АЛЕКСЕЙ БЕРЕЖНОЙ, независимый консультант, системный архитектор, специалист по системам виртуализации, хранения данных и резервного копирования, alexey.berezhnoy@tech-center.com

Обзор российских средств
управления электропитанием

Анализируем российские устройства удаленного управления электропитанием. Рассматриваем различные функции и предлагаем рекомендации по выбору оборудования

Ранее в рамках сравнительных обзоров я писал о российских программных продуктах, таких как антивирусы, дистрибутивы Linux и системы резервного копирования. Но не программами едиными жива ИТ-инфраструктура.

В этой статье пойдет речь, наверное, о самом уязвимом, что только может быть в ИТ, – о стабильной подаче электроэнергии.

И об оборудовании, которое помогает нам этого достичь, – для удаленного управления электропитанием.

Данные устройства прошли большой и тернистый путь – от блоков розеток с функцией отключения по сети до настоящих интеллектуальных автоматических систем, способных защитить оборудование и людей, работающих с ним, от самых опасных аварий, таких как короткое замыкание.

О функциях полезных и не очень

Как было сказано выше, в минимальном варианте предполагается, что удаленное управление электропитанием должно уметь выключать и включать подачу электроэнергии. То, что сейчас мы называем управляемой розеткой. Однако мир не стоит на месте и для грамотного контроля за распределением электроэнергии уже мало суметь что-то включить или выключить. Современные устройства предполагают наличие более продвинутых и очень интересных функций, о которых пойдет речь ниже.

Безусловно полезные функции

Это функции, в первую очередь отвечающие за безопасность, во вторую – за бесперебойную работу подключенного оборудования. Ниже приводится список наиболее известных из них.

• Избирательная защита от короткого замыкания (КЗ) и перегрузки. То есть когда при критической ситуации отключается только устройство, ее вызвавшее, а не все оборудование, подключенное к PDU, или выбивает общий автомат на стойку или целиком машинный зал.
• Диагностика наличия корректно подключенного заземления. Без хорошего заземления возраста­ют опасность для людей, работающих с электрооборудо­ванием, и вероятность повреждения самого оборудования.
• Счетчики электроэнергии на каждом отдельном выводе. Помимо мониторинга и защиты от перегрузки, просто полезно знать ответы на вопросы: «А сколько потребляет наша инфраструктура? Не пора ли как-нибудь оптимизировать энергопотребление?» – и так далее.
• Задаваемая очередность включения для запуска оборудования в нужном порядке. В первую очередь для защиты от пиковой нагрузки за счет распределения во времени пусковых токов. Также может использоваться как средство упорядочивания включения оборудования, то есть сначала можно только включить коммутаторы, потом дисковые «полки», за ними – модули управления хранилищами, серверы и так далее.
• Автоматический ввод резерва (АВР). Для реализации этой функции требуются две линии электроснабжения, подключенные к двум вводам. При пропадании или ухудшении характеристик электропитания на одной из линий устройство автоматически переключается на другую. Для потребителей этот процесс происходит прозрачно и безболезненно, то есть без отключения.
• Удаленное управление питанием отдельных выводов. Этой функции посвящен раздел ниже.

Также к безусловно полезным функциям можно отнести:

• удобный графический веб-интерфейс;
• интерфейс командной строки CLI при подключении через SSH;
• наличие синхронизации системного времени по протоколу NTP;
• наличие возможности обновления встроенного программного обеспечения;
• мониторинг и оповещение о критическом состоянии. В том числе при достижении высокой отметки потребления мощности. Например, по протоколам SNMP v1/2c и SNMP v3;
• возможность обновления встроенного ПО.

О функциях приятных, но избыточных

Иногда устройствам придают некоторые функции, которые в принципе полезны, но при ближайшем рассмотрении являются не такими уж важными и вызывают неоднозначное мнение. Например, мне лично нравится идея с розетками IEC LOCK, имеющими простую защиту от случайного выдергивания кабеля из разъема на выводах. Но, к сожалению, за все приходится платить.

Применение такого разъема по сравнению с обычным IEC C14 ведет к удорожанию устройства. Помимо этого, нужно использовать более дорогие кабели. Разумеется, комплект кабелей прилагается вместе с устройством, но и за эту полезную функцию тоже заплатит потребитель. Если же нужны кабели другой длины, приходится приобретать их отдельно.

Еще одна, на первый взгляд неплохая идея – снабжать подобные устройства встроенным коммутатором. Действительно, можно обеспечить некоторый выигрыш, когда после подключения устройства управления можно использовать его встроенные Ethernet-порты. Но это снова ведет к удорожанию в целом, мало того, система получает дополнительную точку отказа в виде этого мини-коммутатора. В итоге покупатель скорее проиграл, чем выиграл.

Сюда же можно отнести всевозможные GSM-модемы, встроенный Wi-Fi-модуль и другие замечательные вещи. Не стоит забывать, что это в итоге все равно трата дополнительных денег и еще одна точка отказа.

Порой достаточно странно выглядят попытки внедрить как можно больше дополнительных опций. Например, расширенные функции климат-контроля, сбора информации об оборудовании, подключение всевозможных реле и других занятных вещей.

Такое вот желание создать SkyNet из фильма «Терминатор» на базе обычного устройства удаленного контроля электропитания.

Для таких целей есть специализированные решения со своими периферийными датчиками, программами обработки информации и так далее. Подход по принципу «все-в-одном» далеко не всегда оправдан.

Поэтому всегда стоит задавать себе вопросы: «За что в итоге предлагают заплатить покупателю? И есть ли возможность выбрать более надежный или экономичный вариант?»

Зачем нужна сертификация

Среди разработчиков новых технологий принято считать, что всевозможные требования сертификации и лицензирования исходят от бюрократизации общества, но отнюдь не от здравого смысла.

Однако защита электропитания чаще всего связана с другими аспектами: охраной труда и правилами техники безопасности. При неправильной работе электрооборудования возможны любые трагические последствия, в том числе пожар, поражение людей электрическим током и другие.

Поэтому будем считать, что, если фирма-разработчик не удосужилась получить соответствующий документ, это говорит об отношении к потребителю в плане обеспечения его безопасности.

Описание устройств удаленного управления электропитанием

Прежде чем перейдем к описанию устройств, я хотел бы отметить одну деталь.

Многие функции повторяются в каждом устройстве. Например, управление через веб-интерфейс, возможность отключения выводов и так далее. Каждый раз перечислять эти пункты нет смысла. Вместо этого предлагаю остановиться на деталях, которые мне показались интересными.

Если же нужны дополнительные подробности, в разделе Источники можно найти ссылки и сравнить те или иные возможности устройств.

NetPing 8/PWR-220 v3/SMS

Это достаточно известное устройство, претендующее на уровень промышленного оборудования [2]. На самом деле возможностей для управления электропитанием у него не так много. Ниже представлены, на мой взгляд, наиболее интересные, удачные и неудачные функции.

Двустороннее расположение вводов и выводов. Сразу и не поймешь, где вид спереди, а где – сзади (см. рис. 1 и 2). Честно говоря, достаточно странное инженерное решение. В обычном исполнении лицевая панель с элементами управления находится спереди, а кабели вводов и выводов – сзади. Это позволяет решить многие проблемы, в том числе при организации «горячего коридора». По-видимому, разработчики NetPing либо не знакомы с этой концепцией, либо не считают нужным ей следовать. К сожалению, монтажникам или системным администраторам придется решать вопрос, где приобрести кабели большей длины и как протянуть их на тыльную сторону через серверный шкаф, плотно набитый оборудованием.

Рисунок 1. NetPing 8/PWR-220 v3/SMS – вид со стороны 1

Рисунок 2. NetPing 8/PWR-220 v3/SMS – вид со стороны 2

Whatchdog для автоматической перезагрузки зависшего оборудования. Смысл данной функции в постоянном опросе указанных IP-адресов по протоколу ICMP. При отсутствии ответа модуль управления автоматически перезагружает подключенное к нему клиентское устройство, выключая и включая питание на нужном выводе. На мой взгляд, наличие такой функции выглядит полезным приобретением.

Автоматический ввод резерва существует, но при переключении происходит отключение питания. Цитата из документации: «Все переключения между вводами происходят с двухсекундным отключением питания на группе каналов». Фактически можно сказать, что АВР нет. Разумеется, даже в этом случае не нужно пешком отправляться в серверную переключать провода, но смысл от «ввода резерва» теряется почти полностью.

Два порта Ethernet на корпусе устройства. Как уже писал выше, это довольно сомнительная функция. Выгоды в плане увеличения портов практически нет, зато есть еще одна точка отказа в виде встроенного коммутатора.

Удаленное включение-выключение устройств (выводов) посредством SMS. Честно говоря, данная функция выглядит несколько сомнительно, потому что мобильная связь в серверных работает плохо. Сказываются и обилие помех, и специфичное размещение (в подвале или другом обособленном месте), и возможное наличие экранирования из-за требований к безопасности.

Дополнительные функции. Стоит отметить широкие возможности интеграции с другими продуктами компании NetPing – всевозможными средствами контроля окружающей среды: датчиками дыма, температуры, влажности, модулями управления кондиционерами, отоплением, открытием дверцы шкафа и так далее.

Рисунок 3. Окно веб-интерфейса NetPing 8/PWR-220 v3/SMS

Разработчики NetPing 8/PWR-220 v3/SMS предприняли очень интересную попытку создать универсальную основу для «умного дома», точнее для контроля над климатом в серверной. Но специфичные вопросы управления электропитанием, такие как защита от КЗ и перегрузки, учет энергопотребления, остались на втором плане.

Наличие сертификатов. Есть сертификат электробезопасности для группы устройств, в том числе и NetPing 8/PWR-220 v3/SMS для стран Таможенного союза.

Resilient Power Control Module (RPCM) от компании «АРСИЭНТЕК»

В случае c Resilient Power Control Module, или для краткости RPCM, нужно говорить именно о целой продуктовой линейке для удаленного контроля электропитания [3].

На данный момент существует три устройства, точнее три модификации.

Рисунок 4. Модель RPCM 1502 на 16 ампер

Модель RPCM 1502:

• входящий ток до 16 А;
• подключается двумя разъемами IEC-320-C20;
• имеет расширенные функции управления вводами, в том числе отключение ввода, включение и идентификацию для определения местоположения;
• имеет автоматический ввод резерва (АВР) – при пропадании или ухудшении характеристик электропитания на одном из вводов устройство автоматически переключает потребителей на другой ввод без прерывания подачи электропитания.

Модель RPCM 1532:

• входящий ток до 32 А;
• подключается двумя разъемами 2P+E 32A 250V на 32 А;
• имеет расширенные функции управления вводами, в том числе отключение ввода, включение и идентификацию для определения местоположения;
• имеет автоматический ввод резерва (АВР).

Рисунок 5. Модель RPCM 1532 на 32 ампера

Модель RPCM 1563 (также Mining Edition, ME):

• входящий ток до 63 А;
• подключается одним разъемом 2P+E 63A 250V на 63 A;
• не имеет автоматического ввода резерва (АВР).

Рисунок 6. Модель RPCM ME (1563) на 63 ампера

Данные устройства (за исключением Mining Edition с одним вводом, у которого нет АВР) имеют полный набор из перечня «Безусловно полезные функции», описанного в начале статьи. То есть клиент не переплачивает за то, что ему скорее всего не пригодится, но при этом имеет все необходимое для управления электропитанием.

Но мне, в свою очередь, хочется отметить две вещи.

Информационный дисплей на лицевой панели. Помимо того, что просто красиво смотрится, он может демонстрировать:

• напряжение в вольтах;
• силу тока в амперах;
• значение мощности в ваттах;
• IP-адрес;
• MAC-адрес;
• серийный номер;
• серийное имя (словесный аналог серийного номера).

Кроме этого, на лицевой панели размещены индикаторы вводов и выводов с цветовой дифференциацией сигнала. То есть по цвету можно определить состояние ввода или вывода и сразу понять, что нужно делать.

На задней панели рядом с номерами выводов и вводов находятся светодиодные индикаторы, помогающие определить состояние и местоположение нужного ввода или вывода.

Высокая плотность управляемых выводов электропитания со счетчиками электроэнергии на 1U. Особенно если речь заходит о системах с АВР – здесь у RPCM практически нет равных. Требования к безопасности и охране труда в RPCM стоят на первом месте. Это видно и по толщине кабелей, и по типу используемых разъемов, и по количеству полученных сертификатов.

Рисунок 7. Веб-интерфейс моделей RPCM 1502 (16 A) и RPCM 1532 (32 A)

Рисунок 8. Веб-интерфейс модели RPCM ME (1563) на 63 A

Сертификаты. Компания «АРСИЭНТЕК» серьезно подошла к этому вопросу. На данный момент есть необходимые сертификаты пожарной и электробезопасности Таможенного союза, а также документы, подтверждающие соответствие директиве 2014/30/EU об электромагнитной совместимости и директиве 2014/35/EU о низковольтном оборудовании для стран Евросоюза.

RPowerNode 8PDU от компании «Интеллект Модуль» [4]

При первом взгляде данное устройство чем-то напоминает рассмотренный ранее RPCM – c 8 выводами вместо 10 и без дисплея на внешней панели.

Однако при более детальном изучении становится ясно, что это устройство совсем другого класса, с гораздо меньшими возможностями в области защиты электропитания.

Отличительные особенности:

Функции по контролю окружающей среды:

• возможность подключения двух дискретных датчиков типа «сухой» контакт;
• возможность контроля параметров окружающей среды: температура, влажность, давление, при помощи дополнительных датчиков, приобретаемых отдельно.

Контроль подключенного оборудования. В случае выявления проблем с доступом по сети производится «холодный перезапуск» временным снятием электропитания. Вот эта функция показалась мне интересной.

Нет автоматического ввода резерва. У данного устройства один ввод. То есть функция АВР не реализуема в принципе.

Выводы расположены спереди, а единственный ввод – сзади. Тоже не самое удачное решение. Похоже на случай с NetPing 8/PWR-220 v3/SMS, только в более логичном исполнении. Остается посочувствовать монтажникам или сисадминам, которые будут протаскивать через стойку либо толстый провод от ввода, либо восемь более тонких кабелей выводов.

Розетки выводов выполнены по технологии IEC LOCK. Об этом я уже писал выше. Кратко данный пункт можно охарактеризовать так: хорошо, но дорого.

Рисунок 9. Лицевая панель RPowerNode 8PDU от компании «Интеллект Модуль»

Рисунок 10. Задняя панель RPowerNode 8PDU от компании «Интеллект Модуль»

Также «Интеллект Модуль» предлагает (опционально) модификацию RPowerNode 8PDU с максимальной суммарной входной мощностью до 6,6 кВт и предельным током на вводе 30 А. То есть речь о полноценной линейке не идет, но вот в качестве исключения такое возможно. Настораживает отсутствие системного подхода к продвижению данной модификации. Эксклюзивные варианты в некоторых случаях имеют свои преимущества, но все это сильно может осложнить эксплуатацию. В первую очередь покупатели рискуют по прошествии времени остаться без запчастей к редкому оборудованию.

Но самое интересное я оставил «на десерт».

Для защиты от перегрузок и коротких замыканий используются ПЛАВКИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ.

Для современных электронных систем управления электропитанием такой вариант выглядит прямо-таки антикварным решением.

Представьте себе, насколько это неудобно. То есть когда сработала защита и отключился один из выводов, нужно не только проследовать в серверную для отключения сбойного оборудования, но и вручную заменить предохранитель.

Во-первых, такие действия должны выполнять люди, имеющие определенный допуск к подобным работам. Это регламентируется общими, а также отраслевыми инструкциями и другими нормативными документами.

При использовании электронной защиты, как, например, у RPCM, достаточно послать любого сотрудника в серверную с указанием выдернуть нужный кабель. В случае с ручной заменой электрических компонентов нужно обращаться к дежурному технику или инженеру с допуском к выполнению соответствующих ремонтных работ. Если игнорировать данное требование, это может привести к травмам и гибели от высокого напряжения, а также к большим штрафам за несоблюдение правил техники безопасности и других нормативных документов.

Во-вторых, такой «ручной интерфейс» не защищен от «человеческого фактора» (см. рис. 9). Можно запросто заменить не тот предохранитель, отключив вместо сбойного исправно работающее оборудование.

Ну и, наконец, третий, самый интересный, на мой взгляд, вопрос: «Где брать предохранители?»

У производителя? А он будет их выпускать, продавать через два, три, четыре года, пять лет? И они всегда будут на складе, так, чтобы оплатил и тут же забрал? А как их получать в удаленных регионах?

Где без проблем справляется электроника, человеческий фактор создает массу вопросов. И, конечно, создается поле для деятельности «любителей сэкономить», предлагающих заменить по мере выхода фирменные плавкие предохранители на суррогатные «жучки», разумеется, с полной потерей смысла в такой «защите».

Сертификаты. Данные о наличии или отсутствии выяснить не удалось.

Рисунок. 11. Окно веб-интерфейса RPowerNode 8PDU от компании «Интеллект Модуль»

Сравнение и рекомендации

При сравнении устройств обычно используют методику цена/качество, но в этот раз такой вариант не получится.

Управление электропитанием – не та вещь, на которой следует экономить. От этого может зависеть человеческая жизнь.

Но это не единственные потери. Потеря данных в результате сбоя по питанию может весьма ощутимо подорвать бизнес. Помимо всего прочего, доступные функции у наших устройств очень сильно отличаются. Фактически это очень разные устройства.

Поэтому стоит принять во внимание другие показатели. Среди них: бесперебойное обслуживание, удобство управления, экономия места в стойке.

Утилизация выводов и экономия в стойке

Давайте рассмотрим эффективность применения с точки зрения использования портов (выводов), а также единиц в стойке.

Здесь нам поможет такой показатель, как средняя допустимая мощность на один вывод. Вычисляется как суммарная мощность, деленная на количество выводов.

Рассчитаем среднюю допустимую мощность на один вывод для RPowerNode 8PDU или NetPing 8/PWR-220 v3/SMS.

Заявленная суммарная мощность – 3500 Вт. Количество портов – 8. Средняя допустимая мощность на один порт в этом случае – 3500/8=437,5 Вт.

Современные серверы обычно поставляются с блоками питания на расчетную мощность от 500 до 1000 Вт. В среднем серверный блок питания рассчитан на 600-800 Вт.

То есть 437,5 Вт в целом для серверов довольно мало. Можно, конечно, использовать не все порты, в этом случае можно задействовать большую мощность для оставшихся.

Это значит, что из восьми портов NetPing 8/PWR-220 v3/SMS и RPowerNode 8PDU в случае с серверным оборудованием чаще всего будет задействовано только пять.

В случае, когда подключаются мощные серверы с четырьмя процессорами, утилизация портов на устройстве управления питанием будет еще меньше – три-четыре используемых порта.

Если же говорить о питании сетевого активного оборудования и так далее, то здесь ситуация с точностью до наоборот – 437,5 Вт слишком много для большинства случаев.

Можно, конечно, использовать различные PDU в качестве разветвителей, но тогда теряется весь смысл использования устройств гибкого управления питанием.

Однако «Интеллект Модуль» предлагает в качестве исключения (опционально) модификацию RPowerNode 8PDU с максимальной суммарной входной мощностью до 6,6 кВт и предельным током на вводе 30 А.

То есть средняя допустимая мощность на один вывод в этом случае будет выше и составит 825 Вт (6,6 кВт/8=825 Вт). Это уже более подходящий вариант для питания серверов.

В случае с RPCM дело обстоит проще.

Нужно отметить тот факт, что только у RPCM есть полная линейка продуктов. Кроме того, у RPCM самая высока плотность выводов – 10 на устройство.

Рассчитаем среднюю допустимую мощность на один вывод для всех трех моделей.

Для младшей модели RPCM 1502 на 16 А. Суммарная мощность 16 А*220 В = 3520 Вт.

Количество портов – 10. Средняя допустимая мощность на один порт в этом случае – 352 Вт.

Для средней модели RPCM 1532 на 32 А этот же показатель будет равен 704 Вт. Для RPCM ME (модель 1563) на 63 А – 1386 Вт.

К одному устройству NetPing 8/PWR-220 v3/SMS можно подключить пять мощных серверов (см. выше) с блоками питания ~700 Вт. В итоге: один модуль RPCM 1532 заменяет два NetPing 8/PWR-220 v3/SMS. Таким образом, управление электропитанием на базе RPCM можно выстроить по более эффективной схеме:

• Младшая модель подойдет для сетевого и другого вспомогательного оборудования, а также для небольших серверов, например 1U, c одним-двумя процессорами.
• Для защиты серверов и другого оборудования с более высоким потреблением тока лучше использовать модель 1532 на 32 ампера.
• Если нужно питать энергоемкое оборудование, например вычислительный кластер или ферму для майнинга, то имеет смысл использовать модель RPCM ME c высокой мощностью на один порт.

Что выбрать для защиты ИТ-инфраструктуры?

Поскольку устройства очень разные, то ставить их в один ряд было не совсем верно. В итоге все зависит от специфики задач.

Однако я настоятельно не рекомендую использовать вариант с плавкими предохранителями, в том числе RPowerNode 8PDU от компании «Интеллект Модуль». Это не просто «вчерашний день», это еще и целый ряд вопросов, которые так или иначе нужно решать.

Если рассматривать о NetPing 8/PWR-220 v3/SMS, то данный продукт создавался для решения несколько иных задач, нежели гибкое управление электропитанием. На него стоит посмотреть с другой стороны – как на некое универсальное оборудование для контроля за помещением в целом с некоторыми функциями управления электропитанием. Это не значит, что NetPing 8/PWR-220 v3/SMS не заслуживает внимания. Просто это устройство для другой области применения.

Проще говоря, это «конструктор», чтобы строить универсальную систему управления из «кирпичиков». Хотите систему оповещения о вторжении – пожалуйста, нужен климат-контроль – нет проблем. Однако функции именно для поддержания бесперебойной подачи электропитания и контроля важных параметров в данной сфере у NetPing ограничены.

На мой взгляд, для организации удаленного управления электропитанием и контроля работы лучше всего подходит именно RPCM – Resilient Power Control Module.

Это модельный ряд, позволяющий гибко выстраивать управление электропитанием в самых разных ситуациях: в серверной, ЦОД или даже ферме для майнинга в загородном доме.

1. Бережной А. Некоторые вопросы хранения документов. Непрерывность информационной цепочки. // «Системный администратор», № 3, 2017 г. – URL: http://samag.ru/archive/article/3396.
2. Страничка продукта RPowerNode 8PDU – http://www.netping.ru/products/netping-8-pwr-220-v3-sms.
3. Сайт продукта RPCM – https://rpcm.pro/ru.
4. Страничка «Интеллект Модуль» – http://intellect-module.ru/products/upravlenie-elektropitaniem/r-power-node-8pdu.html.
5. Статья «Сетевое напряжение» в Википедии – https://ru.wikipedia.org/wiki/Сетевое_напряжение.

Ключевые слова: управление электропитанием, защита ИТ-инфраструктуры.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи