|
Источники бесперебойного питания - защита от падений
| |
| denix | Дата: Суббота, 2006-05-27, 1:26 AM | Сообщение # 1 |
|
Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 531
Статус: Offline
| AlexDeLong Сеть первичного питания Итак, сеть первичного питаниях. [1] Хорошо нам всем знакомая розетка с двумя (реже четырьмя) дырками, в которую и подключается большинство компьютерной и прочей орггехники. Проблемы, перед лицом которых предстает отечественный энергопотребитель, практически незнакомы его заокеанским (а именно оттуда прибывают к нам устройства, призванные бороться с недостатками энергоснабжения) коллегам. К ним относятся высокая нестабильность напряжения, высоковольтные импульсы, связанные с неправильным подключением мощных индукционных нагрузок, безграмотная разводка сети по зданию и недостаточное или вовсе отсутствующее заземление. И именно местные условия заставляют любую деятельность по построению распределенных вычислительных архитектур начинать именно "от печки" - с приведения в порядок сети первичного электропитания. Вторая причина, определяющая сегодняшнее положение в области электропитания - то, что американские ИБП (источники бесперебойного питания) ориентированы, естественно, на американские условия эксплуатации, поэтому многие особенности, присущие отечественным силовым сетям, отрабатывают неадекватно. Известно достаточно историй о том, как ИБП пропускали высоковольтные импульсы через себя, сами оставаясь целыми, но с фатальными последствиями для питаемой аппаратуры. Утверждается, что подобное происходило и с отказоустойчивыми компьютерами непрерывного действия одной из самых уважаемых компаний. Недостаток этот, как правило, присущ резервным источникам питания. Как и следует из названия, источники бесперебойного питания ориентированы на восполнение отсутствующего питания, а не на решение проблемы нестабильности внешнего напряжения. Даже при высокой чувствительности устройства управления ИБП, нестабильность внешней сети никак не компенсируется. Кроме того, не следует забывать, что и сами ИБП подвержены деструктивным внешним факторам. Трудно предположить, как отреагирует зарядное устройство ИБП на импульс входного напряжения в несколько киловольт. А если выйдет из строя зарядное устройство ИБП непрерывного действия - о каком уж непрерывном питании может идти речь. Разрыв цепи Первый шаг в защите сети состоит в понимании основных проблем, связанных с питанием.[2] Электрический ток подвергается целому ряду воздействий: форма импульса может оказаться искажена, он может периодически исчезать, а среднее напряжение может быть непостоянным. Такие проблемы мешают, а порою даже делают невозможным функционирование серверов, рабочих станций и других компонентов сети. На практике электрический ток не является гладкой функцией, а аномалии в его форме могут привести к целому ряду проблем. Например, сервер или ПК могут быть выведены из строя всплеском напряжения, а модемная линия может оказаться непроходимой из-за шума. Даже такое оборудование, как коммутаторы, подвержено воздействию неконтролируемых токов. Наиболее типичными проблемами с питанием являются шум на линии, наброс мощности, резкое повышение и снижение напряжения и отключение электричества. Эти общие проблемы с электричеством в современных сетях происходят по разным причинам. Если некоторые ведут к секундным всплескам, то другие могут нанести вред оборудованию и серьезному перегреву сетевых компонентов. Наиболее типичная ситуация, падение напряжения, длится обычно порядка пяти секунд, но и это может запросто привести к потере файлов и остановке ПК или сервера. Шум на линии - это случайные импульсы напряжения на фоне стандартной волны. Форма волны переменного тока представляет собой синусоиду, но шум на линии приводит к тому, что сигнал искажается. Электромагнитные и радиочастотные помехи являются типичными причинами шума на линии. Электромагнитные помехи могут быть вызваны молнией и включением люминисцентных светильников. Расположенная неподалеку радиостанция может внести радиочастотные помехи в сигнал переменного тока. Шум на линии может привести к сбою в передаче данных с ЦПУ на диск, ошибкам при печати, повреждению источников питания и статическому напряжению на мониторе. Наброс мощности, т. е. увеличение напряжения более чем на 100% по сравнению с номинальным уровнем, зачастую чреват более серьезными проблемами, чем шум на линии. Продолжительный наброс мощности, называемый также электрическим перенапряжением, может привести к перегрузке источников питания и перегреву ПК. Всплеск напряжения - это наброс мощности с резким увеличением напряжения в течение очень короткого интервала времени (обычно менее 1/20-й с). Одной из причин всплесков напряжения являются молнии, а также внезапное отключение нагрузки и переключение мощностей. Всплески могут повредить оборудование, поскольку электронные схемы рассчитаны на гораздо меньшее напряжение. Резкое увеличение напряжения приводит к резкому росту тока и, как следствие, перегреву чувствительных компьютерных компонентов. Продолжительные всплески достаточно типичное явление. Они могут возникать при выключении кондиционеров и других бытовых приборов в близлежащих зданиях. Снижение напряжения представляет собой противоположное по отношению к набросу мощности явление. Снижение напряжения отвечает примерно за 80% всех проблем с питанием. Оно имеет место, когда уровень напряжения понижается примерно на 80% в сравнении с номинальным уровнем в продолжении более чем одного цикла переменного тока. Снижения напряжения, как правило, непродолжительны: 90% из них длятся обычно менее пяти секунд. Отключение питания (т. е. продолжительное его отсутствие) приводит к полному отключению сети. Несмотря на то что такое случается довольно редко, в результате сеть может оказаться в состоянии хаоса. Если сервер останавливается без надлежащего резервирования, то его оперативная память и головка жесткого диска могут быть повреждены. Питание и сети Следующий аспект, хотя и не имеет прямого отношения к электропитанию, но самым тесным образом с ним связанная. [1] Это локальные сети. Если такая сеть достаточно велика и разветвлена, располагается в нескольких комнатах или даже занимает несколько этажей, то в такой сети, непременно встанет проблема паразитных токов и потенциалов в "земле". Нередко разные этажи или разные крылья зданий запитываются от разных силовых кабелей или разных фаз одного кабеля. Если заземление выполнено по всем технологическим нормам, все приборы исправны, а в каждой комнате отсутствует питание от двух различных источников, а аппаратура в одной комнате никак не соединяется с аппаратурой в другой - эта проблема не встает. В реальной же жизни все происходит совсем не так. Заземление, которое по принятым СССР нормам техники безопасности должно было выполняться медными многожильными проводами сечением не менее 8 (!) мм2 для каждого устройства и быть единым в рамках всей совокупности устройств, которые могут взаимодействовать (в предельном случае всего здания), либо игнорируется вовсе, либо выполняется чисто формально - как-нибудь. Довольно распространенным способом является соединение розеточной "земли" (речь идет о самой распространенной сегодня розетке, применяемой для подключения компьютерной и офисной техники - евророзетке - в которой кроме двух силовых контактов обязательно имеется разъем для "земли") с "нулевым" проводом силового кабеля. В случае использования нескольких силовых кабелей, такое соединение может привести к тому, что на корпусах соседних или соединенных сетью компьютеров, может возникнуть разность потенциалов в несколько сотен вольт, которые и обрушиваются на гальваническую развязку сетевых соединений или на того, кто удосужится ухватиться за оба компьютера сразу. Если используется тонкий Ethernet, эта разность потенциалов может вызывать значительные токи в оплетке и нарушения кабельной системы и компьютеров. Аналогичная ситуация складывается при использовании разных фаз одного кабеля. По определению разность напряжений между фазами составляет 380 вольт - достаточно убедительно. Если предположить некоторые нештатные ситуации, эта разность потенциалов вполне может оказаться на корпусах компьютеров, подключенных к разным фазам. Даже если нарушения в изоляции не происходит, но заземлением пренебрегли - емкостная связь может сделать свое черное дело. Ток при этом будет невелик, но вполне достаточен для индуцирования сбоев или нарушения работы отдельных компонентов.
|
| |
| |
| denix | Дата: Суббота, 2006-05-27, 1:27 AM | Сообщение # 2 |
|
Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 531
Статус: Offline
| О связях и развязке Поясним суть некоторых явлений.[1] В электротехнике существует понятие гальванической связи развязки. Гальваническая связь - это когда имеется непосредственное соединение проводящей средой, а развязка - это, соответственно, такая организация взаимодействия, при которой гальваническая связь отсутствует. Хорошими примерами гальванической развязки могут служить трансформатор и оптический кабель. В трансформаторе первичная обмотка полностью изолирована от вторичной, поэтому между ними не может возникнуть никаких токов (хотя разность потенциалов может оказаться значительной). Таким образом, даже если вторичная обмотка гальванически связана с корпусом и, соответственно, с землей, никаких паразитных токов, опасных для оборудования и персонала, не может возникнуть. Оптический кабель вовсе не предполагает использования проводников, со всеми вытекающими прелестями. Несколько слов о способах построения компьютерных линий связи в контексте общего электротехнического окружения. Каждый компьютер имеет несколько точек связи с внешним миром. Во-первых, это электропитание. Во-вторых, заземление. В-третьих, коммуникации. Если линии связи имеют надежную гальваническую развязку - тут проблем, связанных с организацией питания, не возникает. Если же гальваническая связь присутствует (как в случае с тонким коаксиалом) - возможны самые разнообразные эффекты. Кроме этих случаев бывают ситуации с недостаточно надежной гальванической развязкой, которая при определенных условиях может быть разрушена. Установившееся же при этом гальваническая связь, как уже упоминалось, может вызвать непредсказуемые последствия. Поэтому, при построении сложных сетевых топологий, желательно специальное внимание уделить вопросам построения гальванических развязок и высоконадежной общей "земли", тем большего сечения, чем удаленнее между собой элементы сети, и ни в коем случае не поддаваться уверениям подвыпившего электрика, что "земля, она и в Африке земля" в тот момент, когда "земляной" провод сажается на "0" силового кабеля, который, конечно, тоже с "землей" соединен, но где-то там... ПЛАНИРОВАНИЕ ЗАЩИТЫ ПИТАНИЯ Проблемы с питанием можно свести к минимуму, и здесь поможет эффективная стратегия управления питанием. [2] Прежде всего, вы должны оценить настоящие и будущие потребности сети, а затем определить оборудование, программное обеспечение и процессы, отвечающие требованиям к защите питания вашей сети. Организуйте команду для разработки плана. Кроме того, вы должны будете проверить: каким образом поступает электричество (по наземным линиям электропередач или иначе), какое мощное электрооборудование расположено в том же здании (лифты и т. п.) и что строится вблизи вашего здания. Далее следует произвести анализ питания посредством мониторинга качества питания в критических точках. Если ваша компания не занята в сфере энергетики, то она вряд ли располагает оборудованием для мониторинга питания. Контроль питания могут произвести многие местные коммунальные компании, сетевые интеграторы, независимые консультанты по сетям и поставщики - конечно, за плату. Затем убедитесь, что все компоненты сети инвентаризованы. Помимо регистрации типа, номера и местоположения этих компонентов вы должны проверить факт их подключения к модемным линиям. После сбора данных необходимо будет определить уровень риска, которому ваша компания подвергается, если не принять мер для исключения проблем, связанных с питанием. Для этого нужно выяснить последствия - потери от простоев, стоимость замены компонентов, потенциальный ущерб репутации вашей компании и проч. Безопасность сетевых пользователей также является немаловажным фактором. КАК ВЫБРАТЬ НУЖНЫЙ ТИП УСТРОЙСТВА? Как только вы определили, какие компоненты следует защищать, нужно также принять решение о типах развертываемых ИБП. [4]Для выбора имеются три типа устройств: автономные, интерактивные или линейно-интерактивные. Все типы ИБП обеспечивают базовые функции защиты, однако более изощренные интерактивные и линейно-интерактивные системы предоставляют средства для компенсации отклонений напряжения. Повторимся, тип выбираемого ИБП зависит от капризов электропитания конкретной среды и чувствительности компонентов сети и циркулирующей в ней информации. Автономные ИБП обеспечивают минимальную защиту сетевых устройств только на случай отключения питания. Исчезновение напряжения приводит к активизации батарей автономного ИБП, тем самым обеспечивая работу оборудования до исчерпания заряда аккумуляторов. Являясь, по сути дела, только резервным источником питания, эти устройства дешевле двух других типов ИБП. Если электропитание оборудования хорошего качаства, то автономные ИБП способны предоставить необходимый уровень защиты. Автономный ИБП защищает аппаратные компоненты только от исчезновения напряжения, при этом питание осуществляется от батарей ИБП. Продолжительность времени, в течение которого ИБП может обеспечивать работу защищаемого оборудования, зависит от емкости батареи. Интерактивные ИБП - наиболее дорогие устройства бесперебойного питания - защищают критически важное оборудование посредством непрерывной регенерации синусоидальной волны источника питания. Эта операция аналогична функции, выполняемой повторителем, получающим и регенерирующим цифровые сигналы перед дальнейшей их отправкой по каналу связи. По существу, эти устройства "очищают" напряжение, подаваемое компонентам сети. Интерактивные ИБП обеспечивают питание защищаемых ими устройств при любых условиях и непрерывно перезаряжают свои батареи; они всегда готовы среагировать на проблемы, связанные с подачей питания. Интерактивные ИБП также улучшают качество источника питания за счет регулировки напряжения, что необходимо в случае, если планируется использовать резервные генераторы. Интерактивные ИБП, наилучшим образом приспособленные для поддержки особо важных компонентов сети, подают энергию защищаемым устройствам при всех условиях и "очищают" электрический ток путем постоянной регенерации синусоидальной волны источника питания. Линейно-интерактивный ИБП представляет собою гибрид интерактивных и автономных ИБП. При нормальной работе инвертор фильтрует ток в цепи, подаваемый на вход защищаемого устройства, и поддерживает батареи в полностью заряженном состоянии. Если напряжение пропадает, инвертор выполняет обратную операцию, преобразовывая постоянный ток батареи в переменный. Линейно-интерактивные модели ИБП лучше всего приспособлены для поддержки не особенно важных элементов сети, например файловых и принт-серверов. Далее вы должны знать, как выбирать необходимое аппаратное и программное обеспечение. Важными аппаратными компонентами являются разрядник для защиты от перенапряжений, ИБП и РЭС. [2] Разрядники для защиты от перенапряжений тестируются и классифицируются в соответствии с уровнем напряжения, который они пропускают. Чем меньше пропускаемое напряжение, тем лучше разрядник. Вообще говоря, пропускаемое напряжение не должно превышать 330 В. Согласно стандартам IEEE разрядник должен пропускать менее 5% от напряжения в 6000 В. Пятипроцентный уровень позволяет защитить большинство серверов и ПК в случае максимально возможного всплеска напряжения. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИБП Итак, ИБП - это весьма важные компоненты любой сети; но мало установить ИБП, необходим еще и контроль над правильностью их работы. [4]Администраторы сетей должны постоянно проверять заряд батарей, а также контролировать температуру и качество проводки. Управление электропитанием является составной частью системы защиты питания. Если ИБП больше десятка, то эффективный способ их контроля и управления насущно необходим. К счастью, большинство производителей ИБП предоставляет вместе со своими системами управляющее ПО. Управляемые источники бесперебойного питания обычно называются интеллектуальными (smart). Подобные устройства могут регистрировать события, непрерывно контролировать качество энергоснабжения, сообщать о состоянии батарей и выполнять другую диагностику. Они также автоматически выгружают с сервера операционную систему в случае, когда продолжительность отсутствия напряжения превышает время автономной работы ИБП. С помощью управляющего ПО при отключении питания работу сети можно автоматически свертывать. Большинство управляющих программ способно строить полезные диаграммы различных характеристик, описывающих качество электропитания, в частности, частоты и уровня напряжения. Используя программы управления ИБП, необходимые характеристики можно отображать или сохранять в базе данных для дальнейшего просмотра. Возможность контроля напряжения удобна для предотвращения и диагностирования сбоев в сети. Например, повышенное напряжение распознается и корректируется до того, как оно "сожжет" серверы и коммутаторы. Обычно программы управления ИБП выполняются на рабочих станциях, подсоединенных к сети, и используют собственные уникальные протоколы для взаимодействия с ИБП, подключенными к рабочей станции через последовательный порт. Эта схема работает только с продуктами одного производителя. Однако, если в сети установлены продукты различных производителей, управлять ими приходится посредством протокола SNMP. Некоторые производители ИБП реализуют интерфейс с протоколом SNMP в своих продуктах, благодаря чему управляющие станции типа Spectrum компании Cabletron и OpenView компании Hewlett-Packard могут применяться для контроля и управления ИБП. Для реализации SNMP ИБП необходимо подсоединить к сети, чтобы он мог взаимодействовать с сетевой управляющей станцией. Группа инженерной поддержки Internet (IETF) разработала проект стандарта, определяющий структуру информационной базы MIB для источников бесперебойного питания, управляемых посредством протокола SNMP. Этот стандарт является частью в RFC 1628. Примером производителей ИБП, предлагающих в настоящее время интерфейсы SNMP, служат компании ViewSonic и Exide Electronics. ViewSonic предлагает адаптер SNMP, позволяющий осуществлять удаленный контроль и управление источником переменного тока в сети TCP/IP. Этот адаптер специально приспособлен для работы с интеллектуальными системами управления питанием Opti-UPS, однако он совместим и со станциями управления сетью на базе протокола SNMP. Программа OnliNet Vista компании Exide управляет сетевым адаптером ConnectUPS компании Exide, а также SNMP-адаптерами других производителей, отвечающими стандарту RFC 1628.
|
| |
| |
| denix | Дата: Суббота, 2006-05-27, 1:27 AM | Сообщение # 3 |
|
Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 531
Статус: Offline
| СДЕЛАЙТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ВЫБОР Прежде чем купить какой-либо ИБП, проверьте, есть ли у вас план адекватной защиты сети на случай перебоев с энергоснабжением. Если нет, то тянуть с этим вопросом не стоит. План должен определять требования по защите таких компонентов сети, как серверы, клиенты, концентраторы и коммутаторы. Составив подобный план, займитесь оценкой состояния электрической сети, а именно определите периодичность и продолжительность отключений питания, а также наличие выбросов, шума линии и падений напряжения. Затем, оценив влияние этих перебоев на сетевое оборудование и информацию, решите, какие компоненты больше всего нуждаются в использовании ИБП. Лишь имея основательное представление о сетевой среде, вы сможете реально оценить рынок ИБП и выбрать устройство, отвечающее вашим потребностям. Ниже рассмотрен список критериев, которые следует учитывать при определении требований и выборе конкретного ИБП. Величина нагрузки. Наиболее простым критерием выбора ИБП является величина нагрузки (мощность), измеряемая в киловольт-амперах (kVA). Этот показатель представляет собой количество энергии, необходимое защищаемому устройству для нормальной работы. Мощность устройства можно грубо оценить, используя следующую формулу: кВА = вольты·амперы/1000. Вольты обозначают величину напряжения, требуемого для работы устройства (например, 110 вольт); амперы обозначают величину постоянного тока, указанную в паспорте устройства. Чем выше значение кВА, тем более мощный и дорогой ИБП вам необходим. Надежный ИБП - тот, у которого значение мощности (кВА) выше вычисленного значения на 20-50%. Время работы батареи. Этот показатель обозначает период времени, в течение которого ИБП обеспечивает электропитание (при определенной величине нагрузки) защищаемого устройства. В общем случае время работы батареи следует принять равным, по крайней мере, 15 минутам. Иначе гарантировать работу компонентов сети в течение периода, превышающего обычную продолжительность отключения питания, весьма проблематично. Если этого недостаточно, выберите ИБП с возможностью наращивания емкости батарей - и рассмотрите возможность приобретения резервного генератора. Требования к качеству питания. В случае отключения энергоснабжения все ИБП обеспечивают питание от батарей в течение непродолжительного периода времени. Однако убедитесь в том, что ИБП надлежащим образом улучшают характеристики напряжения переменного тока в случае подачи питания от электросети. Если шум линий имеет место, выбранный ИБП должен содержать блок подавления шума; если напряжение подвержено спадам, ИБП должен обеспечивать регулировку напряжения. В любом случае встроенная защита от скачков напряжения для ИБП обязательна. Даже если выбросы напряжения, происходящие по вине обслуживающей коммунальной компании, в вашей практике редкость, позаботиться о защите от скачков напряжения все-таки стоит, поскольку при возникновении скачков оборудование может сгореть. Контроль и управление ИБП. Если ваша сеть охватывает несколько этажей здания, купите серию ИБП, которой можно управлять с единой консоли, и тогда распознавание и преодоление перебоев с энергоснабжением будет менее проблематичным. Если ИБП какого-либо производителя уже установлены, дополнительные ИБП следует приобретать или у того же производителя, или у другого поставщика, продукты которого поддерживают стандарт SNMP MIB. Совместимость с сетями. Если вы выбрали ИБП, управляемый с помощью протокола SNMP, убедитесь в том, что они предоставляют интерфейс с вашей сетью (для того, чтобы он мог взаимодействовать с сетевыми управляющими станциями, ИБП должен быть подсоединен к сети). ИБП необходим порт для подключения к локальной сети, соответствующий ее типу, например Ethernet или Token Ring. Кроме того, если надо управлять удаленным ИБП, не подсоединенным к сети, выясните, поддерживает ли этот источник бесперебойного питания возможность управления посредством модема. Техническая поддержка. Важным аспектом, который необходимо учитывать при покупке ИБП, является выбор производителя, предоставляющего техническую поддержку, отвечающую вашим потребностям. Вспомнив свой опыт в энергоснабжении и ИБП, приготовьте для производителя список вопросов типа: какие затраты повлечет модернизация программного обеспечения, какие типы поддержки доступны? Гарантии. Многие производители ИБП дополняют техническую поддержку гарантийными обязательствами. Скажем, условия Ultimate Lifetime Insurance компании Tripp Lite гарантируют замену или ремонт любого оборудования, защищенного источниками Tripp Lite, которое было повреждено в результате перебоев с питанием - от любого источника. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Ни одна сеть не обладает иммунитетом к проблемам, связанным с питанием. Если сеть не защищена от таких опасностей, как шум линии, отключения питания, скачки и падения напряжения, то вы рискуете столкнуться с огромными потерями информации, производительности и оборудования. Этот риск сам по себе достаточен для того, чтобы убедить любого руководителя в необходимости защиты электропитания. Никогда не забывайте старую истину: "Предупреждение лучше лечения". Это относится не только к душевному здоровью, но и к состоянию сети. Небольшой план по защите питания избавит вас от головной боли и бессонных ночей, когда электричество вновь выйдет из-под контроля. Источник: http://ignis.cs.nstu.ru/~alexdelong
журнал "Internet Zone" , http://www.izcity.com/
|
| |
| |
|
