подключаемых.

Главным же недостатком резервных (off-line), как и линейно-интерактивных ИБП остается необходимость в переключении питаемой нагрузки с напряжения сети на генератор (инвертор), питаемый от батареи. Время такого переключения нагрузки, все же, нельзя считать «нулевым», само переключение вызовет переходный процесс, с наличием нежелательных «всплесков». Все это приводит как минимум к сбою в работе, кратковременному пропаданию питания на каждом устройстве, подключаемом к ИБП.

Питание с двойным преобразованием от указанной проблемы избавлено. В таких ИБП, нагрузка от инвертора (генератора переменного напряжения) будет запитана постоянно. Как можно понять, вход инвертора подключен к постоянному (а не переменному) напряжению заряженной батареи или выпрямителя. Выпрямитель здесь преобразует переменное напряжение 220 В в постоянное (12 В или 24). Когда напряжение «выпрямителя» исчезает, инвертор продолжит работу, питаясь только от батареи.

На самом деле, создавать ИБП серьезной мощности (вплоть до 500 кВА) можно только по схеме с двойным преобразованием. Конечно, такой ИБП обеспечивает питанием не один компьютер, а серверную комнату, офис либо все здание целиком. При выборе, учитывайте, что ИБП мощностью от 10 кВа предназначены для использования совместно с трехфазной сетью.

Компоновка

ИБП не слишком большой мощности (до 1000 ВА) обычно работают от батарей 7-20 минут. ИБП с большой выходной мощностью могут вообще не иметь батареи в стандартном комплекте. Исходя из условий работы, они дополнительно оснащаются батарейными блоками на разную емкость. Число батарей, то есть – суммарная емкость, влияет на время аварийной работы. Как правило – пропорционально.

А каким оно должно быть? Распространенный вариант использования ИБП для питания нагрузки до запуска мотора генератора (дизеля) – будет подразумевать выбор в зависимости от характеристики дизеля. Для аварийного завершения (программ и сервисов) – сейчас уже, в общем, достаточно 10 или 15 минут, при «современной» скорости работы процессора.

К дополнительным функциям, относящимся именно к электрической части систем ИБП, относится возможность работы без использования аккумуляторов, когда в сети – повышенное, либо – пониженное напряжение (режим SmartTrim и SmartBoost соответственно). Пороговое значение (при котором переход «на аккумулятор» все же произойдет) можно настраивать (для обоих режимов – отдельно).

Управление

В любом рэковом ИБП APC Smart есть функция выключения или включение по расписанию, для чего используется – сервер (соединяемый с ИБП через порт COM), или сетевая плата Web/SNMP управления.

Как правило, нужна одна функция: выключение рабочей станции в течение, допустим 10 минут после включения «батарейного» режима. То есть, мы даем ОС целых 10 минут на гашение. А для включения с появлением напряжения в сети 220В, можно настроить БИОС системной платы – Power On при появлении питания ПК (при включении). Собственно, нужно ли что-то еще?

Такая настройка – типичная. И расписание здесь не используется: есть свет – сервер работает, нет света – нет и работы.

Адаптер ИБП фирмы APC носит название Power Net SNMP (пример: AP9617). Собственно, адаптер АРС Power Net SNMP, играет роль и SNMP-агента и платы Ethernet для всех Smart-UPS этой фирмы. На самой плате адаптера – только один RJ-разъем (LAN 10MBit), а компьютеры, получающие сигнал с ИБП, находятся том же сегменте локальной сети Base 100 (либо 1000MBit), что и сам ИБП.

Предупреждающий сигнал посылается на все рабочие станции (сигнал имеет «общий» IP), после чего, каждая, получившая этот сигнал, автоматически выполнит действия: остановку всех сервисов; выключение (средствами операционной системы).

Для управления этими функциями (программное отключение – включение), нужно запомнить два «слова»: When power fails(«когда электричество пропадает») – когда именно начать выключение; When power returns(«при появлении электричества») – включить УПС немедленно, либо после указанного («никогда» – значит, включать вручную).

Параметр When power fails можно настроить на время до полного разряда батарей (например, «начать выключение за 7 минут до разряда»), но можно выбрать значение immediate («немедленно»), чтобы дать максимальное время на остановку и выключение серверов средствами ОС.

Примечание: время до разряда задается из расчета на полную (максимальную) мощность потребления.

Настройка с помощью кнопок (и, типичные неисправности)

Большинство нужных параметров ибп для сервера можно настраивать «аппаратно» (кнопками на панели устройства). Например, в APC серии Smart, есть «Кнопка настройки конфигурации».

В APC одной кнопкой можно настроить порог, при котором ИБП переключится на аккумуляторы, то есть, верхний и нижний предел напряжения (светодиод – индикатор отображает значение текущей настройки своей яркостью). Нажатие этой же кнопки с клавишей «On» позволит менять параметр When power fails.

А неисправности подключения (речь идет о локальной сети), диагностирует плата SNMP:

1. Зеленая лампа горит – SNMP агент работает в штатном режиме;
2. Зеленая лампа мигает – агент SNMP не настроен;
3. Красная лампа горит – аппаратный сбой оборудования;
4. Красная лампа мигает – обрыв кабеля LAN.

«Софтовое» управление

Как уже говорилось, сетевая плата ИБП APC Smart является веб-сервером, то есть для управления (установки параметров) ИБП предоставляется веб-интерфейс. У APC, он имеет название Power Chute Net-work Shutdown.

Набрав нужное имя в браузере, попадаем в Configuration Wizard:

Страница Configuration Wizard: Security позволяет задать логин и пароль. Нажав «Next», видим страницу Electrical Configuration:

Программное обеспечение UPS умеет работать и с сервером, имеющим два внутренних блока питания (программа «видит» 2-3 UPS, как один). В каждом из случаев, работающий сервер (или несколько), будет получать сообщения корректно. Итак:

1. Single UPS. Тут все понятно, ИБП – один, одна питающая линия.
2. Redundant – резервная схема с применением 2 или более ИБП, подключенных к машине с числом блоков питания 2 или больше (таких «машин» может быть несколько);
3. Массив UPS, выход которых – «запараллелен» (а можно ли делать так? и, если да – то с UPS каких фирм?).

По умолчанию – один ИБП. Нажав «Next», видим «детали» IP-подключения (UPS-Details):

Жмем «Next», «Next», и в конечном счете, попадаем на страницу настройки устройства:

Настроить реакцию на события (эвенты) можно, как нам угодно. Мы настроили «отключение» ИБП при 15% заряда батареи, и перегреве корпуса (к плате ap9631 прилагается датчик внешней температуры).

Мы рассмотрели ИБП только одной марки, однако, другие – по функциям будут разниться не так уж сильно. Делая выбор ибп, становится ясно, на что обращать внимание: наличие датчиков; стоимость управляющей Ethernet-«платы».

Параллельное соединение ИБП

Соединение «в параллель» – техническое решение, направленное как на повышение общей надежности (аппаратное резервирование ИБП), так и на увеличение выходной мощности данной системы. Возможно электрическое параллельное соединение нескольких одноранговых ИБП. При этом, объединяются их входы и выходы.

Конечно, параллелить источники напряжения «просто так» – нельзя. Работоспособность же подобных систем обеспечивается наличием схемы синхронизации выходного напряжения по фазе. У APC, технология называется «Active Sync».

Получаем: равномерное распределение нагрузки между всеми источниками; при выходе из строя одного - мощность перераспределится между исправными. Обычно, используется схема N+1 резервирования (надо 3000 ВА – берем 4 ИБП по 1000 ВА).

Обратите внимание, что не все ИБП (даже серверные) поддерживают данную функцию.

Примечание: максимально число «параллельно» используемых ИБП – всегда ограничено. Обычно 3 или 4 (для некоторых моделей UPS – это 8).

Расчет мощности

На сайте каждого производителя оборудования, предлагают рассчитать мощность для UPS автоматически (и – подобрать нужные вам модели UPS). Для фирмы APC, этот сайт: www.apc.com/tools/ups_selector/index.cfm.

Емкость батарей также будет рассчитана (в зависимости от времени работы, которое вы укажете).

Как видим, существует два варианта автоматического расчета. Первый – это «подставлять» имеющуюся у вас конфигурацию компьютера (процессор, количество/тип жестких дисков, наличие принтера). В-общем, такой расчет – достаточно точный. Но делается он – с избытком.

Другой метод расчета – когда вы сами знаете, сколько Вольт-Ампер нужно каждой рабочей станции. Зная их «численность», легко подсчитать суммарную мощность.

О влиянии power factor блока питания на расчетную мощность

Как известно, потребляемая мощность (в Вольт-Амперах) равна максимальной мощности в Ваттах, умноженной на поправочный коэффициент (power factor):

Значение же коэффициента power factor (Pf) – разное, для разных типов компьютерных БП. Для импульсного БП, не имеющего коррекции Pf (на входе которого – диодный мост и конденсаторы), оно равно 0,6. Применение систем коррекции power factor в современных блоках питания позволяет «приблизить» значение коэффициента к 1. Но с системами PFC (коррекция Pf) – тоже, не все так просто.

Во-первых, пассивная коррекция (PPFC). Коэффициент для расчетов можно принять равным 0,9 (0,85 для «мощных» БП). В принципе, это – работает. Но дешевые ИБП (не Он-лайн) такую коррекцию не переносят на дух, могут выйти из строя (что вызвано наличием индуктивностей на входе БП).

С активной коррекцией – тоже, не просто. Казалось бы, можно принять Pf = 1 (чтобы не заморачиваться). Однако, тонкости – в следующем.

Вопрос: существует ли проблема совместной работы ИБП и блока питания APFC? Влияет ли форма выходного сигнала ИБП (синусоида или аппроксимация) на работу такого БП?

Ответ: да, проблема существует. В большей степени проявляется она только с блоками питания APFC, имеющими «автовольтаж» (Full Range). UPS до 1000VA (а возможно, и чуть выше) c таким блоком питания ведут себя неадекватно, при достаточной «прожорливости» компьютера (свыше 300W) появляется кратковременное пропадание напряжения (происходит перезагрузка ПК).

Вопрос: почему эта проблема возможна?

Ответ: вследствие кратковременного потребления завышенного тока модулем APFC, имеющим «автовольтаж».

Например, на БП Hiper R HPU-580W написано :

110…120V (8A) и 200…240V (5A). 5А – многовато (для 580 Ватт), хорошо, что честно указано.

Есть блоки питания с APFC без опции «автовольтаж» (то есть, с переключателем). Например:

Hiper HPU 3S425 – вероятно, и другие БП данной фирмы (БП Hiper с автовольтажем не встречались);
FSP Optima Pro 500W, 550W (230V) (а БП данной серии 600W и выше, к сожалению, имеют автовольтаж).

Приведенные выше БП (но – не только они), в совместной работе с Он-лайн ИБП проблем не вызывают.

Что бывает при «заниженной» мощности ИБП?

При недостаточной выходной мощности источника бесперебойного питания, возможны:

1. Кратковременное отключение компьютера (что сразу влечет «перезагрузку» с потерей данных).
2. Превышение силы тока в 1,5-2 раза – переключит ИБП в режим защиты. Даже если «превышение» длилось по времени 20-30 мС.

Конечно, компьютер, сервер, рабочая станция – не постоянно работают на полную мощность. Однако, выбирая источник бесперебойного питания ИБП (или массив ИБП), следует исходить из максимально возможных значений.

Время, необходимое для корректного «гашения» сервера

Остановка рабочей станции происходит под управлением операционной системы, получающей соответствующую команду «извне». В каждом конкретном случае, значение интервала времени, необходимое для полной остановки всех приложений и сервисов, строго индивидуально.

Для того, чтобы его вычислить, не надо покупать ИБП. Вы можете сами все вычислить. Для чего, можно искусственно загрузить сервер, моделируя наихудшую из ситуаций (наибольшую вычислительную нагрузку), чтобы засечь затем, сколько минут проходит до выключения.

Добавив к этому интервалу 20-30%, смело выбирайте систему ИБП с такими параметрами.

Иногда время работы «от аккумуляторов» выбирают специально несколько больше, чтобы не «гасить» машины каждый раз, как только на минуту пропадет (понизится) напряжение. Выбор тут больше зависит от измеренных параметров электросети.

Резервное копирование небольшой базы данных MS SQL – занимает пару секунд. Копирование и сохранение (выгрузка) инфо-баз 1С «Предприятие» – может занять 10 минут (или более), в зависимости от объема и конфигурации сервера.

Можно сказать: ориентироваться стоит все же на то, что со временем ресурсы всех «баз» на сервере – возрастают, а время резервирования никогда не зависит от «объема» линейно…

Поэтому, при выборе ИБП ориентируются на модели, в составе которых предусмотрено масштабирование времени автономной работы (установка дополнительных аккумуляторов).

Вкратце – о фирмах

LIEBERT (сертификация по ISO 9001, сертификаты России и СНГ)

С 1975 года, Liebert GmbH поставляет мощные профессиональные решения нашему ВПК. Более широкую известность, Liebert получает 7 лет назад, так как выходит на рынок ИБП средней и малой мощности. С использованием продукции Liebert, создаются системы электропитания как серверов, рабочих станций, так и централизованные источники питания зданий.

Данной компанией, выпускаются только источники класса «Он-лайн». Именно Liebert впервые применено микропроцессорное управление. Сейчас компания предлагает широкий ассортимент продукции, источники питания, рассчитанные на весь диапазон потребляемых мощностей (от 700 VA).

EATON-POWERWARE (поставка комплексных решений «под ключ»)

Источники бесперебойного питания компании Eaton специально разрабатываются для совместной работы с серверами и компьютерными нагрузками, и отличающимися высокой эффективностью (коэффициент полезного действия – от 0,9). На рынке, продукция компании представлена различными моделями, рассчитанными на разную мощность. У компании – более чем 40-летний опыт в работе с корпоративными клиентами.

APC (системы питания для вычислительной техники)

С 2007 года, американский концерн APC входит в состав Schneider Electric, и совместно с фирмой MGE UPS, там составляет подразделение глобальной компании Critical Power. Иногда встретить и такую эмблему: «APC совместно с Schneider Electric».

История компании APC начинается в 1981 году. Ее основали трое выпускников Массачусетского технологического университета. Изначально, целью компании были исследования в сфере использования солнечной энергии. Однако, в скором времени APC сместила свои интересы, и с 1984 года занимается только защитой электропитания. Первый ИБП компании - это модель 450AT+, выпущенная в том же (84-м) году.

Повсеместная компьютеризация постепенно приводит к тому, что в 1988-м бюджет APC составлял уже полтора миллиона долларов. Первый международный завод в Ирландии начал свою работу в 1994 году. Сейчас бюджет компании – на несколько порядков больше. Но основной сегмент продаваемой продукции – именно «серверные» решения, рассчитанные на мощность от 1000VA.

IPPON (продукция тайваньской компании Centralion Industrial)

Источники бесперебойного питания, предназначенные для дома и офиса, и другие устройства защиты электроснабжения – составляют основу рыночного сегмента IPPON. В ассортименте есть ИБП, разработанные специально для российских условий.

На рынке России, бренд появился в 2002 году, сегодня IPPON – одна из трех ведущих компаний розничных поставок ИБП.

Сегодня покупателю предлагаются семь линеек моделей, всех классов (Off-Line, Интерэктив, On-Line). Под маркой IPPON сейчас выпускается 25 разных моделей, диапазон мощности которых – от 400 до нескольких тысяч ВА. Самой «дорогой» линейкой, является Smart Power Pro. В начале 2012-го, компания выходит на рынок «Он-лайн» с мощной моделью, предназначенной для промышленного оборудования (серверных стоек): Innova RT.

Надежность IPPON ИБП подтверждена двухлетней гарантией, сертификатами качества.

В заключение, можно сказать, что «тренды» рынка бюджетных решений (недорогих ИБП для дома и офиса) и профессиональных систем электропитания – различаются. Даже, можно сказать, в чем-то эти два рынка – противоположны. Опытные, проверенные временем компании могут уйти в более дорогой сегмент серверных решений, тогда как «бюджетные» UPS сейчас предлагается все большим числом «новых» фирм.

Кратенький обзор блоков питания

Выбор бесперебойника зависит от того, для какого именно типа серверного оборудования планируется его использовать. В случае, если необходимо обеспечить бесперебойное питание одиночного сервера, то стоит выбирать модели мощностью от 0,5 до 1 кВА . Для серверных групп, телекоммуникационных стоек с сетевым и переферийным оборудованием понадобятся более мощные модели от 1 до 5 кВА . ИБП мощностью от 6 до 10 кВА подойдут для нескольких серверных групп средней мощности, небольших компьютерных и серверных комнат, сетевых хранилищ. Модели от 10 кВА и выше стоит рассматривать в случаях, если речь идет о питании серверных групп большой мощности, серверных комнат и мини ЦОД.

Подходящий вариант источника бесперебойного питания в стойку 19 дюймов вы сможете найти в ассортименте производителей ИМПУЛЬС и Makelsan

Какие существуют опции настройки ИБП?

Рассмотрим некоторые опции для настройки ИБП.

• Стратегия использования заряда

Опция, позволяющая пользователю, выбирать приемлемый для него сценарий работы ИБП в случае отключения электроэнергии. Данная опция позволяет выбрать один из трех вариантов поведения:

• выключение компьютера сразу же после пропадания питания в сети, с целью экономии заряда батарей.
• переключение компьютера на работу от ИБП-аккумулятора и продолжение работы в течение максимально долгого времени.
• переключение сервера на питание от ИБП, с отключением через заданное время.

• Автоматическое сохранение

Опция, позволяющая корректно завершить работу всех запущенных программ и ОС при отключении электроснабжения. Отметим, что настройки ИБП по умолчанию имеют оптимальные значения, однако в некоторых случаях может понадобиться дополнительная подстройка опций под конкретные сервера, так как функция гибернации хорошо выполняется не на всех серверах и не на всех ОС. Обычно данная опция предлагает выбрать один из двух вариантов:

• завершить программы и выключить компьютер.
• завершить программы и перевести компьютер в режим гибернации.

• Энергосбережение

Данная опция позволяет распознать момент перехода сервера в «спящий» режим и уменьшить подаваемую мощность питания, а также прекращать электроснабжение неиспользуемых периферийных устройств.

• Звуковое оповещение

Данная опция включена практически во все модели оборудования и предназначена для оповещения о переходах оборудования в другой режим работы. В одних моделях предусмотрена возможность выключения оповещений с помощью кнопок на корпусе или через фирменное программное обеспечение, в других – нет.

• Пороги срабатывания и чувствительность

Данная опция позволяет изменить порог срабатывания источника питания с целью уменьшения количества срабатываний и переключений на режим питания от аккумулятора, в случае, если встроенный блок питания сервера и так хорошо справляется с перепадами напряжения в сети.

При эксплуатации любого серверного и телекоммуникационного оборудования целесообразно применять комплекс мер по защите от различных негативных воздействий: как сетевых (вирусы, хакерские атаки и т.п.), так и физических (перегрев, механическое повреждение, влажность и т.д.). Полноценная физическая безопасность IT-аппаратуры также невозможна без системы резервного электроснабжения, наиболее часто организуемой на основе источников бесперебойного питания (ИБП).

При выборе ИБП для серверного оборудования необходимо ответить на на ряд важных вопросов, вызванных спецификой сферы применения. Рассмотрим каждый из них подробнее (общие рекомендации по подбору источника бесперебойного питания рассматривались ранее в статье ).

По принципу действия и топологии (схеме построения) выделяют три основных типа источников бесперебойного питания:

• резервные (off-line/standby ИБП);
• линейно-интерактивные (line-interactive ИБП);
• ИБП с двойным преобразованием (on-line ИБП).

В устройствах первого типа нагрузка в нормальном режиме работы подключена к внешней сети. При выходе сетевых параметров за установленные пределы электрическая цепь переключается на инвертор, питаемый от аккумуляторных батарей (АБ).

Резервные ИБП относительно недороги, однако имеют ряд серьезных минусов:

• задержки при переходе на АБ - от 5 мс;
• несинусоидальная форма выходного напряжения в автономном режиме;
• слабая фильтрация и отсутствие коррекции сетевого сигнала;
• скачкообразные изменения напряжения и частоты при коммутации резервного питания.

Указанные недостатки вызывают крайне нежелательные для микропроцессорного оборудования последствия (вплоть до выхода из строя). Следовательно, ИБП off-line топологии - не оптимальное решение для защиты современной серверной техники.

Линейно-интерактивные ИБП имеют схожую с предыдущим вариантом схему, дополненную стабилизатором напряжения. Он реализован на базе автотрансформатора с переключаемыми обмотками и позволяет, при небольших скачках напряжения в сети, регулировать выходное напряжение без участия АБ.

Благодаря синхронизации инвертора с входным сигналом, переход в автономный режим у линейно-интерактивных ИБП происходит быстрее, чем у off-line аппаратов, но тем не менее время переключения остаётся ненулевым. Кроме того, линейно-интерактивная топология не позволяет полностью фильтровать электрический сигнал от различных помех и не обеспечивает стопроцентную независимость выходных параметров ИБП от входных. Таким образом, эти устройства не могут гарантировать полную энергобезопасность восприимчивого к любым электромагнитным колебаниям IT-оборудования!

ИБП с двойным преобразованием – наиболее совершенный класс источников бесперебойного питания. В их схеме аккумуляторные батареи включены в работу независимо от сетевого режима, что обеспечивает нулевое время перехода на резервное электроснабжение и, как следствие, беспрерывное питание нагрузки напряжением идеальной синусоидальной формы!

Оn-line ИБП устойчивы ко всем отклонениям качества электроэнергии и обеспечивают стабильное функционирование чувствительной техники в независимости от параметров внешней электросети.

ИБП с двойным преобразованием отвечают самым современным требованиям к надёжности электроснабжения и рекомендованы для работы с любым серверным, сетевым и телекоммуникационным оборудованием!

Однофазный или трехфазный ИБП?

Ответ на этот вопрос зависит от электрической сети на месте инсталляции устройства и планируемой нагрузки:

• однофазные ИБП работают в сетях с напряжением 220 В, их мощность обычно не превышает 10 кВА. Они применяются для подключения отдельного сервера, группы серверов, одной или нескольких серверных стоек, а также прочего телекоммуникационного оборудования с лежащей в указанных приделах мощностью;
• трехфазные ИБП питаются от сети с напряжением 380 В, отличаются высокой мощностью и обеспечивают защиту серверных помещений, больших IT-комплексов и ЦОДов.

При подключении однофазных потребителей (практически все IT-оборудование) к трехфазному ИБП, любую из питающих фаз допустимо нагружать не более чем на 1/3 от номинальной мощности устройства. Например, трехфазный ИБП на 15 кВА способен запитать 5 кВА по каждой фазе, но нагрузка в 7 кВА на одну фазу, даже при нулевой нагрузке на остальные, вызовет аварийное отключение устройства!

От подобных проблем избавлены устройства с конфигурацией 3:1, позволяющие равномерно загрузить три питающие фазы, за счёт однофазного выхода (220 В) при трёхфазном входе (380 В).

Данная статья посвящена однофазным источникам бесперебойного питания - их применение наиболее распространено с серверным оборудованием и небольшими IT-системами. Особенности схем электроснабжения ЦОДов, реализуемых на базе трехфазных ИБП, будут рассмотрены в отдельной статье.

Как определить необходимую мощность ИБП для серверного оборудования?

Мощность источника бесперебойного питания для IT-оборудования определяется по тому же принципу, что и для любой другой техники. Необходимо просуммировать мощности всех подключаемых к устройству потребителей и сверх этого заложить запас, компенсирующий возможные эксплуатационные перегрузки (актуальное значение - 30%). Подбор подходящего ИБП производится по полученному в результате вышеуказанных действий значению (с округлением в большую сторону).

В технической документации и на заводских этикетках IT-оборудования часто указывается максимальная мощность блока питания, а не действительное энергопотребление устройства. Рекомендуется уточнить реальную мощность, потребляемую нагрузкой, данные можно запросить у производителя, либо произвести самостоятельные замеры с помощью электроизмерительной аппаратуры (мультиметры, ваттметры).

Номенклатура (мощностные линейки) большинства производителей ИБП строится на основе полной мощности измеряемой в вольт-амперах – ВА. Если мощность электрической нагрузки представлена только в ваттах – Вт (активная мощность), то перевод в вольт-амперы осуществляется делением на коэффициент мощности – Р (может обозначаться как cosφ или PF), равный для простейшего IT-оборудования – 0,6 - 0,8.

Современное серверное и сетевое оборудование может быть оснащено блоком питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC), приближающей его значение к единице – 0,99. Если уверенности в наличии данной функции нет, то применяется типовое значение из указанного интервала.

Обратите внимание – в характеристиках источника бесперебойного питания указываются входной и выходной коэффициенты мощности, зависящие от электронной схемы самого устройства:

• входной – отражает влияние ИБП на внешнюю сеть и не имеет прямого отношения к подключаемой нагрузке.
• выходной – необходим при определении максимальной нагрузки в ваттах, которую устройство способно запитать, для этого умножаем полную мощность ИБП на выходной коэффициент мощности.

Расчёт полной мощности защищаемой техники следует проводить, используя соответствующий ей коэффициент мощности, а не значения входного и выходного коэффициентов ИБП (на практике cosφ прописывается в руководстве по эксплуатации большинства потребителей электрической энергии)!

Полная (ВА) и активная мощность (Вт) правильно выбранного ИБП должна быть не меньше соответствующих мощностей подключенных электроприемников, а для гарантированно надёжной работы - превышать их.
Рассмотрим вычисление мощности ИБП на конкретных примерах:

Пример 1
Необходимо подобрать источник бесперебойного питания для сервера с реальной потребляемой мощностью – 600 Вт и блоком питания с PFC:
(600Вт/0,99) + 30% (необходимый запас) ≈ 773 ВА.
По стандартной линейке мощностей подбираем ИБП номиналом 1000 ВА с выходным коэффициентом мощности не менее 0,8, так как 1000 ВА*0,8=800 Вт.

Пример 2
Необходимо подобрать источник бесперебойного питания для подключения серверного шкафа, в составе которого входит серверное оборудование с мощностью 2400 Вт (блоки питания с PFC) и вентиляторный блок с мощностью 1000 Вт (согласно эксплуатационной документации cosφ=0,7):
((2400Вт/0,99) + (1000Вт/0,7)) +30% = 5008,6 ВА.
Округляем в большую сторону и выбираем ИБП номиналом 6 кВА.

ВНИМАНИЕ! Приведённые примеры использования условны, при реальном выборе ориентируйтесь на конкретную мощность вашего оборудования!

Электроснабжение особо ответственных элементов IT-системы организуется по схеме с двумя параллельными линиями, на каждой из которых устанавливается по отдельному источнику бесперебойного питания.
В нормальном режиме мощность делится между питающими линиями поровну, несмотря на это, что каждый ИБП должен резервировать общую нагрузку системы!

Какое время резервирования требуется для серверного оборудования?

Методика расчета времени автономной работы для источника бесперебойного питания приводилась в статье , она не имеет принципиальных отличий и для устройств, применяемых в IT-сфере.

Основное правило, которого следует придерживаться - время завершения всех информационных процессов не должно превышать период разряда аккумуляторных батарей.

ИБП со встроенными аккумуляторами при 80% нагрузке поддерживают электропитание на протяжение 5-10 минут (среднее значение, зависит от конкретной модели), этого интервала обычно достаточно для корректного завершения работы и сохранения необходимых данных. Обратите внимание, что с увеличением нагрузки время резервирования снижается!

Для резервирования мощных IT-систем и особо важного оборудования, отключение которого может повлечь критические последствия, предназначены источники бесперебойного питания с внешними батарейными модулями. Увеличивая число и емкость подключаемых аккумуляторных блоков, время автономной работы возможно продлить до необходимого для устранения неполадок в сети, либо для включения цепи резервного электроснабжения, например, от дизель-генераторной установки (ДГУ).

Некоторые ИБП при работе в автономном режиме имеют возможность поэтапного автоматического отключения нагрузки за счет обесточивания менее важных потребителей, в результате чего продлевается резервирование более ответственного оборудования.

Выбор внешних аккумуляторных батарей рекомендуется проводить после консультации со специалистом, так как в каждом отдельном случае необходимо учесть большое количество факторов: мощность нагрузки, качество внешней электросети, тип зарядного устройства и т.п.

Какими дополнительными функциями должен обладать серверный ИБП?

Современные источники бесперебойного питания имеют широкий функционал и оснащаются большим количеством опций, некоторые из них необходимы ИБП, работающему с чувствительным серверным и телекоммуникационным оборудованием, а именно:

• автоматическое отключение защищаемого оборудования –позволяет при глубоком разряде батарей с помощью специального управляющего сигнала завершить работу операционной системы и своевременно закрыть все активные приложения. Сигнал формируется при достижении уровня заряда АКБ заданного значения.
• байпас – служит для коммутации сетевого напряжения в обход ИБП и позволяет проводить техническое обслуживание устройства, не прерывая электроснабжения нагрузки. Встречаются автоматический и механический байпас. Первый обычно встраивается в устройство и срабатывает при перегрузках и поломках, второй реализуется в виде внешнего модуля и рассчитан на ручное переключение;
• «холодной» старт – ИБП при отсутствии внешнего напряжения запускается от батарей. Опция даёт возможность включения защищаемого оборудования во время длительного отсутствия электроэнергии;
• «горячая» замена АБ – замена аккумуляторных блоков происходит без остановки рабочих процессов;
• поддержка параллельной работы – позволяет, соединением нескольких ИБП одного типа, повышать общую надёжность и мощность системы. У производителей имеются ограничения по количеству объединяемых в параллель устройств;
• автоматическая диагностика батарей – устройство мониторит техническое состояние, температуру и прочие характеристики аккумуляторов, при необходимости формируются аварийные сигналы.

Кроме вышеуказанного, при выборе ИБП следует обратить внимание на предельный диапазон входного напряжения. Чем шире пороговые значения, тем с большим количеством сетевых перепадов устройство справляется без перехода в автономный режим. Большой диапазон входного напряжения уменьшает количество циклов зарядов – разрядов аккумуляторных батарей и сохраняет их ресурс!

Какое ПО необходимо для серверного ИБП?

Программное обеспечение серверного ИБП должно отвечать определённым требованиям, главное из которых - наличие средств информационной коммутации с защищаемым IT-оборудованием. Например, стандартный SNMP-протокол, позволяющий интегрировать ИБП в локальную сеть.

Существуют две функции, наличие которых в ПО источника бесперебойного питания повышает качество защиты IT-оборудования:

• рассылка уведомлений при возникновении аварийных ситуаций – реализовывается, в зависимости от модели устройства и производителя, по различным каналам: от «сухих» контактов до электронной почты и SMS-сообщений.
• поддержка удалённого подключения – дает возможность дистанционного мониторинга и анализа рабочих характеристик, а также настройки некоторых параметров устройства.

Обратите внимание, при наличии аппаратно-программных средств для удалённого обмена данными необходимо принять меры для предотвращения несанкционированного воздействия на ИБП. Доступ к оборудованию должны иметь только уполномоченные лица!

ИБП «Штиль» отличное решение для защиты любого серверного оборудования!

Все устройства выполнены по схеме с двойным преобразованием энергии (on-line) и имеют полный набор современных функций, гарантирующих качественное бесперебойное электроснабжение:

• широкий предельный диапазон входного напряжения;
• коррекция входного коэффициента мощности;
• защита от нештатных сетевых ситуаций (перегрузка, короткое замыкание, высоковольтные импульсов, нелинейный искажения и т.д.);
• автоматический перезапуск после аварийного завершения работы и, в том числе, глубокого разряда батарей;
• полный автоматический контроль аккумуляторных батарей;
• «холодный» старт;
• встроенный байпас;
• поддержка подключения шкафов и модулей внешнего байпаса;
• «горячая» замена батарей (для некоторых моделей);
• параллельная работа до четырех ИБП (для моделей от 6 кВА).

Компания производит как ИБП со встроенными АБ, так и без них, но с мощным зарядным устройством, рассчитанным на широкий ряд внешних батарейных модулей (представлен большой выбор решений для размещения АБ: шкафы, модули, стойки, стеллажи).

Оборудование «Штиль» выпускается в напольном (Tower) и стоечном (Rack) вариантах, модели ) выполнены в универсальном корпусе, допускающем как вертикальную установку, так и монтаж в 19-дюймовую стойку.

При необходимости каждый ИБП «Штиль» может быть оснащен платой расширения интерфейсов с широкими возможностями для организации удаленного и локального мониторинга. В зависимости от типа платы, устройство интегрируется как в локальные и внешние сети (протоколы: SNMP/SMTP/NTP/протокол Штиль), так и в системы инженерной диспетчеризации (протокол Modbus RTU). Поддерживаются следующие интерфейсы удаленного доступа к ИБП: USB, «сухие» контакты, Ethernet, RS-485. Возможна организация мониторинга окружающей среды за счёт установки датчика температуры.

Применение платы расширения интерфейсов открывает для пользователей ИБП «Штиль» возможности:

• дистанционного мониторинга, тестирования и настройки параметров;
• отправки уведомлений о состоянии системы питания по электронной почте или trap-сообщениями;
• удалённой перезагрузки подключенного к ИБП оборудования;
• корректного завершения работы сервера и сохранения данных при отключении электропитания или в случае глубокого разряда АБ;
• ведения журнала событий и регистрации данных с указанием точного времени;
• обновления встроенного программного обеспечения по сети.

В дополнение к высотехнологичным и надежным ИБП, группа компаний «Штиль» предлагает современное ПО, предоставляющее широкие возможности по управлению системой бесперебойного питания: от настройки и мониторинга основных параметров до организации удаленного контроля множества территориально разнесенных ИБП, в том числе и сторонних изготовителей.

Андрей Новиков, ведущий инженер ГК Штиль.

Подробнее по этой теме читайте ниже:

Источник бесперебойного питания - это важный компонент любого серьезной компьютерной системы, будь то домашний ПК или серверное оборудование. Данные устройства различаются по типу, мощности и надежности, что отражается на их конечной стоимости. Разумеется, отличается от домашнего в сторону производительности, а еще - цены, так как от бесперебойной работы сервера зависят не только устройства в здании, но еще и тысячи сайтов и прочих сервисов, к которым сейчас обращаются миллионы пользователей. Именно поэтому подбору данного оборудования нужно уделить куда больше времени, чем выбору ИБП для домашней сети.

Чем отличаются ИБП для серверных от простых источников

На самом деле различий у этих приборов много, однако перечислим самые важные из них:

1. Дополнительные задачи. Кроме своего основного предназначения - питания сервера во время выключения электроэнергии, ИБП данного типа должны обладать несколькими возможностями. В их число входят автоматическая диагностика аккумулятора и тестирование самого устройства, модуль управления прибором через локальную сеть и т.п.
2. Блочное устройство. Нужно понимать, что ПК запрашивает куда меньше мощности ИБП, чем серверное оборудование, поэтому само устройство состоит из нескольких отдельных модулей (блоков), объединенных в один ряд. При этом каждый модуль заменяем, причем менять их можно прямо во время работы остальных. То есть один разряженный модуль извлекается из связки, на его место устанавливается заряженный, и все это осуществляется без отключения оборудования. Таким же образом можно производить ремонт сломавшегося блока.

На данный момент ИБП для серверов различаются на два типа:

• резервный тип (офлайн);
• устройство с двойным преобразованием (онлайн).

Онлайн-бесперебойник является высшей степенью защиты устройств от перепадов напряжения и выключения электроэнергии. Только этот тип устройств может выполнять роль устойчивого ИБП с высокой мощностью, так как они работают от постоянного напряжения заряженного выпрямителя (либо батареи). Недостаток офлайн ИБП в том, что он требует переключения напряжения на генератор, когда само устройство работает от сети. Во время этой операции некоторые (а то и все) приборы, подключенные к ИБП, могут выключаться или сбоить, так как переходный процесс, вызываемый переключением, создает всплеск напряжения. В онлайн-устройствах сбоев не будет, так как выпрямитель во время переключения переведет переменное напряжение в постоянное (220 В на 12 В). В итоге при отключении питания оборудование продолжит функционирование, так как питать инвертор станет батарея.

Как компоновать ИБП?

Время работы и источник питания бесперебойника сильно зависит от его мощности. Если брать устройство мощностью в 1000ВА или ниже, то в комплекте с ним будут идти батареи, которые обеспечат прибор энергией на 20 минут максимум. Если мощность ИБП выше 1000ВА, то придется использовать блоковые батареи. Чем больше батарей и выше их заряд, тем дольше будет работать устройство.

Чаще всего для питания используют дизельные генераторы высокой мощности. Мощность при этом подбирается пропорционально «силе» ИБП, а соответственно вычисляется время работы. Наиболее часто подбирают генератор для того, чтобы безопасно завершить работу систем, на что потребуется десять-пятнадцать минут (среднестатистический вариант).

Иногда ИБП дополнительно оснащается системой работы без аккумуляторов во время повышения/понижения напряжения в сети. Системы называются SmartBoost (при понижении) и SmartTrim (при повышении). Настраивается пороговое значение, при котором система будет продолжать работать, если наблюдается переход за лимиты - система выключается или переходит на второй тип питания.

Чаще всего бесперебойники обладают функцией автовыключения и включения, которое происходит по заданному заранее графику. В качестве управляющих процессом модулей выступает либо сетевая плата SNMP/Web типа, либо сам сервер, действующий через порт COM. Как правило, подобных функций хватает для правильной работы устройства. Если настроить через Bios материнской платы параметр Power On, то при подаче 220 В в сеть выключенный сервер заработает. А настроенная функция выключения самостоятельно отключит устройство через десять минут после пропажи питания, ведь именно такой промежуток времени нужен для правильного завершения работы сервера. При этом даже не нужно программировать работу или копаться с режимом работы, процесс будет запускаться при включении/выключении света.

Автоматика работы ИБП действует через плату Ethernet или SNMP-агент Smart-UPS. Бывают и исключения - в адаптерах ИБП фирмы APС, которые называются «PowerNet SNMP», функции этих устройств объединены. Сигналы к устройствам, подконтрольным ИБП, подаются через единственный разъем LAN 10Mb, все принимающие команду приборы настроены на сегмент локальной сети Base 100. В результате при выключении света, сигнал от контроллера бесперебойника отправляется всем устройствам, которые останавливают рабочие процессы, а потом отключаются. При этом программирование PowerNet SNMP заключается в вводе двух команд - When power returns и When power falls. Первый курирует действия устройств при появлении питания, второй - при его пропаже. Последний параметр можно настроить самостоятельно, выбрав нужный промежуток времени, необходимый для завершения работы всех систем (как правило, хватает семи минут). Если выбрать «immediate», то работа прекратится практически мгновенно.

На устройствах типа PowerNet SNMP имеется возможность настраивать ИБП посредством кнопок на панели изделия. Там достаточно отрегулировать порог, при достижении которого устройство отключится, путем нажатия на кнопку «On». Также на панели имеется специальный светодиоидный индикатор, который покажет возможные неисправности изделия сменой цвета:

• если случился аппаратный сбой устройства - загорится красный;
• если порвется управляющий кабель LAN - красный будет моргать;
• если настройки выключения/включения не введены - зеленый будет моргать;
• если все работает без сбоев - загорится зеленый.

Как настраивать ИБП через программу

Кроме аналоговой настройки, PowerNet SNMP можно настраивать «софтовым» методом. Для этого необходимо зайти на сетевой интерфейс PowerChute Network Shutdown, для чего нужно проделать следующие манипуляции:

1. Переходим в Configuration Wizard, вбивая необходимую комбинацию символов в браузере.
2. Вводим пароль/логин, в разделе «Security», после чего перемещаемся на страницу Electrical Configuration.
3. Теперь выбираем тип резервного источника питания из следующего списка:

• массив UPS с «запараллеленным» выходом;
• Redundant - любой вариант с более чем одним ИБП;
• Single UPS - один питающий источник.

1. После нажимаем «Next» до тех пор, пока не попадем на страницу настройки времени отключения. Там можно выставить порог разрядки батареи, после достижения которого начнется процесс выключения системы.

Важная информация: несмотря на то, что выше был рассмотрен интерфейс настройки PowerNet SNMP, в остальных устройствах данный перечень действий будет различаться незначительно.

Также стоит знать следующие особенности настройки и использования ИБП, прежде чем начинать экспериментировать с их эксплуатацией:

1. Параллельное соединение бесперебойников. Общую надежность ИБП можно повысить, если использовать параллельное соединение устройств между собой. Применять это можно только на одноранговых приборах. Подключить их просто - нужно соединить входы/выходы нескольких устройств. Однако для эффективной работы (да и работы вообще) нужно синхронизировать выходное напряжение по фазе. Эффективно методики очень высока - если один из источников сломается, то нагрузка распределится между оставшимися приборами, при этом мощность будет распределяться равномерно между всеми звеньями. Стоит заметить, что далеко не каждый источник поддерживает параллельное соединение, а у тех, которые могут выдержать подключение, имеется ограничение по количеству подсоединяемых приборов.
2. Расчет мощности. Чтобы не ошибиться с расчетом мощности ИБП, нужной для корректной работы серверов, стоит посетить сайт производителя, где имеются соответствующие формулы. Если же не сделать этого, то придется столкнуться с нехваткой мощностей, что может привести к следующим проблемам:

• переход ИБП в режим защиты;
• выключение компьютеров с полной или частичной потерей данных.

1. Вычисление интервала времени. Чтобы вычислить необходимый интервал времени, который нужен для корректного выключения серверов, можно просто смоделировать их загрузку искусственно, при этом засекая время. Затем добавляйте к этому параметру 15-25%, после чего отправляйтесь выбирать сервер с нужными показателями.

В настоящий момент имеется несколько фирм-производителей источников, продукция которых отличается повышенным качеством и надежностью.

1. APC. Компания начинала работу с тремя сотрудниками - бывшими студентами, которые приняли решение создать совершенно новый ИБП. Их изделием стал ИБП 450AT+, которое появилось на свет в 1984 году. Качество источника оказалось настолько высоким, что уже через четыре года бюджет компании вырос впятеро. На сегодняшний день APC производит самые разнообразные изделия технического плана, однако главным направлением все равно остались ИБП от 1000VA мощности.
2. Powercom. Тайваньский производитель, который совмещает в своей продукции новые технологии и низкие цены. Представительства компании имеются практически по всему земному шару, «Powercom» является одним из главных поставщиков технических новинок, работающих на солнечной энергии. Производство ИБП является важным элементом компании, фирма также специализируется на источниках для серверов высокой мощности.
3. HP Enterprise. Известная каждому компьютерщику компания HP Enterprise также засветилась в производстве ИБП, создавая дорогостоящие, но очень надежные источники. Сетевое оборудование - одно из главных направлений работы компании. По надежности оно стоит следом за APC, по функционалу обгоняет своего конкурента.
4. Ippon. Данная разноплановая компания специализируется и на производстве домашних источников бесперебойного питания, а с недавнего времени перешла на промышленный рынок. Их новинкой в этой области стал промышленный ИБП Innova RT, который отличается надежностью работы - имеет сертификаты качества (международного уровня), а также 2 года гарантии от производителя.
5. Eaton. Огромная корпорация, имеющая представительства и сборочные сети в 175 странах мира. Производит самое разнообразное оборудование, в том числе и системы бесперебойного питания. Техника фирмы имеет уникальные технологии, как Advanced Battery Management - специальная программа, которая позволяет экономить половину заряда батареи при интенсивной работе. А технология HotSync помогает объединять несколько ИБП в одну сеть, как это было описано выше.

Руководители современных предприятий развивают на них серверную и сетевую инфраструктуру. Чтобы не возникало проблем с качеством функционирования разнообразных сервисов и работы пользователей, должно быть обеспечено бесперебойное питание. Для этого необходимо приобрести ИБП - источник бесперебойного питания.

Что необходимо знать для выбора ИБП
Какой ИБП лучше всего подходит к серверному оборудованию, как выбрать необходимую модель?

Необходимо отметить, что резервные бесперебойники Back-UPS не рекомендуют применять для защиты сервера. Так как они не могут стабилизировать входное напряжение, используют их в основном для рабочих станций и домашних компьютеров. Во время работы в сети с низким качеством питания эти устройства не радуют хорошими показателями работы.

Выбирая ИБП, предназначенные для защиты серверов, необходимо знать основные критерии их выбора:

Выходная мощность;
период бесперебойной работы;
имеются ли внешние аккумуляторные батареи или нет;
уровень эксплуатации (промышленный, домашний, инфраструктурный).
Если вы хотите чтобы серверное оборудование работало без перебоев, используйте линейно-интерактивные источники со встроенным стабилизатором напряжения. Эти устройства отлично защищают подключенное оборудование, так как нечувствительны к перепадам напряжения. Кроме того, они экономят расход батарей, а если пропало электричество, только тогда переходят на автономный режим.

Параметры и виды ИБП
Одним из лучших видов бесперебойников считаются ИБП с технологией On-line. Отличаются они свойством двойного преобразования электроэнергии, имеют нулевое время при переключении на аккумуляторные батареи. При использовании таких устройств нет проблем с качественным бесперебойным питанием всех подключенных серверных оборудований.

ИБП с технологией On-line радуют отличными показателями производительности, за счет четкого корректирования частоты сети и напряжения. Эти бесперебойники рекомендуют использовать для приборов, которым необходимо отличное качество электропитания. Например:

Загруженные высокопроизводительные файловые сервера и приложения;
сетевое оборудование;
телекоммуникационные системы.
Основные критерии выбора
Мощность - вот основной критерий при выборе ИБП для серверов. Для стандартных серверов подходит источник бесперебойного питания мощностью от 1000 Вт. А для интегрированной системы и кластерных групп необходим бесперебойник мощностью около 5 кВт.

Не меньшее значение для ИБП имеет продолжительность автономной работы. Хорошо иметь бесперебойники, к которым можно подключить внешние аккумуляторные батареи. Срок их работы зависит от емкости и количества АКБ.

У хороших источников бесперебойного питания должны быть встроены USB-разъемы или порт RS-232. С их помощью подключают ИБП к компьютеру и фиксируют параметры сети и состояние аккумуляторных батарей.

За счет специального программного обеспечения, которое идет в комплектации, происходит автоматическое сохранение всей информации в открытых приложениях и завершение работы операционной системы.

В некоторых моделях ИБП имеется SNMP-адаптер, который позволяет управлять устройством дистанционно. С помощью такого адаптера также идет сбор и хранение информации о состоянии устройств, получение сообщений об аварийной ситуации в сети. Встроенный разъем Ethernet - отличное дополнение ИПБ, ведь он предназначен защищать подключенное оборудование и локальную сеть от перепадов напряжения.

Для того чтобы пользователь смог поменять неактивный аккумулятор на новый, не прерывая подачи электропитания, в серверных ИБП должна быть поддержка «горячей» замены АКБ. В некоторых современных моделях бесперебойников встроены динамики, которые подают сигналы сетевому администратору о возникновении аварийной ситуации. Кроме моделей ИБП с динамиками, есть еще приборы с ЖК-дисплеями, на которые поступает самая важная информация о работе серверов. Серьезные и мощные ИБП предназначены для установки в телекоммуникационные шкафы и стойки .

Не надо экономить на источниках бесперебойного питания, главное - это качество работы всего серверного оборудования без каких-либо помех и поломок, к которым приводит перепад напряжения.