Máy chủ Rack Mount là gì? Hướng dẫn định cỡ tủ, độ sâu và kích thước tủ

Máy chủ gắn giá đỡ là khung máy tính được chế tạo để trượt vào giá thiết bị 19 inch tiêu chuẩn và được đo bằng đơn vị giá đỡ. Quyết định thiết kế duy nhất đó là lý do tại sao một phòng máy chủ nhỏ gọn có thể chứa 40 máy trong diện tích sàn mà một PC tháp đơn sẽ cần.

Hãy hình dung một tủ 42U: một máy chủ cơ sở dữ liệu 2U trên đường ray, tường lửa 1U phía trên nó, một bảng vá lỗi ở trên cùng. Máy chủ trượt ra như một ngăn kéo để hoán đổi đĩa vì khung, bộ ray và tủ đều tuân theo cùng một tiêu chuẩn lắp đặt.

Nếu bạn đang mua, câu trả lời ngắn gọn là thế này. Chiều cao U cho bạn biết máy chủ tiêu thụ bao nhiêu không gian trong tủ. Độ sâu khung gầm quyết định liệu nó có phù hợp về mặt vật lý hay không. Hướng luồng không khí quyết định cách xếp đồ và thông gió cho tủ. Nhận sai một trong ba lỗi và máy chủ sẽ đến nhưng nó sẽ không cài đặt.

Chính xác thì máy chủ Rack Mount là gì?

Máy chủ gắn giá đỡ là máy chủ có hình dạng vật lý được chuẩn hóa cho giá đỡ 19 inch. 19 inch (482,6 mm) là chiều rộng của mặt bích lắp phía trước; thân khung phía sau hẹp hơn, thường khoảng 450 mm nên trượt giữa các thanh ray thẳng đứng. Các lỗ gắn trên thanh ray cách nhau 465,1 mm và kiểu lỗ dọc lặp lại sau mỗi 1,75 inch - cùng 44,45 mm xác định một đơn vị giá đỡ.

Giá đỡ cũng định hình các bộ phận bên trong. Bộ nguồn dự phòng nằm ở phía sau để có thể hoán đổi mà không cần kéo khung máy ra; khoang ổ đĩa trao đổi nóng nằm ở phía trước vì lý do tương tự. Một dãy quạt đẩy không khí từ bảng mặt trước ra phía sau, đó là lý do tại sao các máy chủ gắn trên tủ rack được lắp đặt với lối đi lạnh ở phía trước và lối đi nóng ở phía sau. Card mở rộng được gắn theo chiều ngang trên một thanh nâng để các card có chiều cao tối đa vẫn vừa với khung máy 2U.

Nó không phải là một chiếc PC dạng tháp có các giá đỡ được gắn chặt vào. Khung giá cần có đường ray, đai ốc lồng và đường ray trượt, chúng làm mát từ trước ra sau thay vì từ bên này sang bên kia và nguồn cung cấp dự phòng của chúng thường được cấp từ hai PDU riêng biệt.

Sơ đồ bên dưới hiển thị các bộ phận quyết định liệu tủ có thực sự chấp nhận máy chủ hay không.

Đơn vị giá giải thích: 1U, 2U và 4U

Một đơn vị giá đỡ tương đương với 1,75 inch hoặc 44,45 mm không gian dọc. Mỗi máy chủ gắn trên giá đỡ được mô tả bằng số lượng đơn vị nó chiếm giữ và con số đó thúc đẩy mọi thứ khác.

1U bao gồm các máy chủ web, tường lửa và máy chủ ứng dụng mỏng: chỉ một hoặc hai ổ cắm và chỉ mở rộng cấu hình thấp. 2U là công cụ thực tế — tăng gấp đôi chiều cao nghĩa là có nhiều khoang ổ đĩa hơn, card có chiều cao đầy đủ và luồng không khí trên mỗi watt tốt hơn. 3U và 4U tồn tại cho các máy chủ GPU, bộ lưu trữ và ảo hóa cần thẻ có chiều dài đầy đủ không có khe cắm.

Số học có vẻ đơn giản cho đến khi bạn lên kế hoạch cho một chiếc tủ thực sự. Vỏ 42U có chiều cao sử dụng được là 42 x 44,45 mm = 1.866,9 mm. Loại bỏ hai công tắc, bảng vá lỗi, PDU ngang, thanh cáp và bảng trống, và bạn đang lên kế hoạch với khoảng 35U không gian máy chủ. Để trống 15-20% chiều cao để không khí lưu thông và phát triển thay vì lấp đầy tủ vào ngày đầu tiên.

Máy chủ Rack Mount vs Tower vs Blade

Giá đỡ là định dạng phổ biến nhưng không phải là định dạng duy nhất. Bảng bên dưới so sánh ba kiểu dáng máy chủ phổ biến về các điểm thường quyết định việc mua hàng.

So sánh ba hệ số dạng máy chủ phổ biến dựa trên quy ước giá đỡ 19 inch tiêu chuẩn và thông lệ triển khai điển hình của doanh nghiệp.
Khía cạnh	Máy chủ gắn trên giá	Máy chủ tháp	Máy chủ phiến
gắn kết	Đường ray 19 inch, 1U to 4U	Khung gầm độc lập	Vỏ lưỡi độc quyền
Hiệu quả không gian	Cao	Thấp	Caoest per compute node
Đường dẫn làm mát	Trước sau, managed by the cabinet	Chỉ quạt nội bộ	Quạt bao vây dùng chung
Mở rộng	Khe cắm PCIe tiêu chuẩn thông qua thẻ Riser	Khe có chiều cao đầy đủ, dễ dàng truy cập	Giới hạn ở các mô-đun dành riêng cho lưỡi dao
Dịch vụ	Các thành phần trao đổi nóng trên đường ray trượt	Mở bảng điều khiển bên	Trượt mô-đun lưỡi cắt ra
sử dụng điển hình	Trung tâm dữ liệu, colocation, giá đỡ trồng trọt	Văn phòng nhỏ, máy chủ đơn	Tính toán mật độ rất cao

Tóm lại: nếu thiết bị dùng chung một phòng, nguồn điện và hệ thống làm mát thì giá treo là định dạng phù hợp.

Cách lắp đặt máy chủ Rack Mount trong tủ

Quá trình cài đặt là nơi xuất hiện các vấn đề về khả năng tương thích, thường là sau khi giao hàng. Trình tự dưới đây là trình tự tránh chúng.

Lập kế hoạch bố trí chữ U, chừa khoảng trống 1U giữa các bộ phận có nhiệt độ cao và dành các vị trí trên cùng cho các công tắc.
Lắp đai ốc lồng theo đúng lỗ ở cả trụ trước và trụ sau.
Lắp các thanh ray bên trong vào khung và các thanh ray bên ngoài vào các trụ, sau đó xác nhận độ sâu sau này nằm trong phạm vi điều chỉnh của bộ ray.
Nâng khung máy bằng hai người hoặc thang máy máy chủ, trượt khung máy vào và cố định các vít mặt bích phía trước.
Kết nối từng nguồn điện dự phòng với một PDU khác nhau.
Định tuyến mạng và cáp quản lý thông qua cánh tay quản lý cáp hoặc bộ quản lý dọc, giữ nguyên bán kính uốn cong.
Dán nhãn cả hai đầu của mỗi dây cáp và ghi lại vị trí chữ U trong danh sách tài sản của bạn.

Hai con số quyết định xem bước ba có hoạt động hay không: độ sâu lắp đặt có thể điều chỉnh của tủ và phạm vi chiều dài của bộ ray. Tủ có các trụ không thể chạm tới nhịp đường ray của máy chủ sẽ không chấp nhận khung, tuy nhiên có nhiều chữ U trống. Đó cũng là lý do tại sao vỏ bọc sâu 600 mm thường không phù hợp cho máy chủ sâu 700-800 mm. Nếu bạn vẫn đang lập kế hoạch, hướng dẫn này sẽ giúp bạn lựa chọn kích thước tủ mạng phù hợp thực hiện từng bước tính toán chiều cao và chiều sâu.

Quản lý làm mát, nguồn và cáp

Một giá đỡ đông đúc tồn tại hoặc chết nhờ luồng không khí. Máy chủ gắn trên giá kéo không khí lạnh qua khung viền phía trước và đẩy không khí ấm ra khỏi phía sau, do đó, tủ phải cung cấp cho không khí đó một đường đi vào và đường ra rõ ràng.

Hướng dẫn TC 9.9 của ASHRAE đặt cửa sổ đầu vào được khuyến nghị cho thiết bị Loại A1 ở khoảng 18-27°C. Không khí đi vào phía trước các máy chủ nằm trên phạm vi đó sẽ rút ngắn tuổi thọ của linh kiện và có thể ảnh hưởng đến các thỏa thuận hỗ trợ, vì vậy con số quan trọng là nhiệt độ đầu vào chứ không phải nhiệt độ phòng.

Tấm trống là giải pháp sửa chữa luồng không khí rẻ nhất hiện có. Khe chữ U trống không có bảng điều khiển sẽ bị đoản mạch: không khí lạnh thoát vào lối đi nóng mà không bao giờ đi qua bộ phận nào. Cửa đục lỗ hoặc cửa lưới ở cả hai mặt giúp giảm độ sụt áp và bộ phận quạt điều chỉnh nhiệt giúp các thiết bị nhạy nhiệt dùng chung giá đỡ.

Quyền lực cũng tuân theo logic tương tự. Máy chủ 1U và khung GPU 4U có thể có sức hút khác nhau theo hệ số năm hoặc nhiều hơn, do đó, hãy định cỡ các mạch theo xếp hạng trên bảng tên và cung cấp nguồn cung cấp dự phòng từ các PDU riêng biệt. Các bản dựng nặng hơn cũng tự tải cấu trúc tủ; tủ máy chủ tải trọng cao với các trụ được gia cố và cửa thông hơi được thiết kế để chịu trọng lượng đó trong khi vẫn di chuyển không khí.

Tủ máy chủ tải cao model ARC Tủ máy chủ cải tiến với nhiều tính năng: 1. Khả năng tiếp cận nâng cao để bảo trì: Tủ máy chủ này có thiết kế sáng tạo với các cửa bên được phân đoạn... Xem sản phẩm →

Cách chọn tủ cho máy chủ Rack Mount

Sau khi đã xác định được máy chủ, việc chọn vùng bao vây sẽ trở thành một danh sách kiểm tra chứ không phải là phỏng đoán.

Chiều cao U: tổng số đơn vị máy chủ cộng với thiết bị chuyển mạch, bảng vá lỗi và PDU, cộng thêm 15-20% dự phòng.
Độ sâu sử dụng được: độ sâu khung gầm cộng thêm khoảng 100 mm ở phía trước và 100-150 mm ở phía sau.
Phạm vi điều chỉnh sau này phù hợp với bộ đường ray mà bạn thực sự sử dụng.
Định mức tải tĩnh bao gồm trọng lượng được chứa đầy, không bao gồm tủ trống.
Loại cửa: đục lỗ hoặc dạng lưới cho mật độ nhiệt cao, kính cường lực nơi luồng không khí đã đủ.
Đầu vào cáp ở trên và dưới, có tấm chổi để giữ luồng không khí.

Tủ mạng đứng tự do 42U là điểm khởi đầu thông thường cho máy chủ hỗn hợp và phòng mạng vì nó dành không gian cho các máy chủ, chuyển mạch, bảng vá lỗi và PDU dọc trong một diện tích với khả năng truy cập từ cả phía trước và phía sau.

Tủ mạng đứng 42U 1. Tận dụng không gian theo chiều dọc: Cấu trúc thẳng đứng tối ưu hóa không gian theo chiều dọc, phù hợp với diện tích và mật độ thiết bị hạn chế. 2. Tùy chọn cài đặt linh hoạt... Xem sản phẩm →

Đối với thiết bị sâu hơn hoặc nặng hơn, hãy xem phạm vi của tủ mạng máy chủ được xây dựng xung quanh khung máy chủ thay vì xung quanh các thiết bị chuyển mạch.

Tủ kín hay tủ mở?

Không phải mọi máy chủ gắn trên giá đều cần có vỏ bọc có thể khóa được. Giá đỡ mở bốn trụ thường gặp trong các cụm siêu quy mô và AI, nơi luồng không khí được quản lý ở cấp độ phòng và kỹ thuật viên cần tiếp cận phía sau mỗi khung máy mà không cần mở cửa.

Tủ kín vẫn giành chiến thắng ở những nơi có vấn đề về an ninh, kiểm soát bụi hoặc lửa hoặc nơi có thiết bị hỗn hợp dùng chung một phòng. Vỏ gắn tường phù hợp với các vị trí nhánh có bộ chuyển mạch, bộ định tuyến và thiết bị nhỏ; Treo máy chủ 2U hoặc 4U nặng trên giá treo tường thường vượt quá định mức tải và khiến các cổng phía sau khó tiếp cận.

Giá mở mạng bốn cực 1. Tăng cường độ ổn định với thiết kế bốn cực: Giá đỡ này khác biệt với thiết kế cấu trúc bốn cực, mang lại sự ổn định. Các cột hỗ trợ bổ sung góp phần... Xem sản phẩm →

Câu hỏi thường gặp về máy chủ Rack Mount

Q1. Máy chủ rack mount dùng để làm gì?

Nó chạy khối lượng công việc trong một tủ chia sẻ: máy chủ web và ứng dụng, cơ sở dữ liệu, máy chủ ảo hóa, nút lưu trữ và tường lửa, nơi nguồn điện, hệ thống làm mát và hệ thống cáp được tập trung ở một nơi.

Q2. 1U, 2U và 4U có ý nghĩa gì trên máy chủ rack mount?

U là một đơn vị giá đỡ có không gian thẳng đứng 1,75 inch (44,45 mm). Máy chủ 2U cao gấp đôi máy chủ 1U và thường có nhiều khoang ổ đĩa hơn, card có chiều cao đầy đủ và khả năng làm mát êm hơn.

Q3. Tủ rack máy chủ nên sâu bao nhiêu?

Đo khung xe trước, sau đó thêm khoảng 100 mm ở phía trước cho cửa và 100-150 mm ở phía sau cho dây cáp và ống xả. Tủ 1000 mm chứa hầu hết các máy chủ 700-800 mm; 600 mm thường dành cho thiết bị mạng.

Q4. Có bao nhiêu máy chủ gắn trên rack phù hợp với tủ 42U?

Về lý thuyết, 42 máy chủ 1U phù hợp với 42U. Trong thực tế, các bộ chuyển mạch, bảng vá lỗi, PDU và bảng trống chiếm không gian, vì vậy hãy lên kế hoạch cho dung lượng máy chủ khoảng 35U và giữ trống không gian.

Q5. Máy chủ gắn trên giá có thể đặt trong tủ mạng treo tường không?

Chỉ khi vỏ bọc đủ sâu và phù hợp với trọng lượng. Tủ treo tường thường chứa các công tắc, bảng vá lỗi và các thiết bị nhỏ, đồng thời máy chủ 2U hoặc 4U nặng thường vượt quá định mức tải của chúng.

Q6. Sự khác biệt giữa máy chủ rack mount và máy chủ phiến là gì?

Máy chủ gắn trên giá là khép kín, có nguồn điện và quạt riêng và phù hợp với các đường ray tiêu chuẩn. Một lưỡi chia sẻ năng lượng, làm mát và kết nối mạng bên trong một khung máy độc quyền, tăng mật độ nhưng lại buộc bạn vào một vỏ bọc.

Các máy chủ gắn trên giá được tiêu chuẩn hóa và đó chính là điểm mấu chốt: các phép đo 1U, 2U và 4U giống nhau đã được duy trì trong nhiều thập kỷ, do đó, chiếc tủ mà bạn chỉ định ngày nay vẫn có thể chứa được máy chủ bạn mua sau 5 năm nữa. Hãy điều chỉnh độ cao, độ sâu và đường dẫn luồng khí, phần còn lại của quá trình cài đặt sẽ tự thực hiện.