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Modernisierung des Rechenzentrums von J.R. Simplot

Einleitung

Als Teil einer Modernisierung des Rechenzentrums wollte die IT-Abteilung von J.R. Simplot die Rack-Dichte erhöhen, um somit in der Lage zu sein, Fehler in der IT-Ausrüstung schneller zu beseitigen und Systeme einzurichten, um möglichen Risiken zu begegnen.

Hinzu kommt, dass "Going Green" eine wichtige unternehmerische Initiative von J.R. Simplot ist. Das Unternehmen verfügt heute über eine für Umweltfragen verantwortliche Abteilung, die jede Woche den Energieverbrauch des Unternehmens überprüft. Aus diesem Grund möchten die Mitarbeiter des Rechenzentrums die elektrische Energie möglichst effizient nutzen.

Die spezifischen Ziele lauteten:
-Wechsel von 120 auf 240 Volt AC für eine höhere Energieeffizienz und die Versorgung der Racks mit mehr Energie.
-Erhöhung der Rack-Dichte durch Anpassung der Leistung  an einem Rack an die Zahl der Geräte.
-Anpassung von Zugang- und Steuerungsinstrumenten wie KVM-Ports und Geräte.

Insgesamt: Eine Optimierung und Erhöhung der Effizienz auf allen Ebenen der Nutzung und des Zugangs.

 
Erweiterte Rack-PDU-Funktionen

Die Leitung des Rechenzentrums von J.R. Simplot ermittelte eine Reihe von Funktionen, die sie für ihr Rechenzentrum haben wollten: Strommessung und Schaltung auf Anschlussebene, Umgebungsüberwachung, Benutzerverwaltung, Grenzwerte und Alarme, Software für Energieverwaltung und einen geeigneten  Rack-PDU-Formfaktor.

Die Strommessung sollte sowohl für die Rack-PDU als auch für die einzelnen PDU-Ausgänge verfügbar sein. Eine Webbrowser-GUI für eine einfache, jederzeit verfügbare Überwachung und Steuerung war der Schlüssel. Die Kompatibilität mit der Software für die Energieverwaltung war von großer Bedeutung, wie auch die Genauigkeit, insbesondere im Hinblick auf den Energieverbrauch (kWh).

Die Schaltung der Steckdosen war für die Remote-Steuerung notwendig und der Lastabwurf, d. h. die Abschaltung von nicht betriebsnotwendigen Geräten, war im Falle eines Stromausfalls wichtig. Die Schaltung der Steckdosen wurde zudem zusammen mit LDAP und Active Directory® für die Nutzerverwaltung und die Energieversorgung verwendet.

Es waren leicht zu installierende Umgebungssensoren für die Überwachung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit erforderlich. Kritische und unkritische Grenzwerte und Alarme sowohl für die Stromversorgung als auch für die Umgebungsbedingungen mussten unterstützt werden.

Figure 1. Four of the user-configurable charts provided by Raritan Power IQ energy management software. From top Customer Billing Report, Power by Rack, Carbon Footprint by Data Center and Total Energy Cost.

Die Energiemanagement-Software sollte Energie- und Umgebungsdaten über einen bestimmten Zeitraum hinweg erfassen, die Daten analysieren und ausreichend flexibel sein, um benutzerdefinierte Berichte für die Umweltabteilung von J.R. Simplot zu erstellen.

Schließlich forderten die Mitarbeiter des Rechenzentrums Zero-U-PDUs, da diese keinen Reck-Platz beanspruchen und eine kürzere und saubere Kabelführung ermöglichen. Sie unterstützen ebenfalls einen besseren Luftstrom. Da Zero-U-PDUs den Einbau von Geräten auf der Rückseite des Racks erschweren können, wurden flache PDUs mit flexiblen und sicheren Rack-Einbaumöglichkeiten spezifiziert.

Das Rechenzentrumsprojekt

Eines der Ziele des Rechenzentrumsprojekts war die Verbesserung der Energieeffizienz. Der Ansatz bestand in einem Wechsel von einer 120 auf eine einphasige 240 Volt AC-Stromversorgung. In der Regel verfügen Server über Universalstromversorgungen und sind bis zu Stromspannungen von 100 bis 240 Volt ohne erhebliche Änderungen ausgelegt.

Höhere Stromspannungen für die IT-Geräte sind effizienter als niedrige Stromspannungen, da der Widerstand und die übertragungsbedingten Verluste geringer sind. Darüber hinaus kann eine höhere Stromspannung eine höhere Scheinleistung bereitstellen. Das Rechenzentrum von J.R. Simplot hat vier 15A-, 120V-PDUs pro Rack in zwei 30A-, 240V-PDUs pro Rack umgewandelt und die verfügbare Leistung verdoppelt.
-120 V x 15 A x 0.8 x 4 PDUs = 5.8 kVA
-240 V x 30 A x 0.8 x 2 PDUs = 11.5 kVA

Ein weiteres Ziel war die Bereitstellung zuverlässiger und ausführlicher Stromverbrauchsdaten am Rack. Insbesondere die Überwachung der Stromversorgung auf Ausgangsebene, nicht auf PDU-Ebene, stellte aus zwei wichtigen Gründen eine Voraussetzung dar.

Der erste Grund war das Kapazitätsmanagement. In der Vergangenheit wurden die Geräte in das Rechenzentrum gebracht und ohne vorherige Überprüfung der Leistungsaufnahme sowie ohne ausreichende Berücksichtigung der Leistungskapazität der Racks eingebaut. Aus diesem Grund wurden Racks von IT-Geräten wegen “verdächtiger” Geräteinstallationen entfernt.

Durch das Hinzufügen von intelligenten Rack-PDUs mit Stromverbrauchsdaten auf Ausgangsebene sind die Mitarbeiter des Rechenzentrums nun in der Lage, Geräte zu überprüfen und zu erfahren, wie viel Leistung die einzelnen IT-Geräte verbrauchen. Durch die Erfassung von Daten der Leistungsaufnahme über einen bestimmten Zeitraum hinweg können Berichte erstellt werden, um Spitzenlasten festzustellen. Diese Informationen sind sehr nützlich vor einer Migration, Konsolidierung oder Installation. Nun können vorher Beurteilungen darüber gemacht werden, welche Geräte an welcher Stelle aufgestellt werden sollen und welche Geräte für den Erhalt der Stromversorgung verlegt werden sollen.

“Verdächtige” Geräteinstallationen wurden mit der Benutzerverwaltung, unterstützt von LDAP und Active Directory®, gestoppt. Jetzt werden die Steckdosen, die für neue Geräte verfügbar sind, eingeschaltet, wenn das Rechenzentrum bereit ist, sie aufzunehmen.

Figure 2. Raritan Dominion PX DPXS20A-30L6 deployed in J.R. Simplot’s data center showing rack loads.

Eine ausführliche Fehlersuche war der zweite Grund für die Leistungsüberwachung auf Ausgangsebene. Das Team des Rechenzentrums verfügte über eine Reihe von Servern, bei denen regelmäßig Probleme auftraten, aber es war schwierig, die Ursachen zu ermitteln. Man wollte feststellen, ob es einen Zusammenhang zwischen den Störungen und der Leistung gibt.

Die Leistungsüberwachung auf Ausgangsebene erlaubt es den Mitarbeitern des Rechenzentrums, die Geräte zu ermitteln, die Belastungsspitzen verursachen. Sie wird bei der Bewertung neuer Geräte eingesetzt, um die Angaben der Anbieter zur Effizienz zu vergleichen und zu überprüfen. Sie unterstützt zudem die Identifizierung von ineffizienten Servern, die nun stillgelegt werden. Die Nutzung von Energie für Aufgaben wie Backup- und Datenbankanwendungen können ebenfalls festgestellt werden.

Der schnelle und einfache Zugriff auf Umgebungsdaten war ein großer Pluspunkt. Die Raritan-Sensoren werden einfach in die Dominion® PX-Rack-PDU gesteckt und mit der Ethernet-Verbindung der PDUs werden die Umgebungsdaten in der gleichen webbasierten GUI wie die Energieinformationen sowie die Alarme sowohl für Leistungs- als auch Umgebungsbedingungen durch die Verwendung von SNMP v2 und v3 bereitgestellt. Diese Alarme sind von großer Bedeutung, da die Umgebungstemperatur des Rechenzentrums erhöht wurde, um die Kosten für die Kühlung zu verringern und um den jüngsten ASHRAE-Richtlinien zu entsprechen.

Die Raritan Power IQTM-Software für Energiemanagement, eine virtuelle Anwendung mit VMware-Zertifizierung, wird vom Rechenzentrum für die Konfiguration der Rack-PDUs verwendet. Sie wird ebenfalls für die Erfassung von Leistungs- und Umgebungsdaten über einen bestimmten Zeitraum, die Analyse von Daten und die Erstellung von Berichten verwendet. Die Berichte, die nach Abteilung, Gerätetyp oder Standort organisiert werden können, werden in regelmäßigen Abständen von der Umweltabteilung von J.R. Simplot erstellt und zeigen, dass das Team des Rechenzentrums einen Beitrag zur Unternehmensinitiative leistet.

Kunde

J.R. Simplot gehört zu den größten privaten Lebensmittel- und Agrarunternehmen in den USA.

Herausforderungen
  • Verbesserung der Energieeffizienz, um den Umweltinitiativen des Unternehmens zu begegnen..
  • Erhöhung der Rack-Dichte durch Anpassung der Leistungskapazität an die Zahl der Geräte..
  • Effizientere Fehlerbehebung und Systeme zur Steuerung von Risiken..
Lösungen
  • Intelligente Rack-PDUs mit Strommessung auf Ausgangsebene..
  • Power IQ-Software für Energiemanagement.
  • Dominion KSX KVM-over-IP und Sensoren für Umgebungsüberwachung..

Ergebnisse
  • Die Intelligenten Rack-PDUs mit Strommessung am Ausgang ermöglichen es den Mitarbeitern, die vollständige Rack-Kapazität zu nutzen..
  • Die Strommessung auf Ausgangsebene ermöglicht es dem Team, defekte oder ineffiziente Geräte stillzulegen.
  • Die Umgebungssensoren und Software bieten Alarme und gewährleisten, dass die Richtlinien eingehalten werden.


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