Lựa chọn tủ rack cho trung tâm dữ liệu

Trước đây, hệ thống tủ chứa thiết bị (tủ rack) trong trung tâm dữ liệu (TTDL) chỉ được xem như một sản phẩm đơn giản để sắp xếp và tổ chức các thiết bị khác như máy chủ và thiết bị CNTT... Ngay cả hiện nay, khi nhu cầu thẩm mỹ và tính hiện đại của TTDL ngày càng được chú trọng, một số nhà quản trị vẫn nghĩ tủ rack chỉ là vật trang trí bên trong TTDL. Trên thực tế, tủ rack là một sản phẩm được thiết kế với công nghệ hiện đại, giúp nâng cao hiệu quả của các thiết bị được chứa bên trong và cải thiện đáng kể năng suất làm việc của các nhân sự trong TTDL.

Hệ thống tủ chứa thiết bị là một tài sản chiến lược, một thành phần đóng vai trò quan trọng trong mọi  TTDL. Nếu được thiết kế và lắp đặt hợp lý, tủ rack sẽ hỗ trợ việc lắp đặt/thay đổi các thiết bị trong hạ tầng vật lý của hệ thống được nhanh chóng và linh hoạt hơn, đồng thời tăng cường khả năng giám sát và quản lý môi trường hoạt động của thiết bị.

Vấn đề hiện tại
Hiện nay, nhiệm vụ chủ yếu của các nhà quản trị là phải đảm bảo TTDL có thể hoạt động được liên tục 24/7/365. Ngoài ra, dung lượng lưu trữ và hiệu suất của TTDL cũng là những vấn đề đang được quan tâm.

Sự ra đời của các thế hệ máy chủ và thiết bị mạng mật độ cao mới đã làm tăng nhanh số lượng/mật độ thiết bị bên trong tủ rack và mức tiêu thụ năng lượng tổng thể của hệ thống. Mật độ năng lượng trong từng tủ rack đã tăng từ 6 kW trong năm 2006 lên đến 8 kW trong năm 2012 và được dự đoán sẽ tăng lên 12 kW trong năm 2014 (theo Data Center Users Group).

Các nhà quản trị TTDL ngày càng quan tâm đến những hệ thống tủ rack cao hơn, sâu hơn, rộng hơn nhằm cung cấp nhiều không gian tổ chức và quản lý thiết bị, thích ứng tốt với những hệ thống CNTT mật độ cao. Ngoài ra, các giải pháp phân phối nguồn và quản lý nhiệt độ cũng được xem xét nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng điện của thiết bị bên trong các hệ thống mật độ cao.

Số lượng thiết bị tăng thêm trong các hệ thống mật độ cao gây phát sinh rất nhiều dây nguồn và cáp mạng bên trong tủ. Nếu số lượng lớn thiết bị, dây nguồn và cáp mạng này không được tổ chức tốt, sẽ hạn chế khả năng thao tác và quản lý hệ thống của các nhà quản trị. Ngoài ra, do không có đủ không gian trống bên trong, các luồng khí nóng sẽ không thể thoát ra ngoài dẫn đến tình trạng quá tải nhiệt độ trên thiết bị.

Độ ẩm và nhiệt độ cao bên trong tủ rack dễ dàng gây ra những sự cố đối với thiết bị trong TTDL. Theo một phân tích của Ponemon Institute, một phút TTDL không vận hành gây thiệt hại chi phí xấp xỉ 5.600 USD cho doanh nghiệp. Theo đó, nếu hệ thống gặp một sự cố và không thể vận hành trong 90 phút, chi phí trung bình sẽ lên tới 504.000 USD. Thiệt hại gây ra bởi những sự cố này buộc các nhà quản trị phải tìm ra những phương thức giúp hệ thống có thể vận hành một cách liên tục. Việc tổ chức tốt hạ tầng vật lý, tối ưu hóa khả năng lưu chuyển các luồng không khí nóng/lạnh và giám sát môi trường thông qua màn hình cảm biến được tích hợp ở mặt trước tủ là một trong những giải pháp cần được nhà quản trị cân nhắc.

An ninh cũng là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu trong TTDL. An ninh ở đây không chỉ là an ninh về mặt thông tin trong hệ thống mạng, mà còn là việc bảo vệ thiết bị khỏi những rủi ro và hư hỏng về mặt vật lý. Chính vì thế, hệ thống khóa bảo vệ ở cửa trước/sau và cửa hông tủ rack đã trở thành một trong những tiêu chuẩn không thể thiếu khi lựa chọn hệ thống tủ chứa thiết bị trong TTDL.

Xu hướng tương lai
Nhu cầu nâng cao hiệu suất hoạt động và bảo đảm độ tin cậy của hệ thống chứa thiết bị trong TTDL đã và đang thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất sản phẩm này. Các tủ rack được thiết kế ngày càng tiện dụng nhằm hỗ trợ cho việc lắp đặt thiết bị được dễ dàng và nhanh chóng hơn. Hiện tại, việc lắp đặt/tháo gỡ các thiết bị bên trong tủ rack không đòi hỏi nhân sự thực hiện phải có bất kỳ kỹ năng đặc biệt nào, cũng không cần bất kỳ thiết bị chuyên môn nào hỗ trợ. Ưu điểm này giúp việc lắp đặt hoặc thay đổi thiết bị trong các TTDL hiện nay được tiến hành nhanh chóng và dễ dàng hơn bao giờ hết.

Do sự gia tăng về số lượng của các thiết bị hoạt động bên trong TTDL, các loại tủ rack kích thước lớn với chiều cao từ 42U trở lên (1U = 44,45 mm) ngày càng được sử dụng nhiều hơn và đang trở nên phổ biến trong các TTDL trên toàn thế giới.

Các loại thiết bị rack-mount cũng được sản xuất với chiều sâu ngày càng lớn hơn. Nếu như trước đây, các loại máy chủ rack-mount có thể dễ dàng lắp được vào các tủ rack sâu 1.000 mm thì đến hiện tại, việc lắp đặt các loại máy chủ phiến (blade server) đòi hỏi chiều sâu của tủ rack phải là 1.200 mm.

Sự ra đời của các loại thiết bị tản nhiệt bên hông cũng yêu cầu những nhà sản xuất tủ rack phải thay đổi kích thước sản phẩm cho phù hợp. Các loại tủ rack với chiều ngang lên đến 1.000 mm đã xuất hiện và ngày càng trở nên phổ biến trên thị trường. Những loại tủ này hỗ trợ nhiều khoảng không hơn ở hai bên hông thiết bị, giúp các luồng không khí nóng/lạnh có thể di chuyển ra/vào thiết bị dễ dàng hơn. Tuy nhiên, trong những trường hợp này, việc lắp đặt thêm một vài phụ kiện đặc biệt bên trong tủ để bảo đảm các luồng không khí nóng/lạnh có thể di chuyển đúng hướng là cần thiết.

Tủ rack được sắp xếp theo mô hình lối lưu thông không khí nóng/lạnh giúp đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ cho các thiết bị bên trong. Đây là mô hình phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay, tạo ra những lối lưu thông riêng biệt cho các luồng khí nóng/lạnh trong TTDL. Theo mô hình này, hệ thống tủ rack trong TTDL sẽ được sắp xếp thành những dãy song song sao cho mặt trước và mặt sau của các dãy tủ lần lượt nằm đối diện nhau, hình thành lối lưu thông không khí lạnh (ở giữa hai dãy có mặt trước đối diện nhau) và lối lưu thông không khí nóng (ở giữa hai dãy có mặt sau đối diện nhau). Nhờ đó, luồng không khí nóng thoát ra và luồng không khí lạnh đi vào thiết bị không bị trộn lẫn vào nhau, từ đó nâng cao hiệu suất của giải pháp tản nhiệt, đồng thời tiết kiệm năng lượng tiêu thụ từ các thiết bị làm lạnh.

Yếu tố cần quan tâm
Vấn đề cần được quan tâm nhất khi triển khai hệ thống tủ chứa thiết bị trong TTDL chính là tính linh hoạt và khả năng thích ứng cao. Nhu cầu của khách hàng ngày càng phát triển và đa dạng, ngành công nghiệp tủ rack cũng vì thế mà phát triển theo. Tính linh hoạt và khả năng thích ứng cao của hệ thống tủ chứa thiết bị giúp các nhà quản trị nhanh chóng và dễ dàng phản ứng với những thay đổi trong hạ tầng và ứng dụng trong TTDL. Sau đây là một vài yếu tố cần được xem xét khi triển khai hệ thống tủ chứa thiết bị trong TTDL:

He thong tu rack

  • Tải trọng: Tải trọng là yếu tố cần được quan tâm đầu tiên khi lựa chọn tủ rack. Dựa vào số lượng máy chủ, thiết bị, phụ kiện, hệ thống cáp mạng và nguồn thường được sử dụng ở mỗi tủ rack trong TTDL, các nhà quản trị nên cân nhắc lựa chọn các loại tủ có tải trọng tối thiểu 1000 kg hoặc 1350 kg với những tủ chứa các thiết bị nặng.
  • Thanh treo thiết bị 19”: Hệ thống thanh treo phải dễ dàng điều chỉnh để tương thích với chiều sâu của thiết bị. Các thanh treo phải được thiết kế linh hoạt bảo đảm lắp đặt được hệ thống cáp cho các thiết bị mạng bên trong.
  • Hệ thống cửa: Hệ thống cửa yêu cầu có khóa bảo vệ và được đột lỗ cho độ thông thoáng 64% hoặc cao hơn để cung cấp đủ lượng không khí đi vào và đi ra thiết bị bên trong tủ. Hệ thống cửa trước/sau cũng nên có khả năng đổi chỗ cho nhau nhằm giúp người sử dụng linh hoạt hơn trong việc triển khai lắp đặt hệ thống tủ, đặc biệt là trong các không gian chật hẹp. Các tùy chọn về khóa bảo vệ bằng chìa, mật mã hoặc điện tử cũng nên được cân nhắc kỹ lưỡng.
  • Cửa hông: Nên sử dụng các loại cửa hông có thiết kế hai phần trên/dưới, giúp dễ dàng lắp đặt và thao tác hơn các loại cửa hông một tấm cồng kềnh trước đây. Hệ thống cửa hông này cũng nên được lắp đặt khóa bảo vệ giống như cửa trước và sau.
  • Nóc tủ: Cần sử dụng những loại tủ có thiết kế các đường cáp vào ở nóc. Các đường cáp vào này phải cung cấp đủ không gian cho tối thiểu 1.500 sợi cáp Cat. 5 hoặc thậm chí là 2.500 sợi đối với các loại tủ chuyên dụng. Những tấm che trên nóc tủ cũng cần được quan tâm nhằm hạn chế bụi và tăng hiệu quả của các giải pháp tản nhiệt trong tủ. Ngoài ra, các nhà quản trị cũng cần quan tâm tới việc lắp đặt hệ thống thang/máng cáp vào nóc tủ sao cho dễ dàng và hiệu quả.
  • Tính an toàn: Nên sử dụng các giải pháp như kết nối tủ với nhau, cố định tủ xuống sàn hoặc lắp đặt thiết bị chống nghiêng để bảo đảm khả năng an toàn của hệ thống trước những nguy cơ vật lý. Yếu tố này đặc biệt quan trọng ở các khu vực có khả năng xảy ra địa chấn cao, hệ thống tủ phải thật vững chắc trước những trận động đất có thể xảy ra.
  • Phụ kiện: Để hệ thống tủ chứa thiết bị trong TTDL phát huy được hết hiệu quả và tính năng của mình, các loại phụ kiện cần được các nhà quản trị quan tâm và sử dụng. Hiện tại trên thị trường các nhà sản xuất tủ rack cung cấp phụ kiện với đầy đủ kích thước và đa dạng về chủng loại. Tuy nhiên chúng ta có thể phân loại chúng thành ba loại phụ kiện chính: phụ kiện hỗ trợ lắp đặt thiết bị (khay cố định, khay trượt...); phụ kiện hỗ trợ quản lý cáp (thanh quản lý cáp ngang, thanh quản lý cáp đứng...); phụ kiện hỗ trợ định hướng không khí (quạt tản nhiệt, thanh lắp khoảng trống...).

Kết luận
Khi được thiết kế và lắp đặt đúng cách, hệ thống tủ chứa thiết bị chính là nền tảng giúp tăng cường hiệu suất và tính sẵn sàng cao cho hệ thống CNTT; một tài sản mang tính chiến lược trong việc đảm bảo độ tin cậy của TTDL. Khi triển khai hệ thống tủ rack, các nhà quản trị TTDL nên lựa chọn những nhà sản xuất có cung cấp đầy đủ những giải pháp toàn diện như: hệ thống quản lý cáp và nhiệt độ, hệ thống hỗ trợ lắp đặt… để bảo đảm hệ thống tủ rack có thể mang lại giá trị cao nhất cho TTDL.

Các nhà quản trị cũng cần thận trọng trong việc cân nhắc kích thước tủ rack, vì các thiết bị CNTT đang được sản xuất với kích thước ngày càng lớn hơn trước. Việc lựa chọn kích thước tủ rack cần dựa trên tính linh động và khả năng tương thích với các thiết bị trong hệ thống, bảo đảm độ tin cậy và chi phí đầu tư thấp nhất, bao gồm cả những chi phí có khả năng phát sinh trong tương lai như xử lý sự cố, thiệt hại... Điều này giúp các nhà quản trị TTDL yên tâm rằng một khi được triển khai, hệ thống tủ rack mới sẽ không chỉ đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu ở thời điểm hiện tại mà còn cho cả trong tương lai.

Nguyễn Thanh Tuấn - Tầm nhìn mạng số 4
Theo Emerson Network Power