電源對數據中心的重要性就好比心臟對人類的重要程度,雖然數據中心設計時可以選擇不同的級別和冗余水平,但從來沒有人希望數據中心掉電。不管是只有單一UPS的小型數據中心,還是具有完全冗余能力的大型數據中心,停電是不可避免的。下面是一些可以減輕電源路徑問題的辦法。
電源路徑:成本vs可接受的風險
數據中心設計通常是由成本和可接受的風險因素推動的,Uptime協會的1-4層要求無需再做解釋,它也遠遠超出了電源話題,但最基本的電源路徑是簡單的N設計(或1級),即沒有冗余,電源路徑中的每個組件都是一個單點故障點(SPOF)。
電源路徑從發電站和它的高壓輸電線路開始,然后進入變電站或本地變壓器并交給客戶,電力依次通過設施的主配電板和后續的子配電板,每個配電板都帶有一個斷路器或熔斷器。
假設有一臺發電機,電力必須通過自動轉換開關(ATS),再到為UPS供電的主電源面板,電力將會通過一個維護旁路面板(MBP),主電源面板也要給其它設備供電,如制冷系統。從那里開始,電力從UPS(或MBP)輸送到配電墻面板或地面級配電單元(PDU)。然后再到機架型配電盤附近的電源插座,有時這里也會配有斷路器或熔斷器,最后,電力進入到IT設備的電源線,這些電源線通常是可拆卸的。
像這樣配置的數據中心不出現電源問題實在是令人吃驚。但事實證明,這樣的小型數據中心是相當可靠的,許多小型N型數據中心可以無事故地運行多年。
提高可用性:N+1電源路徑
要改進N電源系統的缺點并不需要完全冗余的4層S+S配置,N的下一級是N+1.在電源路徑中,它通常指的是UPS和發電機組,在N+1中,一般有三個或更多UPS并連,N+1設計允許UPS陣列中單個UPS故障下線而不影響供電。
還可以有一個冗余的A-B型電力分配,電源位于UPS的下游,機柜電源由單個UPS或一個N+1UPS陣列供電,這樣不用完全冗余的2NUPS系統的成本就改進了電力分配冗余問題。
最后,在一個完整的2NA-B型系統中,每個電源路徑是獨立維持整個關鍵負載的,2NA-B型通常是4層設計,每個組件都有重復設計,兩個發電站,兩套發電機和相關的ATS設備。每個N+1UPS陣列都是自治的,向每個機架提供獨立的A-B型電力分配,即真正的S+S電源系統。
理論上,這種設計允許任意組件失效,冗余組件會自動接管失效的組件,但在3層和4層設計中,兩個系統之間的多個交點允許一方將電力移交給另一方,以便執行維護工作,這些連接點通常存在潛在的故障,因為一旦交叉,單邊系統就無法實現完全自治了。
如果因人為錯誤或電氣設備故障引起了問題,可能會導致整個數據中心斷電。最后,電源路徑本身的復雜性和補充開關設備可能會減少整體可靠性。