156 lines
6.7 KiB
Markdown
156 lines
6.7 KiB
Markdown
# 🏭 Datová centra
|
||
|
||
## Tier klasifikace (TIA-942 / Uptime Institute)
|
||
|
||
| Tier | Dostupnost | Downtime / rok | Redundance |
|
||
|------|-----------|----------------|------------|
|
||
| **Tier I** | 99.671 % | 28.8 h | N — bez redundance |
|
||
| **Tier II** | 99.741 % | 22.7 h | N+1 — redundantní komponenty |
|
||
| **Tier III** | 99.982 % | 1.6 h | N+1 — současně udržovatelné |
|
||
| **Tier IV** | 99.995 % | 26.3 min | 2N+1 — fault tolerant |
|
||
|
||
## Klíčové subsystémy
|
||
|
||
| Systém | Popis |
|
||
|--------|-------|
|
||
| **Power** | UPS, generátory (diesel), ATS, PDU, redundantní přívody (A/B feed) |
|
||
| **Cooling** | CRAC/CRAH, chilled water, free cooling, containment (hot/cold aisle) |
|
||
| **Fyzická bezpečnost** | Kamerový systém, biometric access, mantrap, bezpečnostní zámky racků |
|
||
| **Cabling** | Structured cabling (Cat6A/7/8, OM3/OM4 single-mode fiber), patch panely |
|
||
| **Fire suppression** | Poplach, inertní plyny (Novec, FM-200), VESDA (very early smoke detection) |
|
||
| **Monitoring** | DCIM (Data Center Infrastructure Management), SNMP, BMS (Building Management System) |
|
||
|
||
## Aisle containment
|
||
|
||
```
|
||
┌────────────────────────────────────┐
|
||
│ Rack Row │
|
||
│ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ │
|
||
Cold │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ Cold
|
||
Aisle <──│ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘ ──> Aisle
|
||
│ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ │
|
||
Hot │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ Hot
|
||
Aisle ──>│ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘ <── Aisle
|
||
└────────────────────────────────────┘
|
||
```
|
||
|
||
## Environmental třídy (ASHRAE TC 9.9)
|
||
|
||
ASHRAE Technical Committee 9.9 definuje teplotní a vlhkostní obálky pro IT zařízení v DC.
|
||
|
||
| Třída | Teplota (doporučeno) | Teplota (allowable) | Použití |
|
||
|-------|---------------------|---------------------|---------|
|
||
| **A1** | 18-27 °C | 15-32 °C | Enterprise DC, přísná kontrola |
|
||
| **A2** | 18-27 °C | 10-35 °C | Běžné DC |
|
||
| **A3** | 18-27 °C | 5-40 °C | Volnější prostředí |
|
||
| **A4** | 18-27 °C | 5-45 °C | Maximální úspora chlazení |
|
||
| **H1** | 18-22 °C | 5-25 °C | High-density air-cooled (AI/ML) |
|
||
|
||
- 5. edice (2021) přidala třídu H1 pro high-density a rozšířila liquid cooling W-třídy (W17, W27, W32, W40, W45, W+)
|
||
- 2024: nové S-třídy pro Technology Cooling System (TCS) chlazení kapalinou
|
||
- Vlhkost: doporučeno −9 °C DP až 70 % RH (při nízkých polutantech); max 50 % RH při vysoké korozivitě
|
||
|
||
## Power
|
||
|
||
### Power chain
|
||
|
||
```
|
||
Grid ──> UPS ──> PDU ──> Rack PDU ──> Server PSU
|
||
│
|
||
└──> Generator (ATS přepíná při výpadku)
|
||
```
|
||
|
||
### Power calculation
|
||
|
||
```
|
||
Total Power = Σ(P_server + P_storage + P_network + P_cooling + P_losses)
|
||
|
||
P_server = P_idle + (P_max - P_idle) × Utilization%
|
||
P_cooling = P_IT / PUE
|
||
|
||
Příklad:
|
||
100 serverů × 500 W (avg) = 50 kW IT load
|
||
PUE = 1.5 → celkem 75 kW
|
||
UPS + generátor → dimenzováno na 75 kW × 1.2 (safety factor) = 90 kW
|
||
```
|
||
|
||
### PUE (Power Usage Effectiveness)
|
||
|
||
```
|
||
PUE = Total Facility Energy / IT Equipment Energy
|
||
```
|
||
|
||
| PUE | Efektivita | Typ |
|
||
|-----|-----------|-----|
|
||
| 1.0-1.1 | Vynikající | Hyperscale (Google, Meta) |
|
||
| 1.1-1.3 | Velmi dobrý | Moderní DC |
|
||
| 1.3-1.6 | Dobrý / průměr | Enterprise DC |
|
||
| 1.6-2.0 | Podprůměr | Starší DC |
|
||
| >2.0 | Špatný | Legacy |
|
||
|
||
### 3-phase vs Single-phase
|
||
|
||
| Vlastnost | Single-phase (230 V) | 3-phase (400 V) |
|
||
|-----------|---------------------|-----------------|
|
||
| **Napětí** | 230 V (L-N) | 230/400 V (L-N/L-L) |
|
||
| **Výkon per feed** | ~7.4 kW (32 A) | ~22 kW (32 A, 3-f) |
|
||
| **Efektivita** | Nižší (více ztrát) | Vyšší (nižší proud) |
|
||
| **Use case** | Menší racky, office | Standard v DC, high-density |
|
||
| **PDU** | Single-phase (C13/C19) | 3-phase (C13/C19, 3-f monitoring) |
|
||
|
||
### Rack power density
|
||
|
||
| Kat. | Typ | kW/rack | Cooling |
|
||
|------|-----|---------|---------|
|
||
| Nízká | Office, storage | 1-3 kW | Air (free cooling) |
|
||
| Střední | Standard compute | 5-10 kW | Air (CRAC/CRAH) |
|
||
| Vysoká | GPU, HPC | 15-30 kW | Air + liquid assist |
|
||
| Ultra | AI/ML clusters | 40-100+ kW | Direct-to-chip / immersion |
|
||
|
||
## Cooling
|
||
|
||
### Chilled water vs Direct Expansion (DX)
|
||
|
||
| Vlastnost | Chilled water (CW) | Direct Expansion (DX) |
|
||
|-----------|-------------------|----------------------|
|
||
| **Medium** | Voda + glycol | Freon (R134a, R410A) |
|
||
| **CRAC/CRAH** | CRAH (Coolant-based) | CRAC (refrigerant compressor) |
|
||
| **Efektivita** | Vyšší (COP 5-7) | Nižší (COP 2-4) |
|
||
| **Komplexita** | Vyšší (chillers, pumps, pipes) | Jednodušší |
|
||
| **Use case** | Velké DC, enterprise | Menší DC, edge, retrofit |
|
||
|
||
### Free cooling
|
||
|
||
- **Air-side** — nasávání venkovního vzduchu při vhodné teplotě (filtrace, humidifikace)
|
||
- **Water-side** — využití chladné vody z venkovních chillerů (strainer cycle)
|
||
- **Klimatické pásmo** — free cooling využitelný ~2000-8000 hodin/rok podle lokality
|
||
- **Hybrid** — kombinace free cooling + mechanical cooling
|
||
|
||
### Liquid cooling
|
||
|
||
| Typ | Popis | Use case |
|
||
|-----|-------|----------|
|
||
| **Direct-to-chip (cold plate)** | Kapalina na chladiči CPU/GPU, voda nebo dielektrikum | AI/ML, HPC, GPU clustery |
|
||
| **Immersion cooling** | Server ponořen v dielektrické kapalině (single-phase/two-phase) | High-density, bitcoin mining |
|
||
| **Rear-door heat exchanger** | Chladič na zadních dveřích racku (voda) | Retrofity, medium-density |
|
||
| **Coolant Distribution Unit (CDU)** | Distribuce chladiva mezi racky, monitoring teploty | Standard pro liquid cooling |
|
||
|
||
## Monitoring disků — S.M.A.R.T.
|
||
|
||
Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology — prediktivní monitoring HDD/SSD.
|
||
|
||
| Klíčový atribut | ID | Popis |
|
||
|----------------|----|-------|
|
||
| Reallocated Sectors Count | 5 | Počet přemapovaných sektorů (nárůst = konec disku) |
|
||
| Power-On Hours | 9 | Celková doba provozu v hodinách |
|
||
| Reported Uncorrectable Errors | 187 | Nekorigovatelné chyby (červená kontrolka) |
|
||
| CRC Error Count | 199 | Chyby na SATA lince (kabel/controller) |
|
||
| SSD Life Left | 231 | % zbývající životnosti SSD |
|
||
| Media Wearout Indicator | 233 | Celkový zápis do NAND |
|
||
|
||
Nástroje: `smartmontools` (smartctl, smartd), Prometheus exporter (`node_exporter`), OTeL collector.
|
||
|
||
## Zdroje
|
||
|
||
Odkazy, knihy a standardy: [sources/infrastructure/sources.md](sources/infrastructure/sources.md)
|