如何解決數(shù)據(jù)中心電源路徑問題

電源對(duì)數(shù)據(jù)中心的重要性就好比心臟對(duì)人類的重要程度，雖然數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)時(shí)可以選擇不同的級(jí)別和冗余水平，但從來沒有人希望數(shù)據(jù)中心掉電。不管是只有單一UPS的小型數(shù)據(jù)中心，還是具有完全冗余能力的大型數(shù)據(jù)中心，停電是不可避免的。下面是一些可以減輕電源路徑問題的辦法。

電源路徑：成本vs.可接受的風(fēng)險(xiǎn)

數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)通常是由成本和可接受的風(fēng)險(xiǎn)因素推動(dòng)的，Uptime協(xié)會(huì)的1-4層要求無(wú)需再做解釋，它也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了電源話題，但最基本的電源路徑是簡(jiǎn)單的N設(shè)計(jì)(或1級(jí))，即沒有冗余，電源路徑中的每個(gè)組件都是一個(gè)單點(diǎn)故障點(diǎn)(SPOF)。

電源路徑從發(fā)電站和它的高壓輸電線路開始，然后進(jìn)入變電站或本地變壓器并交給客戶，電力依次通過設(shè)施的主配電板和后續(xù)的子配電板，每個(gè)配電板都帶有一個(gè)斷路器或熔斷器。

假設(shè)有一臺(tái)發(fā)電機(jī)，電力必須通過自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)(ATS)，再到為UPS供電的主電源面板，電力將會(huì)通過一個(gè)維護(hù)旁路面板(MBP)，主電源面板也要給其它設(shè)備供電，如制冷系統(tǒng)。從那里開始，電力從UPS(或MBP)輸送到配電墻面板或地面級(jí)配電單元(PDU)。然后再到機(jī)架型配電盤附近的電源插座，有時(shí)這里也會(huì)配有斷路器或熔斷器，最后，電力進(jìn)入到IT設(shè)備的電源線，這些電源線通常是可拆卸的。

像這樣配置的數(shù)據(jù)中心不出現(xiàn)電源問題實(shí)在是令人吃驚。但事實(shí)證明，這樣的小型數(shù)據(jù)中心是相當(dāng)可靠的，許多小型N型數(shù)據(jù)中心可以無(wú)事故地運(yùn)行多年。

提高可用性：N+1電源路徑

要改進(jìn)N電源系統(tǒng)的缺點(diǎn)并不需要完全冗余的4層S+S配置，N的下一級(jí)是N+1。在電源路徑中，它通常指的是UPS和發(fā)電機(jī)組，在N+1中，一般有三個(gè)或更多UPS并連，N+1設(shè)計(jì)允許UPS陣列中單個(gè)UPS故障下線而不影響供電。

還可以有一個(gè)冗余的A-B型電力分配，電源位于UPS的下游，機(jī)柜電源由單個(gè)UPS或一個(gè)N+1 UPS陣列供電，這樣不用完全冗余的2N UPS系統(tǒng)的成本就改進(jìn)了電力分配冗余問題。

最后，在一個(gè)完整的2N A-B型系統(tǒng)中，每個(gè)電源路徑是獨(dú)立維持整個(gè)關(guān)鍵負(fù)載的，2N A-B型通常是4層設(shè)計(jì)，每個(gè)組件都有重復(fù)設(shè)計(jì)，兩個(gè)發(fā)電站，兩套發(fā)電機(jī)和相關(guān)的ATS設(shè)備。每個(gè)N+1 UPS陣列都是自治的，向每個(gè)機(jī)架提供獨(dú)立的A-B型電力分配，即真正的S+S電源系統(tǒng)。

理論上，這種設(shè)計(jì)允許任意組件失效，冗余組件會(huì)自動(dòng)接管失效的組件，但在3層和4層設(shè)計(jì)中，兩個(gè)系統(tǒng)之間的多個(gè)交點(diǎn)允許一方將電力移交給另一方，以便執(zhí)行維護(hù)工作，這些連接點(diǎn)通常存在潛在的故障，因?yàn)橐坏┙徊妫瑔芜呄到y(tǒng)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全自治了。

如果因人為錯(cuò)誤或電氣設(shè)備故障引起了問題，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)數(shù)據(jù)中心斷電。最后，電源路徑本身的復(fù)雜性和補(bǔ)充開關(guān)設(shè)備可能會(huì)減少整體可靠性。