如何选择机架式配电单元PDU [复制链接]

PDU英文全称为：PowerDistributionUnit。作为数据中心配电系统中最末端的配电单元，PDU起着直接向IT负载供电的作用。因此如何选择PDU就显得非常重要。一般我们可以按以下5个步骤来确定PDU的选型。

1.确定输出插座类型及数量

2.预估配电容量

3.确定输入插头类型

4.选择支路的监控和控制功能

5.选择外观与安装方式

确定输出插座类型及数量

PDU输出插座选型取决于基于机架内部的IT设备。数据中心最常用的插座类型为IEC标准中的C-13与C-19插座。C-13插座常用于服务器与小型交换机，由于需要更大的载流容量，刀片服务器以及大型网络设备通常使用C-19插座。当然在不同国家也会有本国特殊的插座，如在国内常用GB的10A/16A插座，在美国则有NEMA5-15标准的标准插座。

数量选择方面，数据中心众多运营商需要了解运行在机架内部的IT设备，并且一个机房内一般都使用同一款PDU，所以PDU的插座数量应做到通用于所有机柜，这样就能确保每台设备都能连接供电，另外考虑到未来扩充设备，插座数量也会比初始负载更多。

预估配电容量

常用的有以下两种方法来估算每个IT机架所需的最大功率。

估算IT机架内部设备功耗情况。当机架内安装有大功率负载时，通常会采用这种方法，如企业级的服务器、刀片服务器或者高速网络设备。由于设备铭牌上的额定功率值是基于满载情况下的电源功耗，所以该值一般比实际使用功耗值要大。一般情况下服务器并不会满载运行，因此这种方法估算出来的功率容量值略为保守。

基于数据中心的整体利用率来估算IT机架的最大功率水平。例如，如果数据中心为IT负载提供1MW的功率，IT负载由个机架组成，则对于大多数的机架而言，预估的最大功率等级为10kW左右。相比于单独计算每个机架的最大功率容量，这个方法显得更加简单。这种方法通常用于多种类型的计算应用环境，难以预测所需的IT设备类型。用户通过限制在机架内安装多余服务器的方式防止达到最大功率等级，从而实现对应用环境的控制。

确定输入插头类型

当我们完成对机架内部的考量后，就需要考虑机架列的整体配电。确定好现场的接入电源电压及确定接入机架的是单相或三相电源。为了缓解过载给IT设备正常运行带来的风险，通常做法是限制单相PDU的安培数≤40A或者三相PDU的安培数≤32A。安培数高于上述数值的机架式PDU会使大部分设备面临所对应的断路器过载的风险。最佳做法是尽可能选用≤20A的机架式PDU因为这些PDU产品一般不包含断路器，此回路始终受到上游断路器的保护，这样就能在功率路径上减少一个元件的使用，帮助提升系统可靠性。

同插座类似，机架式PDU一般采用IEC的CEE单相插头（2P+E，16A/32A），或者IEC三相插头（3P+N+E，16A/32A），国标GB的10A/16A插头。在某些特定情况下要求配电产品具备防水功能的连接头，主要是考虑该连接头安装在高架地板下，在发生火灾等特殊情况下可能会被水淹没。

选择PDU的监控和控制功能

机架式PDU按其监控和控制功能可分为三种类型：基本型，测量型，开关型。

基本型PDU不会提供任何关于电能，功耗情况的信息。这种情况下，机架有可能处于濒临跳闸状态，但是却无人察觉。

计量型PDU一般可以测量PDU每个支路电能情况。对于数据中心而言，当回路快要接近最大容量以及断路器面临跳闸风险的时候，计量型PDU提供了掌握这些情况的有效方法。计量型PDU内置智能网络管理芯片，当负载接近预设的阀值上限时候，可以在故障发生前通过邮件、短信、显示屏上的可视化报警信息以及其它途径发出警报。IT运维人员可以借助功耗历史存储数据分析功耗趋势，从而做出最佳决策，决定在何处安装新的设备，使回路负载达到平衡，规避过载风险。这种主动规划对于消除由于断路器跳闸而引起的故障停机是一种行之有效的措施。现在有些计量型PDU还具备计量单个插座电能情况的功能，而不仅仅只是计量支路。目前此类PDU还未大面积推广，但此类PDU确实能为数据中心管理人员带来很多便利。

与所有计量设备一样，计量型机架PDU也存在计量精度的误差。机架式PDU中常用的霍尔效应电流传感器（CT）的公差受运行环境温度与电流负载的影响。如下图所示，随着环境温度的上升，电流传感器的测量公差也会随之增大。PDU一般被安装在IT机柜的后部，当数据中心采用冷热通道隔离时，PDU正好处在热通道的位置。而热通道的最高温度可能会达到45℃。所以选择计量型PDU时，需要考虑它的可靠运行温度高于45℃。另外CT的测量精度在其测量上限区域时其精度也会下降，而使用测量型PDU的目的是为了提前预知支路的过载，所以测量范围又恰好是其上限的情况。综合以上两项考虑，一般测量型PDU的精度要求在+/-5%范围内是合理的。

开关型PDU除了拥有计量型PDU的测量功能外还可具备控制输出插座开关的功能。借助网络可实现插座的远程遥控开/关操作。该功能在远程现场比较常见。服务器或者交换机偶尔需要进行手动重启，有时这些设备位于办公室环境或者是没有现场IT运维人员的场所。常见的解决办法就是呼叫本地的管理人员来协助解决。管理人员进入并不熟悉的网络柜中，摸索着确认故障设备，然后进行重启。即使非常小心谨慎，错误重启设备现象也不可避免。借助开关型机架式PDU，专业的IT工作人员即使不在现场也可以便捷地控制设备的开关操作。

选择外观与安装方式

安装方式可以分为水平安装和垂直安装两种。水平安装占机柜角规1U的空间，垂直安装可以竖直安装在机柜后部空间不占角规内部U空间。