上文向大家介绍如何提高机架安装设备可用性的方法,本文将比较各种机架电源冗余配置的可用性分析方法。进行可用性分析是为了量化包含单路设备和双路设备的影响。需要进行五种可用性分析:
第 1 种情况 — 单路负载
第 2 种情况 — 使用静态转换开关的单路负载(单变压器)
第 3 种情况 — 使用静态转换开关的单路负载(冗余变压器)
第 4 种情况 — 使用机架 ATS 的单路负载
第 5 种情况 — 的双路负载
分析中使用的数据
用于为组件建模的大多数数据均来自第三方。机架ATS的数据基于APC的机架ATS产品的现场数据,这款产品已经面市大约5年,拥有广大的安装客户群。在此分析中包含以下关键部件:
1.终接点(末端端子)
2.断路器
3.UPS 系统
4.PDU
5.静态转换开关 (STS)
6.机架 ATS
PDU 细分为三个基本的子组件:断路器、级间隔离变压器和末端端子。分配电盘根据一个主断路器、一个支断路器和终接点全部在系列中进行评估。机架 ATS 组件仅在第四种情况下使用。分析中使用的假设
与任何可用性分析一样,要建立有效的模型,必须进行一些假设。表 1 列出了此分析中使用的基本假设。
结果
一定要了解此分析的目标是比较各种情况之间的理论可用性。因为所有五种情况的所有组件的故障率数据相同,所以,每种情况之间的唯一区别在于组件的数量、MTTR 和位置。此方法通过将一种架构与另一种架构进行比较,可以非常有效地证明可用性的效果。
可用性的评估是针对为关键负载供电的插座。在每种情况下,使用相同的组件可靠性数据。在第1种情况下,该链中的任何一个组件的故障都会造成负载停用。这是基本情况。
在第2 种情况和第3 种情况下,每个冗余线路上的任何一个组件必须同时出现故障,负载才会停用。不过,STS的任何单个组件输出设备的故障(包括 STS)也将使负载停用。这种情况的明显结果就是STS的安装几乎不会提高系统的可用性。原因是STS的可靠性并非明显高于输入UPS,STS仍是单故障点。还要注意,在第2种情况下,变压器MTTR使STS的所有好处几乎化为乌有。
在第4种情况下,每个冗余线路上的任何一个组件必须同时出现故障,负载才会停用。尽管机架ATS的MTTR 是单故障点,但是因为在有备件的情况下可以快速更换,所以影响不大。此处发现的关键点是尽管机架ATS并非一定比大型STS更可靠,但是低得多的MTTR使其具有非常大的可用性优势。在第5种情况下,每个冗余线路上的任何一个组件必须同时出现故障,负载才会停用。表2概述五种可用性计算的结果。
此分析说明为在双端电气架构中实现高可用性双路设备有多么重要。使用单路设备无法完全利用这种复杂设计的优势,但是通过实施机架ATS差不多可以利用这种优势。从上面提供的结果来看,对负载实现冗余很明显提高了可用性。图8证明,即使产品的可靠性 (MTTF) 提高了10 倍,提供的可用性仍然不如使用可靠性较低的冗余套件。冗余系统提供的可用性接近 100%,或多个“9”。
结论
在实施高可用性架构时,机架配电需要认真考虑。不同的配电类型在所产生的停机时间方面也各不相同,可达10000倍。
此分析非常清楚地证明在关键数据中心中使用双路设备的重要性。此处提供的分析表明,完全双路架构与单路设计相比,停机时间最多可以少10000倍。
使用转换开关提高单路负载可用性的通常做法根据实施方式的不同,结果会大不相同。在某些情况下,该分析表明使用大型STS几乎没有任何好处。相对而言,如果使转换开关接近机架,配电系统造成的系统停机时间 将降低,以250为系数。
此外,基于机架的转换开关提供了额外的故障隔离,因为故障仅会去掉一个机架。另外,基于机架的转换开关可以根据需要在双路环境中部署。
此数据表明,使用大型 STS 系统为单路负载供电的通常做法应进行重新评估,成本几乎类似的基于机架的转换开关具有明显的优势。
通常,该分析表明,一般原则是,对负载实现冗余可以提高可用性。投资任何高可用性系统时,认真分析是一个必要的前提。客户愿意花多少钱来加强电气基础设施决定了要选择哪种解决方案。客户必须清楚地了解业务流程,以便可以计算停机成本。此成本最终将推动在可用性方面的投资。
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