A White Paper from Eaton Corporation
Die Bewältigung der acht bekannten Power- Management Aufgaben
Wie die schwierigsten Probleme durch intelligente, logische und vollständige Power-Management Lösungen beseitigt werden können.
Von Jim Tessier
Product Manager, Power Quality Division Eaton Corporation
Inhaltsverzeichnis
Übliche Power-Management und -Überwachungs-
probleme ...2
1) Sammeln von Informationen über die Stromver- sorgungsschutz-Geräte ...2
2) Schutz der angeschlossenen Verbraucher bei Stromversorgungs-Ausfall ...3
3) Überwachung und Management von virtuellen Serverumgebungen ...4
4) Erhalt der Zuverlässigkeit des Stromversorgungs- Systems ...6
5) Fernüberwachung von Datenzentren ...7
6) Dynamische Zuordnung der Stromversorgungs- schutz-Anlagen ... 7
7) Management von nutzungsabhängigen Energiekosten-Berechnungen ...8
8) Konfigurieren und Updaten von Firmware ...8
Schlussbemerkungen ...8
Über Eaton ...8
Über den Autor ...8 Einführung
Viele Organisationen verwenden heute Einzel-Software- lösungen von verschiedenen Anbietern zur Überwachung und Steuerung ihrer unterbrechungsfreien Stromversor- gungs-Systeme (USV Systeme) und intelligenten Strom- unter verteilungen (power distribution units, PDUs), ebenso wie für andere wichtige Geräte zur Sicherung der Strom - ver sorgungsqualität und deren Umfeld. Diese oftmals ver - alte ten Applikationen bieten nur wenige Möglichkeiten und sind kaum mit anderen Management-Ressourcen ver- knüpft, somit führen sie lediglich zur weiteren Verkompli- zierung einer Vielzahl von Power-Management Aufgaben.
Übliche Power-Management und -Überwachungsprobleme Obwohl zwei Organisationen niemals exakt identisch sind, steht ihr Personal im IT- und Betriebsbereich doch häufig vor ähnlichen Problemen des Power-Managements. Zum Glück kann die neue- s te Generation intelligenter, logischer und kompletter Manage- ment Lösungen den Organisationen helfen, diese Aufgaben erfolgreich zu bewältigen.
1) Sammeln von Informationen über die Stromversorgungs- schutz-Geräte
Um sicherzustellen, dass ihr gesamtes Stromversorgungsschutz- System ordnungsgemäß funktioniert, benötigen Manager von Datenzentren vollständige Echtzeit-Informationen von jedem Gerät in ihrer IT-Infrastruktur. Derzeit machen jedoch etliche Faktoren die Gewinnung konsolidierter Daten über die Schutz- einrichtungen und Unterverteilungen kompliziert.
Zum einen verwenden die meisten Firmen heute USVs und PDUs unterschiedlicher Hersteller. Einige dieser Systeme besit- zen keine Kommunikationskarten, und die meisten von ihnen
sind mit Power-Management Einzellösungen ausgestattet, die nur schwer zu integrieren sind. Außerdem sind viele ältere Lösungen nicht in der Lage, Stromversorgungsschutz-Systeme außerhalb der Datenzentren, beispielsweise in Filialbüros und Laboren, zu überwachen. Diese Probleme führen insgesamt dazu, dass die Manager von Datenzentren nur eine bruchstück- hafte, unvollständige Übersicht über ihre Stromversorgungs- Infrastruktur erhalten.
Die heutigen intelligenten Lösungen für das Power-Management unterstützen Organisationen bei der Lösung dieser Probleme, indem sie einen wirklich umfassenden Überblick über die Infra- struktur der Stromversorgungsschutz-Anlagen über eine einzige Konsole gewähren. Solche Systeme sind kompatibel zu Geräten, die über ein Netzwerk gesteuert werden, einschließlich der meisten USVs sowie Umgebungssensoren und PDUs, ungeach- tet ihres Aufbau-Ortes. Dadurch kann das Personal des IT- und Betriebsbereichs einer Organisation die gesamte Hardware der geschützten Stromversorgung sowohl innerhalb als auch außer- halb des Datenzentrums überwachen und steuern, um kostenin- tensive Betriebsunterbrechungen zu reduzieren.
Abbildung 1: Ein umfassender Überblick über Stromversorgungsgeräte und deren Umfeld durch Power-Management Lösungen.
Glossar:
view - Ansicht;
auto discovery – automatische Erkennung;
user list – Liste der Nutzer;
nominal active power – Wirk-Nennleistung (in KW);
charging – laden;
load level – Ladezustand;
batery runtime – Batterielaufzeit;
graph 2days – Ablaufdarstellung 2 Tage;
online UPS – USV im Online-Betrieb (Normalbetrieb);
mode – Modus, Betriebsart;
actions – Maßnahmen;
description – Beschreibung;
power source – Stromquelle;
battery capacity – Batteriekapazität;
master output – Hauptausgang;
synoptic – Übersichtsschaltplan;
event – Ereignis;
log – Aufzeichnungen;
battery state – Batteriestatus;
on utility – vom Netz gespeist;
measures – Messungen;
Zusätzlich verfügen die intelligenten Power-Management Lö sun- gen über Möglichkeiten zur automatischen Geräte erken nung, wodurch eine Anlage schneller und einfacher eingebunden werden kann. Sie können sogar USVs ohne eigene Kommuni - ka tionskarten erkennen und unterstützen, vorausgesetzt dass diese an einen netzwerkfähigen PC angeschlossen sind. Das bietet den Administratoren einen wirklich umfassenden Über- blick über ihre Stromversorgungs-Hardware. Sie können ihre Geräte auch in logisch arrangierten Baumstrukturen gruppiert darstellen, um das Stromversorgungs-System leichter identifi- zieren und managen zu können.
Abbildung 2: Wenn die Gefahr besteht, dass ein Ausfall des Versorgungsnetzes die vorhandene Batterielaufzeit überdauert, kann eine intelligente Stromversor- gungs schutz-Software die betroffenen Server automatisch ordnungsgemäß herunterfahren.
Glossar:
load segment – Lastsegment;
timer – Zeitgeber;
reached – erreicht;
edit – aufbereiten, herausgeben;
shutdown – Herunterfahren;
shutdown criteria – Die Bedingungen zum Herunterfahren;
save – speichern;
advanced – fortgeschritten;
duration – Dauer;
cancel – abbrechen;
access – Zugriff;
2) Schutz der angeschlossenen Verbraucher
Keine Stromversorgungsanlage und kein Versorgungsnetz sind frei von Ausfällen, deshalb sind Datenzentren quasi mit absoluter Sicherheit gelegentlichen Unterbrechungen der Versorgung unter worfen. Die Auswirkungen solcher Zwischenfälle zu mini- mieren, ist eine der wichtigsten Verantwortungen des Managers eines Datenzentrums.
USVs bieten dabei die entscheidende Unterstützung durch eine Backup-Stromversorgung im Notfall. Sollte jedoch die Dauer eines Stromausfalls die vorgesehene Batterielaufzeit überstei- gen, müssen betroffene Server sofort heruntergefahren werden, um Softwareschäden und Datenverlust zu verhindern. Viele Daten zentren müssen das heute noch manuell ausführen, wobei ein harter Wettlauf gegen die Zeit geführt werden muss, sobald ein länger andauernder Stromausfall festgestellt wird.
Eine intelligente Power-Management Software hilft den Techni- kern mit einem Stromausfall wirkungsvoller umzugehen. Mit Hilfe der neuesten Software-Lösungen können die Techniker die Verbrauchergeräte an ihrer USV in separate Lastsegmente auf- teilen, die unabhängig voneinander überwacht und geregelt werden können. Indem die weniger wichtigen Anlagenteile zusammen an gesonderten Lastsegmenten angeschlossen werden, können solche nicht betriebsnotwendigen Systeme als erste heruntergefahren werden, wenn ein Ausfall der Stromver- sorgung vorliegt. Das schützt die vorhandene Batteriekapazität und maximiert die Kapazität der verfügbaren Backup-Versorgung, um die betriebswichtigen Geräte eingeschaltet zu lassen.
Zusätzlich sind die Stromversorgungsschutz-Lösungen der näch- sten Generation in der Lage, während eines ausgedehnten Strom ausfalls die betroffenen Server und Netzwerkanlagen auto- matisch sanft herunterzufahren und dabei ungesicherte Daten zu schützen und ihre Integrität zu erhalten.
3) Überwachung und Management von virtuellen Server- umgebungen
Die Suche nach niedrigeren Hardware-Kosten, vereinfachtem Management und nach kontinuierlicher Verfügbarkeit führt in den Firmen zunehmend zur Implementierung von Server-Virtuali sie- rung. Glaubt man den Analysten der Firma Gartner Inc., so werden am Ende des Jahres 2012 schon 50% der Server- Arbeitsvorgänge von virtuellen Maschinen abgewickelt. Viele Organisationen verwenden Virtualisierungs-Management Software, um ihre virtuellen Umgebungen zu handhaben. Solche Systeme bieten die zentralisierte Steuerung von Host Servern, virtuellen Maschinen, Speicheranlagen und mehr. Jedoch müs- sen viele Nutzer von Virtualisierungs-Management Software einen separaten Satz von Management-Tools verwenden, um ihre Stromversorgungs-Infrastruktur zu überwachen. Dadurch werden die Produktivität ihrer Techniker und deren Möglich- keiten, bei auftretenden Problemen schnell zu reagieren, beein- trächtigt.
Intelligente Power-Management Lösungen sind mit führenden Produkten aus dem Bereich Virtualisierungs-Management, wie z.B. VMware`s vCenter TM Server, eng zu verknüpfen. Dadurch wird das IT- und Betriebs-Personal in die Lage versetzt, nicht nur physikalische und virtuelle Server, sondern auch USVs, PDUs und andere Geräte der Stromversorgung über eine Konsole zu überblicken, zu überwachen und zu steuern. Auch ermöglichen sie die Bereitstellung einer umfassenden Übersicht von netz- werkbezogenen und versorgungsbezogenen Alarmmeldungen.
Administratoren müssen dadurch nicht an zwei oder mehreren Plätzen nach Alarmmeldungen Ausschau halten, und die Gefahr, dass ernste Zwischenfälle unbemerkt bleiben, wird damit erheb- lich reduziert.
Abbildung 3: Intelligente Power-Management Systeme lassen sich mit führenden Produkten aus dem Bereich Virtualisierungs-Management, wie VMware`s vCenter Server, verknüpfen. In diesem Beispiel können Administratoren ihre Stromversorgungs-Systeme überwachen und managen, indem sie ein Symbol im Bedienfeld des vCenter Servers anklicken.
Glossar:
Nominal apparent power – Nenn-Scheinleistung (in KVA);
location – Ort;
input frequency – Eingangsfrequenz;
apparent power – Scheinleistung (in KVA);
output current – Ausgangsstrom;
input voltage – Eingangsspannung;
active power – Wirkleistung (in KW);
Darüber hinaus können mittels intelligenter Power-Management Lösungen, wegen der engen Verknüpfung mit Systemen des Virtualisierungs-Managements, virtuelle Maschinen automatisch und übersichtlich von Host Servern, die von einem Stromausfall betroffen sind, auf andere, nicht betroffene Server an anderer Stelle im Netzwerk übertragen werden. Sie können sogar auf andere Cloud Datenzentren überführt werden. Als Ergebnis davon können Firmen sogar ernste Ausfälle der Stromversor- gungen überstehen, ohne Datenverluste oder Ausfallzeiten zu erleiden.
Abbildung 4: Integration mit einem Virtualisierungs-Management System wie vCenter Server ermöglicht den intelligenten Power-Management Lösungen, Stromversorgungs-Ereignisse zusammen mit Ereignissen anderer Bereiche der Infrastruktur aufzuzeichnen. vCenter kann auf solche Ereignisse automatisch reagieren und virtuelle Maschinen herunterfahren oder verlagern.
Auf ähnliche Weise werden einige Power-Management Systeme eng mit führenden Management-Lösungen verknüpft, um die Leistungseffizienz zu optimieren und die Verteilung der virtuellen Arbeitslast auf die Serverschränke automatisch durchzuführen.
Sollte beispielsweise die Management-Software feststellen, dass ein Host System seine Leistungs- oder Kühlungsgrenze erreicht hat, kann die Software eine sofortige automatische An - weisung an das Virtualisierungs-Management geben, um Belas- tungen auf Host-Geräte mit Reservekapazitäten in anderen Schalt schränken zu verlagern.
4) Erhalt der Zuverlässigkeit des Stromversorgungs-Systems In einem Notfall können die Auswirkungen eines USV Ausfalls zerstörerisch sein. Bisher sind die meisten Organisationen nur schlecht ausgerüstet. um Warnungen für aufkommende Prob- leme, wie schlechter werdende Leistungsfähigkeit oder über- hitzte Batterien, auszuwerten.
Intelligente Power-Management Produkte bieten die Erkennung solcher Probleme in Echtzeit, im Moment des Entstehens, und setzen Techniker damit in die Lage zu reagieren, bevor ernste Ausfälle auftreten können. Administratoren können sogar fest- legen, ob sie solche Warnmeldungen per E-Mail, Popups über das Netzwerk oder auf andere Art empfangen möchten.
Außerdem sammeln und archivieren die neuesten Power-Mana- ge ment Systeme die Leistungsdaten von USVs unternehmens- weit. Unter Einbeziehung dieser Informationen können Admini- stratoren eine Fülle informativer Reports generieren, oder Daten für die weitere Analyse an Spreadsheet-Programme übertragen.
Das wiederum kann ihnen helfen, Ausfallzeiten zu verhindern, indem bevorstehende Fehler aktiv identifiziert und lokalisiert werden, wie beispielsweise überlastete USVs oder solche, deren Lastverteilung neu gestaltet werden muss.
Bild 5: Intelligente Power-Management Systeme bieten Zugriff auf detaillierte Informationsdaten, die Organisationen nutzen können, um Leistungsverläufe zu ver- folgen und aufkommenden Anomalien des Stromversorgungs-Systems, die zu Ausfallzeiten führen könnten, frühzeitig zu begegnen.
5) Fernüberwachung von Datenzentren
Heutzutage sind Netzwerk-Infrastrukturen breiter gestreut als jemals zuvor. Die meisten großen Firmen unterhalten mehrere Datenzentren, und sogar mittelgroße Organisationen haben oft IT-Anlagen an mehr als einer Stelle. Jedoch können die derzeit genutzten Power-Management Systeme lediglich eine Anlage steuern. Darüber hinaus müssen die Techniker, zwecks Zugriffs auf die Anlage, oftmals spezielle Workstations bedienen, die sich zudem innerhalb des Datenzentrums oder anderen Einrichtungen befinden.
Intelligente Power-Management Lösungen können dagegen alle netzwerkgestützten Stromversorgungsgeräte überwachen und steuern, egal wo sich diese befinden. Dadurch sind die Techniker in der Lage, nicht nur die Anlage, in der sie sich gerade befinden, sondern auch weiter entfernte Einrichtungen über dieselbe Kon- sole zu kontrollieren. Zudem sind die neuesten Management- Systeme mit Netzwerk-Interfaces ausgestattet, wodurch IT- und Gebäudemanager die Anlage von jedem Gerät und von jeder Stelle aus betreiben können, vorausgesetzt ein Browser und ein Internetzugang sind vorhanden.
6) Dynamische Zuordnung der Stromversorgungsschutz- Anlagen
Datenzentren sind dynamische Umgebungen, in denen Equip- ment ständig hinzugefügt, entfernt oder verlagert wird. Dadurch haben die Manager oftmals Schwierigkeiten, einen vollständigen und genauen Überblick über die Anzahl ihrer Stromversorgungs- geräte und deren Stationierung zu behalten.
Intelligente Power-Management Lösungen vereinfachen eine dynamische Zuordnung der Anlageteile, indem mit ihrer Hilfe ein Protokoll über alle Änderungen der Infrastruktur, wie Verlagern, Hinzufügen und Ausmustern geführt wird. Wegen der Fähigkeit, alle Stromversorgungs-Systeme über ein Netzwerk zu beobach- ten, bieten die neuesten intelligenten Lösungen die Möglichkeit, das Equipment auch außerhalb des Datenzentrums, also auch in Filialen oder örtlichen Anlagen, dem Gesamtsystem zuzuordnen.
Zusätzlich bieten die meisten Programme noch weitere Funktio - n en, die von den Technikern beispielsweise genutzt werden kön- nen, um Informationen über die Standorte von Stromversor- gungen und Peripheriegeräten abzuspeichern, wodurch die dyna- mische Zuordnung noch weiter vereinfacht wird. Darüber hinaus verbinden sich einige Power-Management Systeme automatisch, per Interface, mit den Anlage-Güter-Verwaltungssystemen (AGVs), wodurch die dynamische Anlagen-Zuordnung noch weiter gestrafft wird.
Abbildung 6: Intelligente Power-Management Lösungen machen die Zuordnung und das Management von Stromversorgungs-Anlageteilen leichter.
V_Whitepaper_2012_01_D Eaton, Powerware, ABM, BladeUPS,
ePDU, Hot Sync, Intelligent Power, LanSafe, PowerVision und An Eaton Green Solutions sind Handelsnamen, Handelsmarken und / oder Dienst- leistungsmarken der Eaton Corporation Aufgrund der ständigen Produkt-
entwicklung können sämtliche Spezifi kationen ohne vorherige Ankündigung geändert werden.
© 2011 Eaton Corporation Alle Rechte vorbehalten Gedruckt in Deutschland, Juni 2011 Eaton Electric GmbH
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7) Management von nutzungsabhängigen Energiekosten- Berechnungen
Auf der Suche nach einer aussagekräftigen Ermittlung der Energiekosten und zur Förderung von effizienterer Ressourcen- Nutzung führen Datenzentren in zunehmendem Maße nutzungs- abhängige Elektrizitätskosten-Abrechnungen durch, wodurch die verschiedenen Abteilungen einer Firma separat mit ihrem Anteil der Stromrechnung belastet werden. Die Sammlung der statis- tischen Verbrauchsdaten auf Abteilungsebene für ein solches Abrechnungssystem kann jedoch eine echte Herausforderung darstellen. Intelligente Power-Management Lösungen verein- fachen diese Aufgabe, indem sie es dem Anlagenmanager ermöglichen, die Stromversorgungsschutz-Geräte in einzelnen Gruppen, korrespondierend mit den Geschäftsbereichen, zu überwachen und zu managen. Sie können dadurch feststellen, wie hoch der Energieverbrauch der einzelnen Gruppen war und die entsprechenden Kostenstellen damit belasten.
8) Konfigurieren und Updaten von Firmware
Für die meisten Organisationen ist das Durchführen von Firm- ware Upgrades auf ihren USV-Schnittstellenkarten ein mühseli- ger und teurer Prozess, bei dem die Techniker jedes Gerät einzeln bearbeiten müssen. Die intelligenten Power-Manage- ment Systeme dagegen ermöglichen, dass gewünschte Up - grades über das Netzwerk bei der gesamten USV-Hardware gleich zeitig durchgeführt werden, wodurch die Komplexität und die Kosten der Änderung von Befehlen, Merkmalen und Funk- tionen erheblich reduziert werden.
Schlussbemerkungen
Die oftmals überholten und schlecht integrierten Überwachungs- und Management-Softwaresysteme, die heute noch in vielen Organisationen Verwendung finden, bieten nur wenig Hilfe bei den häufigsten und gravierendsten Stromversorgungs- Problemen.
Jetzt haben Firmen zum Glück jedoch Zugriff auf eine neue Generation intelligenter, logischer und vollständiger Power- Management Lösungen, die signifikant besser geeignet sind, solche Probleme in den Griff zu bekommen. Durch die Nutzung dieser Systeme bekommt das Personal umfassende Informa tio- nen über netzwerkgestützte Stromversorgungs- und Peripherie- Anlagen, wodurch sowohl physikalische als auch virtuelle Server bei Stromausfällen geschützt werden, und erforderliche War- tungsarbeiten frühzeitig ausgeführt werden können. Der Zugriff auf die Anlage wird zudem von jeder Stelle und von jedem Gerät, das eine Internet-Verbindung und einen Browser besitzt, ermöglicht. Organisationen, für die es wichtig ist, Datenintegrität sowie die Verfügbarkeit betriebswichtiger Anlagen zu erhalten, sollten sich über die neuesten Power-Management Produkte infor mieren und mehr darüber herausfinden, wie diese zur Befreiung von den gravierenden innerbetrieblichen Stromver- sorgungs-Problemen beitragen können.
Über Eaton
Die Eaton Corporation ist ein breit gefächerter Energie-Manage- ment-Konzern mit einem Umsatz von 13,7 Mrd. Dollar im Jahre 2010 und feiert in diesem Jahr ihr 100-jähriges Bestehen. Eaton ist auf dem Weltmarkt der Technologieführer bei elektrischen Komponenten und Systemen für Energieversorgungsschutz, -verteilung und -steuerung, ebenso wie bei hydraulischen Systemen und Serviceleistungen für industrielles und mobiles Equipment, Flugzeugtreibstoffen, hydraulischen und pneuma- tischen Systemen für militärische Zwecke und Antriebssystemen für hohe Leistungen, geringen Treibstoffbedarf und größte Sicher heit. Eaton hat annähernd 70.000 Beschäftigte und ver- kauft seine Produkte an Kunden in mehr als 150 Ländern. Für weitere Informationen besuchen Sie www.eaton.com.
Über den Autor
Jim Tessier ist Produktmanager für Eaton Einphasen USVs, Power Monitoring Software und Verbindungsprodukte. Jims 25-jährige Karriere in Technologie-Organisationen schließt das Produktmanagement für Personal Computer Optionen und Monitore mit ein. Man kann ihn erreichen unter JamesTessier@
Eaton.com.
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