تاثیر گرما و نحوه تخمین آن در دیتا سنتر و اتاق سرور

دیتاسنتر یا مرکز داده(Data Center) مکانی است که در آن مجموعه بزرگی از سرورها، زیرساخت های ارتباطی، امنیتی، الکترونیکی و نرم افزاری قرار دارند تا با بکار گیری آن ها بتوان سرویس های تحت شبکه، ارائه، نگهداری، پشتیبانی وبا قابلیت اطمینان بالا بازیابی شوند. در ادامه، انواع دسته بندی دیتا سنتر با توجه به فاکتورهای مختلف را مشاهده می فرمایید.

دیتاسنتر بر حسب بزرگی و عملکرد به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند:

مراکز داده شبکه های سازمانی، تجاری و دانشگاهی( مراکز داده در محوطه و ساختمان اصلی سازمان، مرکز تجاری و دانشگاه ایجاد می شوند)
مراکز داده شبکه های گسترده یا WAN
فراهم کننده های سرویس یا Service Provider
مراکز داده اینترنتی یا Internet Data Center
مراکز داده فراسازمانی یا Data Center Extranet
مراکز داده محلی یا Data Center Intranet

نوع دیگردسته بندی دیتاسنتر ها بر اساس نوع کاربرد و مقدار هزینه به عبارت زیر می باشد:

مراکز داده سازمانی (Enterprise Data Centers)
مراکز داده مدیریت شده (Manage Services Providers Data Centers)
مراکز داده هم مکانی (Colocation Data Centers)
مراکز داده یکجا یا عمده (Wholesale Data Centers)
مراکز داده ابری (Cloude Data Centers)

مراکز داده بر اساس هدف ایجاد آنها به سه دسته، تقسیم بندی می شوند:

اختصاصی
کرایه ای یا ترتیبی (Colo)
ابر عمومی

ساختار تمامی این مراکز داده شامل قسمت های متعددی می باشند:

سیستم تاسیسات (شامل HVAC و سیستم لوله کشی می باشد)
سیستم توزیع قدرت (شامل توزیع، کابل کشی، مدیریت، کنترل، پایش و پشتیبانی سیستم های قدرت می باشد)
سیستم شبکه (شامل تجهیزات شبکه، سرورها، تجهیزات امنیتی ، مدیریت ، چینش محیط داخلی مرکز داده می باشد)
سیستم فیزیکی (شامل سیستم های کنترل، پایش فیزیکی و محیطی می باشد)
سیستم ذخیره سازی (شامل ذخیره سازی داده ها، پشتیبان گیری، نگهداری و بازیابی داده ها می باشد)
سیستم نرم افزاری (شامل امنیت، مدیریت و یکپارچه سازی اطلاعات می باشد)

دیتا سنترها از بخش های متعددی تشکیل شده اند که عبارتند از اتاق مدیریت شبکه، control room، server room، cooling equipments یا خنک کننده ها، ups room، battery Backup، بخش نگهداری تجهیزات اطفای حریق که بسته به نیاز هر دیتا سنتر، زیرساخت های دیتا سنتر ها متفاوت و متغیر می باشند و ما در این مقاله به بررسی لزوم و اهمیت بخش cooling equipments یا تجهیزات خنک کننده می پردازیم.

اتاق سرور در واقع بخشی از دیتا سنتر میباشد که در آن تا صد ها سرور قرار دارد و یک دیتا سنتر ممکن است دارای چندین اتاق سرور باشد که از طریق سیستم مدیریت سرور، کنترل می گردد و عموما این سیستم مدیریتی در بیرون از اتاق سرورتعبیه شده است. یک اتاق سرور به گونه ای طراحی می شود که توانایی تامین نیروی الکتریکی مورد نیاز، بک آپ گیری، نور و هوای مطبوع و مناسب را داشته باشد و در برابر زلزله، آتش سوزی، سیل و بلایای طبیعی مقاوم باشد. محل اتاق سرور باید به گونه ای باشد که از دیوارهای آن، لوله های آّب و عوامل رطوبت زا عبور نکرده باشد همچنین از لحاظ امنیتی دارای پنجره های خارجی نباشد. در طبقه اول ساختمان (دور از هر گونه آب گرفتگی محیطی) و در طبقه آخر ساختمان (دور از هرگونه چکه کردن سقف) قرار نگرفته باشد.

بخاطر وجود تجهیزات متعدد در اتاق سرور و بصورت کلی در دیتاسنتر، وجود حرارت و گرما همچنین آلودگی ها یی که در ادامه، بیشتر درباره آن توضیح می دهیم در محیط اجتناب ناپذیر است. پایش چهار فاکتور دمای هوا، رطوبت، آلودگی ناشی از غبار هوا و آلودگی ناشی از گازهای موجود در هوا در کنترل شرایط محیطی در اتاق سرور و دیتا سنتر، بسیار مهم می باشند. عدم کنترل این چهار فاکتور بر تجهیزات شبکه و بصورت کلی بر تجهیزات دیتا سنتر و عملکرد آن ها تاثیرات بسیار سوئی می گذارد. رطوبت باعث خردگی بردها و مدارات می شود. خشکی محیط باعث تخلیه الکترواستاتیکی بر تجهیزات و ایجاد حریق می گردد. غبارها و آلودگی بصورت ذرات بر روی پی سی بی ها می نشیند و الکتریسیته ساکن ایجاد و مانع از عبور جریان الکتریسیته در ولتاژ پایین می گردد. در ابتدا به بررسی اولین فاکتور این پایش، دمای هوا می پردازیم.

انجمن اشری، برای تعیین دمای بهینه و مناسب، مراکز شبکه و IT را کلاس بندی و برای هر کلاس محدوده مناسب آن فضا را تعریف نموده است که در جدول زیر، این کلاس بندی آورده شده است :

برای تبدیل فارنهایت به سانتیگراد از فرمول زیر استفاده می کنیم:

سانتیگراد = (فارنهایت – 32) ÷ 1.8

یک متخصص با استفاده از کلاس بندی فضا، تجربه و با توجه به عوامل اقتصادی و تخصصی، دمای مناسب فضاهای آی تی را طراحی می کند.

دمای مناسب یک اتاق سرور و دیتا سنتر طبق تحقیقات و استاندارد انجمن اشری آمریکا 18 تا 27 درجه سانتیگراد و طبق استاندارد می باشد. تجهیزات شبکه و هر سیستمی در دیتا سنتر دارای توان مشخصی می باشد که بر اساس این میزان توان، ایجاد حرارت می کند. افزایش دما در محیط باعث تخریب قطعاتی مانند CPU ها و ماژول ها می گردد که این تخریب باعث کاهش عملکرد صحیح تجهیزات، سوختن قطعات و کاهش راندمان می شود. برای جلوگیری از این روند، در ابتدای امر، میزان حرارت ایجاد شده در محیط (بار حرارتی) را محاسبه و متناسب با آن از سیستم کولینگ برای تنظیم دمای بهینه استفاده می کنیم. عوامل موثر در این محاسبه عبارتند از :

ابعاد اتاق سرور: با استفاده از فرمول زیر، بار گرمایی این فاکتور محاسبه می شود:

میزان گرمای اتاق سرور= طول اتاق سرور (متر) * عرض اتاق سرور(متر) * 337

ابعاد پنجره های اتاق: در صورت وجود پنجره در اتاق سرور با استفاده از فرمول زیر، بار گرمایی این عامل محاسبه می شود:

میزان گرمای پنجره جنوبی (رو به جنوب) = طول پنجره (متر) * عرض(متر) * 870

میزان گرمای پنجره شمالی (رو به شمال) = طول پنجره (متر) * عرض(متر) * 165

پیش فرض مکان، برای استفاده از دو فرمول بالا، نیمکره شمالی است در صورتی که در نیمکره جنوبی ساکن هستید انتخاب پنجره ها بر عکس می شود. اگر نور خورشید بصورت مستقیم از پنجره ها به اتاق می تابد اعداد بدست آمده در عدد 1.5 ضرب می شود و در نهایت:

میزان گرمای تمامی پنجره ها = میزان گرمای پنجره جنوبی + میزان گرمای پنجره شمالی

تعداد افراد حاضر در محیط: در صورت رفت و آمد افراد، بار گرمایی حضور آن ها از فرمول زیر محاسبه می شود:

میزان گرمای حضور افراد در محیط = تعداد افراد * 400

توان مصرفی تجهیزات: میزان توان مصرفی دستگاه هایی مانند سرورها، سوئیچ ها و … که بر روی آنها درج شده است را از طریق فرمول زیر محاسبه می کنیم:

میزان گرمای تجهیزات = مجموع وات های تمامی تجهیزات * 3.5

توان مصرفی اسباب روشنایی: برای محاسبه بار گرمایی حاصل از همه چراغ ها و روشنایی ها از فرمول زیر استفاده می کنیم:

میزان گرمای اسباب روشنایی = مجموع وات های تمامی اسباب روشنایی * 4.25

حال زمان آن رسیده تا مجموع بار حرارتی برای بررسی سرمایش مناسب اتاق سرور را محاسبه کنیم که با استفاده از جمع تمامی مقادیر بالا بدست می آید:

مجموع بار حرارتی = (میزان گرمای اتاق سرور + میزان گرمای تمامی پنجره ها + میزان گرمای حاصل از حضور افراد + میزان گرمای تجهیزات + میزان گرمای اسباب روشنایی)

حال با توجه به عدد بدست آمده می توان سیستم سرمایشی مناسبی انتخاب نمود.

در مقالات آتی به بررسی عوامل رطوبت و آلودگی ها می پردازیم . کارشناسان و متخصصان شرکت آسان ارقام در خدمت شما می باشند تا زیر ساخت ها و شرایط محیطی دیتا سنتر و اتاق سرور را بررسی نمایند و با استفاده از تخصص، تجارب و مهارت های خود کمک شایانی در پایش محیط و کاهش هزینه های شما می کنند. برای اطلاعات بیشتر میتوانید به سایت ما مراجعه فرمایید و یا با ما در ارتباط باشید.