지능형 전력 분배를 사용하여 네트워크 가용성을 극대화하는 방법

에너지 비용 상승에 대한 우려로 인해 데이터 센터 및 기타 네트워킹 설치 운영자는 지능형 전력 분배 장치(iPDU)가 얼마나 더 환경친화적이고 안정적이며 저비용 운영에 기여하며 네트워크의 가용성을 향상시킬 수 있는지와 같은 인식에 대한 변화를 포함하여 시설 전반의 구조 방식에 대해 다시 한번 생각하게 되었습니다. 또한, 데이터 센터의 유형은 점점 더 다양해지고 있어 iPDU를 지정하고 통합할 때 모두 다른 접근 방식이 필요하며, 그 접근 방식의 범위는 클라우드 컴퓨팅을 지원하는 대규모 데이터 센터부터 공장, 창고 등 기타 시설에 분산된 엣지와 연결된 훨씬 작은 데이터 센터에 이르기까지 다양합니다. 대규모 데이터 센터는 60°C의 온도에 달하는 열기 통로에서도 작동하는 iPDU를 갖추고 운영되는데, 이는 냉각 수요와 에너지 소비를 줄이게 됩니다. 이에 비해, 에지 데이터 센터는 위치한 시설의 환경에 맞추어 최대 40°C의 온도에서 운영됩니다.

iPDU의 사양 및 작동 특성은 iPDU가 배포되어지는 환경에 맞춰져야 합니다. iPDU가 가용성을 최적화하기 위해 모든 상황에서 원격 에너지 모니터링 및 제어를 지원할 것이라는 기대가 커지고 있습니다.

이 기사에서는 클라우드 환경과 에지 환경에서 iPDU 운영 환경과 기대 사항을 비교하고 대조합니다. 거기에는 iPDU의 하드웨어 및 소프트웨어와 권장되는 배포 조건이 모두 포함되어 있습니다. 그런 다음 클라우드와 에지 데이터 센터에 적합한 Panduit 및 Oriion Fans의 iPDU를 소개합니다.

iPDU 선택에 영향을 미치는 클라우드 및 에지 환경의 세 가지 특징은 열 환경의 차이, 네트워킹 통신 아키텍처의 차이, 장비 밀도의 차이입니다. 클라우드와 에지 환경 간의 가장 극복이 어려운 차이점은 아마도 클라우드 데이터 센터는 60°C 작동 환경인데 대부분의 에지 설치는 최대 40°C에서 작동해야 한다는 점입니다(그림 1). 클라우드 환경에서, 열기 및 냉기 통로는 냉각 수요를 최소화하고 대규모 데이터 센터의 주요 운영 비용인 에너지 비용을 절감합니다. iPDU는 일반적으로 열기 통로에 있으며 60°C 정격이어야 합니다.

그림 1: 클라우드 데이터 센터의 iPDU는 열기 통로에 설치될 수 있도록 60°C에서 작동해야 합니다. (이미지 출처: Panduit)

또한 ASHRAE(미국 냉난방 엔지니어 협회)는 열기 및 냉기 통로가 작동할 때 냉기 통로의 캐비넷 앞쪽에 3개의 온도 센서와 1개의 습도 센서(소위 ‘3T + H’)를 요구하고, 열기 통로의 캐비넷의 후면에는 1개의 온도 센서만 요구하고 있습니다. 따라서 다수의 센서 입력을 지원하는 iPDU는 센서용 중간 1RU 어플라이언스가 필요하지 않으며, 이는 클라우드 데이터 센터에서 중요한 고려사항이 될 수 있습니다.

에지 및 클라우드 설치 시 모두 고가용성이 중요하지만, 클라우드 환경에서 상대적으로 더 중요한 편입니다. iPDU의 제어기 모듈은 클라우드 데이터 센터에 설치된 유닛과 핫 스왑이 가능해야 합니다. 제어기 모듈과 핫 스왑이 가능하다는 것은 클라우드 데이터 센터에서 필수적 고려 사항인 가동 중단 시간을 최소화한다는 것입니다. 또한 기가비트(Gb) 이더넷은 클라우드에서 다른 연결 속도보다 더 널리 채택되고 있으며, 클라우드에서 사용되는 iPDU는 에지 설치 시와는 달리 기가비트 이더넷 연결을 지원함으로써 이점을 얻을 수 있습니다. 추가적으로, 클라우드 설치는 일반적으로 더 높은 수준의 보안과 더 복잡한 전력 모니터링 및 관리 소프트웨어를 지원하는 iPDU가 필요합니다.

클라우드 데이터 센터는 에지에 비해 고밀도 랙이 더 많으므로, 전력 밀도가 클라우드 설비에 대한 iPDU 선택에서 중요한 요소가 됩니다. 클라우드 데이터 센터에서 더 높은 콘센트 밀도는 IPDU에 유리하지만, 더 높은 전력 밀도를 지원하려면 동시에 높은 수준의 지능형 전력 제어 및 모니터링을 제공해야 합니다.

두 클라우드 및 에지 설치 모두에서, 우발적인 전력 코드의 분리는 장비의 가동 중단 시간의 주요 원인이 됩니다. iPDU에서 갑작스럽게 연결이 끊기는 가장 일반적인 흔한 이유는 시간이 지남에 따라 전력 케이블을 잡아당기는 진동과 중력의 영향입니다. 이는 '사용자 오류'가 아닙니다. 전력 케이블에서 진동과 중력이 미치는 영향을 최소화하고, 그로 인한 우발적인 전력 코드 분리를 최소화하는 iPDU 설계는 에지 설치에서도 중요한 사항이 될 수 있으며 클라우드 설비에서는 필수적인 사항입니다.

최대 부하에서 60°C 정격 iPDU

데이터 센터 엔지니어는 Panduit의 G5 intelligent PDUs(Gen 5 iPDU)를 사용하여 클라우드 설치의 전력 분배, 가용성, 보안 및 모니터링 요구사항을 해결할 수 있습니다. Gen 5 iPDU의 작동 온도는 최대 부하에서 60°C입니다. 또한 ASHRAE 요구 사항을 지원하는 냉기 통로에서 3T + H(3개의 온도 센서와 1개의 습도 센서)와 열기 통로에(중간 1RU 기기 없음) 온도 센서가 있습니다. 디지털 자가 식별 센서를 iPDU에 직접 연결하여 배포 속도를 높일 수 있습니다.

Gen 5 iPDU의 지능형 네트워크 컨트롤러(iNC)는 최대 가동 시간을 지원하기 위해 핫 스왑이 가능합니다(그림 2). 여기에는 가시성이 뛰어난 OLED 디스플레이, 초기화/출고 시 기본 제어, 메뉴 선택기 버튼, 상태 LED, 펌웨어 및 구성 업데이트를 위한 USB 커넥터 및/또는 자동 랙 조명 연결 옵션, 네트워크 연결을 위한 1Gb 이더넷 포트, 여러 iNC를 데이지 체인으로 연결하는 PDU 출력 및 PDU 직렬 포트가 포함되어 있습니다. 그리고 2개의 센서 포트는 센서 확장 포트(선택 사양)를 사용하여 각 센서를 최대 4개(총 8개)에 연결할 수 있습니다.

그림 2: Gen 5 iPDU의 iNC는 최대 가동 시간을 지원하기 위해 핫 스왑이 가능하며 광범위한 모니터링 및 제어 기능을 지원합니다. (이미지 출처: Panduit)

다음을 위해 최대 4개의 iPDU가 데이지 체인 방식으로 연결이 가능하고 2개의 서로 다른 보안 네트워크 연결에 연결할 수 있습니다.

• 설비 네트워크에서 전력 사용량 모니터링 및 데이터를 추적
• 단일 IP 주소만 사용하여 최대 4개의 랙 iPDU를 관리 및 모니터링(그림 3)

데이지 체인의 각 iPDU는 최대 8개의 센서에 연결할 수 있으며, 단일 연결을 통해 총 32개의 센서에 연결할 수 있습니다. 또한 2개의 iPDU를 사용하여 중복형 네트워크 액세스 구성을 사용할 수 있습니다.

그림 3: 단일 IP 주소를 통해 최대 4개의 Gen 5 iPDU를 데이지 체인 방식으로 연결할 수 있습니다. (이미지 출처: Panduit)

대규모 데이터 센터에서 요구하는 사항은 비효율성을 모니터링 및 식별하여 운영 효율성을 향상하고 비용을 절감하며 환경에 미치는 영향을 최소화하는 것입니다. Gen 5 iPDU는 포괄적이고 정확한 에너지 측정 소프트웨어를 지원하여 전력 자원을 효율적으로 사용하고, 정보에 입각한 용량 계획을 결정하며, 가동 시간을 개선하고, 전력 사용량 효율성(PUE)을 측정합니다. iPDU는 다음을 포함하여 에너지 사용량에 관한 지속적인 개선을 위해 필요한 에너지 측정, 모니터링 및 제어를 제공합니다.

• PDU 레벨 에너지 측정 및 모니터링
  • 와트-시간 에너지 측정(kWh)
  • 전력 측정(W)
  • V, A, VA, kWh 및 역률(pf)을 포함한 입력 위상 레벨 전력 측정
  • 회로 차단기 레벨 전류 측정
  • 청구서 작성 수준의 미터링 기능
  • 과거의 데이터를 기록/열람/보고하는 통합 메모리
  • 사용자 지정 가능한 경보 임계값 및 알림
• 콘센트 레벨 제어
  • 개별 콘센트로 원격 전원 켜기 및 끄기
  • 장비를 차례대로 전원 관리하고 돌입 전류 과부하를 방지하기 위해 사용자 지정 가능한 전원 켜기 시간 지연
  • 사용자 지정 가능한 역할 부여 및 보안 접근 수준
• 콘센트 레벨 에너지 측정
  • 와트-시간 에너지 측정(kWh)
  • V, A, VA, W 및 pf를 포함한 전력 측정
  • 그린 그리드 레벨 3 PUE 계산을 위한 데이터

Gen 5 iPDU는 높은 전력 밀도를 제공하고 최대 48개의 콘센트가 있으며 10피트(3미터) 입력 전원 코드가 표준으로 제공됩니다. 수직(0U) 또는 수평(1U 또는 2U)을 포함한 다양한 실장 구성으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어 모델 P36D08M은 위상당 30A의 정격이며, 0U FULL 폼 팩터에 있습니다. 그리고 L15-30P 입력 플러그, 3개의 회로 차단기가 있으며, 8.6kW를 처리할 수 있고, 36개의 콘센트(30C13 및 6C19)를 가지고 있습니다.

Gen 5 iPDU를 사용하는 설계자는 우발적인 전력 코드 분리 문제에 대해 두 가지 다른 해결책을 선택할 수 있습니다. 표준 C13 및 C19 콘센트 옆에는 비전도성 케이블 타이를 수용하도록 설계된 통합 함요형 슬롯이 있어 진동과 중력의 영향을 효과적으로 없애줍니다. 이러한 콘센트는 저렴하지만 케이블 타이 사용으로 인한 인건비가 발생하고 장비가 있는 쪽의 전원 코드는 고정하지 못합니다. Gen 5 iPDU는 더욱 완벽한 솔루션을 위해 제자리에 단단히 고정되는 잠금 코드와 함께 사용할 수 있습니다. 또한 장비 끝에는 IT 장비에 고정되는 범용 잠금 메커니즘이 있어 양쪽 끝에서 케이블을 영구적으로 고정할 수 있습니다. 설치 요구 사항에 따라 콘센트와 케이블 타이 슬롯 및 잠금 콘센트를 결합하는 Gen 5 iPDU를 사용할 수 있습니다(그림 4). 또한 클라우드 데이터 센터에는 캐비닛 뒷면의 A와 B 측면에 전원을 공급하는 많은 수의 전원 코드가 있어 케이블 관리가 복잡해질 수 있습니다. Gen 5 PDU는 컬러 케이블 타이, 컬러 마킹 스트랩, 컬러 전원 코드(잠금 및 비잠금 모두)를 제공하여 A 및 B 측 케이블의 식별 및 관리를 단순화합니다.

그림 4: Gen 5 iPDU는 우발적인 전력 코드 분리 문제를 해결하기 위해 케이블 타이 또는 잠금 콘센트를 선택할 수 있습니다. (이미지 출처: Panduit)

Panduit Smart Zone G5 선택 사양인 보안 핸들은 Gen 5 iPDU와 함께 사용하여 최대 200명의 사용자에게 액세스 제어를 제공할 수 있습니다. 핸들에는 핸들의 보안 상태를 알려주는 상태 LED와 캐비닛의 상태를 나타내는 비콘 LED가 포함됩니다. 또한 통합된 습도 센서와 전용 온도 및 도어 경보 센서를 장착하고 있어 센서 설치를 간소화하고 ASHRAE 표준을 충족합니다(그림 5). G5 보안 핸들에는 현장 교체용 잠금 텀블러 및 키와 캐비닛에 대한 액세스를 제어하는 ​​네 가지 방법이 포함되어 있습니다.

• 이중 주파수 카드 판독기는 저주파 카드 또는 고주파 카드와 함께 사용할 수 있습니다.
• Gen 5 iPDU에 포함된 웹 인터페이스를 통해 원격으로 액세스를 제어할 수 있습니다.
• ACF06 모델에는 보안 핀 코드를 통해 캐비닛에 액세스할 수 있는 키패드 선택 사양이 포함되어 있습니다.
• ACF06 모델은 카드 스와이프 및 키패드가 모두 필요한 경우를 통해 이중 인증을 구현할 수 있습니다.

그림 5: 선택 사양인 Smart Zone G5 보안 핸들에는 습도 센서와 상태 LED가 통합되어 있으며 액세스 제어를 위해 통합 키패드 포함 유무를 선택하여 구성할 수 있습니다. (이미지 출처: Panduit)

Edge 설치용 iPDU

최대 40°C의 작동 정격의 iPDU를 사용할 수 있는 에지 및 기타 응용 분야 데이터 센터의 경우, Orion Fans는 원격으로 차례대로 시작되며, 제어 및 모니터링이 가능한 콘센트를 갖춘 Smart Switched PDU 시리즈를 제공합니다. Smart Switched PDU는 콘센트를 개별적으로 모니터링하며, 사용자가 정의한 임계값이 초과될 경우 이메일, 트랩 또는 경고음을 통해 경고를 보냅니다. 기타 기능은 다음과 같습니다.

• 랙 실장 장치에 대한 콘센트 레벨의 전력 제어 및 모니터링
• 0°C ~ 40°C에서 작동
• 계량기, 웹 또는 간단한 네트워크 관리 프로토콜(SNMP)에 의한 전력 모니터링
• http, https, SNMP, DHCP 및 UDP 통신 프로토콜
• PDU상 디지털, True RMS 전류 계측기
• 번들 소프트웨어는 에너지 효율을 향상하고 작동 비용 및 가동 중단 시간을 줄이기 위한 제어 및 분석을 제공합니다.

예를 들어 OSP-V-16-23-16-N1 모델에는 14개의 IEC320 C13 및 2개의 IEC320 C19 콘센트, 1개의 IEC320 C20 인렛 및 3m 길이의 폐쇄형 IEC320 C19 ~ C20 전원 코드 및 16A 회로 차단기가 포함되어 있습니다. 다른 예로는 OSP-H-16-23-08-N1에는 8개의 IEC320 C13 콘센트, 1개의 IEC320 C20 인렛, 1개의 폐쇄형 IEC320 C19~C20 3미터 길이의 전원 코드, 분해능이 0.1A인 3자리 20A 전류계를 가진 1개의 16A 회로 차단기가 있습니다(그림 6).

그림 6: OSP-H-16-23-08-N1 iPDU에는 8개의 IEC320 C13 콘센트와 0.1A 분해능의 3자리 유속계 1개가 있습니다. (이미지 출처: Orion Fans)

요약

클라우드 및 에지 데이터 센터는 작동 온도에 대한 요구 사항, 안정성 및 가용성에 대한 다른 기대 사항 그리고 보안, 전원 제어 및 모니터링에 대한 다른 요구 사항을 포함해 iPDU에 대한 요구 사항이 서로 다릅니다. 네트워크 엔지니어는 에지 및 클라우드 설치 시 특정 요구 사항에 맞는 iPDU를 선택하여 비용 대비 성능의 최적의 균형을 유지하는 동시에 환경친화적 솔루션을 지원할 수 있습니다.