یو پی اس سرور دستگاهی است که با قطع یا نوسان برق، سرور را از باتری تغذیه می‌کند تا قطعی‌های کوتاه بدون خاموشی رد شوند و در قطعی طولانی، سرورها قبل از تمام شدن باتری به‌صورت کنترل‌شده خاموش شوند. برای سرور معمولاً UPS آنلاین یا لاین اینتراکتیو با خروجی سینوسی خالص انتخاب می‌شود و ظرفیت آن بر اساس مصرف واقعی بر حسب وات، با حاشیه اطمینان، حساب می‌شود.
خاموش شدن ناگهانی سرور می‌تواند به داده‌ها هم آسیب بزند. دیتابیسی که وسط نوشتن خاموش شود ممکن است خراب شود، کش کنترلر RAID بدون باتری از دست برود و فایل‌سیستم برای بالا آمدن به بررسی طولانی نیاز پیدا کند. UPS این خطر را کم می‌کند، به شرطی که درست انتخاب و به سرورها وصل شده باشد.
یو پی اس سرور چه کاری انجام می‌دهد؟
UPS سه کار انجام می‌دهد. در قطعی برق، بدون وقفه یا با وقفه‌ای چند میلی‌ثانیه‌ای، سرور را روی باتری می‌برد. افت و افزایش ولتاژ و نویز برق شهر را، بسته به نوع UPS، کم یا کامل حذف می‌کند. و در قطعی طولانی، با فرستادن سیگنال به سرورها زمان خاموشی مرتب را فراهم می‌کند. اگر ژنراتور دارید، وظیفه UPS فقط پر کردن فاصله چند ثانیه تا چند دقیقه‌ای تا روشن شدن و پایدار شدن ژنراتور است.
انواع UPS: آفلاین، لاین اینتراکتیو و آنلاین
UPS آفلاین (Standby)
در حالت عادی برق شهر مستقیم به خروجی می‌رود و با قطع برق، دستگاه روی باتری سوییچ می‌کند. ولتاژ را تنظیم نمی‌کند و خروجی بسیاری از مدل‌ها موج سینوسی شبیه‌سازی‌شده است. این نوع برای کامپیوتر رومیزی ساخته شده و برای سرور مناسب نیست.
UPS لاین اینتراکتیو
یک تنظیم‌کننده ولتاژ (AVR) دارد که افت و افزایش‌های معمول ولتاژ را بدون مصرف باتری جبران می‌کند. هنگام قطع برق، سوییچ به باتری چند میلی‌ثانیه طول می‌کشد که منبع تغذیه سرورها آن را تحمل می‌کند. مدل‌های رکی و سرور معمولاً خروجی سینوسی خالص دارند. برای سرورهای کوچک، رک شبکه و جاهایی که برق نسبتاً پایدار است انتخاب مناسبی است.
UPS آنلاین (Double Conversion)
برق ورودی دائماً به DC و دوباره به AC تبدیل می‌شود، پس خروجی از نوسان‌های برق شهر جداست و هنگام قطع برق هیچ زمان سوییچی وجود ندارد. برای سرورهای حساس، برق ناپایدار و بارهای بزرگ‌تر انتخاب اصلی است. قیمت بالاتری دارد و به‌خاطر تبدیل دائمی کمی برق بیشتر هدر می‌دهد و گرمای بیشتری تولید می‌کند.
| ویژگی | آفلاین | لاین اینتراکتیو | آنلاین |
|---|---|---|---|
| زمان سوییچ به باتری | چند میلی‌ثانیه | چند میلی‌ثانیه | صفر |
| تنظیم ولتاژ بدون باتری | ندارد | دارد | کامل |
| شکل موج خروجی | اغلب شبیه‌سازی‌شده | در مدل‌های سرور سینوسی خالص | سینوسی خالص |
| مناسب برای | کامپیوتر رومیزی | سرور کوچک و رک شبکه | سرورهای حساس و برق ناپایدار |
چرا موج سینوسی خالص مهم است؟
منبع تغذیه بیشتر سرورها مدار اصلاح ضریب توان فعال (Active PFC) دارد. این منابع تغذیه با خروجی شبه‌سینوسی یا پله‌ای بعضی UPSهای ارزان سازگار نیستند و ممکن است هنگام رفتن روی باتری خاموش شوند، که دقیقاً همان لحظه‌ای است که UPS باید کار کند. در مشخصات UPS دنبال عبارت Pure Sine Wave یا سینوسی خالص باشید.
محاسبه ظرفیت UPS برای سرور
ظرفیت UPS با دو عدد نوشته می‌شود: ولت‌آمپر (VA) و وات (W). مثلاً 3000VA و 2700W. عدد مهم برای سرورها وات است و باید بر اساس آن حساب کنید.
توان نوشته‌شده روی منبع تغذیه سرور، مثلاً ۷۵۰ وات، مصرف واقعی آن نیست. مصرف واقعی را از iDRAC یا iLO، از PDU هوشمند یا با یک توان‌سنج بگیرید و برای زمان اوج کار در نظر بگیرید. بعد مصرف همه تجهیزاتی را که پشت UPS می‌روند جمع بزنید و UPS را طوری انتخاب کنید که این عدد حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد ظرفیت وات آن باشد.
یک مثال: دو سرور هر کدام ۳۵۰ وات، یک استوریج ۲۵۰ وات و یک سوییچ ۶۰ وات روی هم ۱۰۱۰ وات مصرف دارند. اگر بخواهید بار حدود ۷۵ درصد ظرفیت باشد، UPS دست‌کم ۱۳۵۰ وات لازم است. پس مدلی با ظرفیت حدود 2000VA و 1800W گزینه مناسبی است و برای اضافه شدن یک سرور دیگر هم جا دارد.
زمان پشتیبانی و باتری
زمان پشتیبانی (Runtime) به ظرفیت باتری و بار بستگی دارد. سازنده‌ها برای هر مدل جدولی می‌دهند که زمان پشتیبانی را در بارهای مختلف نشان می‌دهد و عدد درست را باید از همین جدول خواند. رابطه بار و زمان خطی نیست: نصف شدن بار معمولاً زمان پشتیبانی را بیشتر از دو برابر می‌کند. اگر زمان بیشتری لازم دارید، بیشتر UPSهای رکی پک باتری اضافه (EBM) می‌پذیرند.
باتری‌های سربی‌اسیدی معمول UPS در حدود ۲۵ درجه سانتی‌گراد چند سال عمر می‌کنند. گرما دشمن اصلی آن‌هاست و طبق قاعده‌ای که سازنده‌ها به کار می‌برند، هر حدود ۱۰ درجه بالاتر عمر باتری را تقریباً نصف می‌کند. UPS را در اتاق گرم یا کنار خروجی هوای گرم رک نگذارید، تست خودکار باتری را فعال کنید و باتری‌ها را پیش از رسیدن به پایان عمر، نه بعد از یک قطعی ناموفق، عوض کنید. شرایط دما و برق اتاق را در استاندارد اتاق سرور مفصل‌تر نوشته‌ایم.
خاموشی خودکار سرورها
UPS بدون ارتباط با سرورها فقط زمان خاموشی ناگهانی را عقب می‌اندازد. وقتی باتری تمام شود، سرورها مثل قبل یک‌باره خاموش می‌شوند. برای خاموشی مرتب، UPS باید به سرورها خبر بدهد که برق رفته و باتری رو به اتمام است.
برای یک سرور، کابل USB یا سریال UPS کافی است. برای چند سرور، کارت شبکه UPS بهتر است؛ همه سرورها وضعیت را از طریق شبکه از آن می‌خوانند. در لینوکس نرم‌افزار متن‌باز NUT (Network UPS Tools) با بیشتر برندها کار می‌کند و خود سازنده‌ها هم نرم‌افزار اختصاصی دارند. تعریف ساده یک UPS با اتصال USB در NUT روی Ubuntu این شکل را دارد:
sudo apt install nut
# /etc/nut/ups.conf
[serverroom]
driver = usbhid-ups
port = auto
desc = "Server room UPS"بعد از تنظیم حالت کار در nut.conf و راه‌اندازی سرویس، با این دستور می‌توانید وضعیت باتری و بار را ببینید:
upsc serverroom@localhostوضعیت UPS را می‌توان به سیستم مانیتورینگ سرور هم داد تا قطع برق و ضعف باتری هشدار بدهد. سرویس upsmon همین اطلاعات را زیر نظر می‌گیرد و وقتی باتری به حد پایین رسید، سیستم را خاموش می‌کند. جزئیات آن در مستندات NUT آمده است. در میزبان‌های مجازی‌سازی مثل Proxmox یا ESXi ترتیب هم مهم است: اول ماشین‌های مجازی خاموش شوند، بعد خود میزبان، و همه این‌ها پیش از تمام شدن باتری. حد شروع خاموشی را بر اساس زمان لازم برای خاموش شدن کامل همه ماشین‌ها بگذارید و آن را یک بار با قطع واقعی برق در ساعت کم‌کاری آزمایش کنید.
نصب و نگهداری UPS
- UPS را روی مدار برق جدا نصب کنید و مطمئن شوید سیم‌کشی و ارت ظرفیت جریان ورودی آن را دارد.
- چاپگر لیزری، بخاری و کولر را به UPS وصل نکنید. جریان لحظه‌ای بالای آن‌ها UPS را تحت فشار می‌گذارد و زمان پشتیبانی را برای سرورها کم می‌کند.
- در UPSهای بزرگ‌تر، کلید بای‌پس تعمیراتی (Maintenance Bypass) اجازه می‌دهد UPS را بدون خاموش کردن سرورها سرویس یا تعویض کنید.
- سرورهای دو منبع تغذیه را به دو مسیر برق جدا وصل کنید تا خرابی یک UPS یا یک PDU سرور را خاموش نکند.
سوالات متداول
یو پی اس مناسب سرور کدام است؟
برای سرورهای حساس یا جایی که برق نوسان زیاد دارد، UPS آنلاین. برای سرورهای کوچک و رک شبکه در جایی که برق پایدار است، لاین اینتراکتیو با خروجی سینوسی خالص. در هر دو حالت ظرفیت را بر حسب وات و با حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد حاشیه حساب کنید.
یو پی اس چند دقیقه برق می‌دهد؟
به ظرفیت باتری و بار بستگی دارد و از چند دقیقه تا بیش از یک ساعت متغیر است. عدد دقیق را از جدول زمان پشتیبانی سازنده، در باری که واقعاً به UPS وصل می‌کنید، بخوانید. زمان پشتیبانی باید دست‌کم به اندازه خاموش شدن کامل همه سرورها، با کمی حاشیه، باشد.
آیا UPS جای ارت را می‌گیرد؟
نه. UPS و تجهیزات پشت آن به ارت درست نیاز دارند. نبود ارت هم خطر ایمنی دارد و هم می‌تواند باعث خطاهای نامنظم در تجهیزات شبکه و آسیب در برابر صاعقه و نوسان شود.
کولر اتاق سرور را هم به UPS وصل کنم؟
معمولاً نه. کولر مصرف و جریان راه‌اندازی بالایی دارد و UPS سرورها برای آن ساخته نشده است. برای قطعی‌های طولانی، کولر باید از ژنراتور تغذیه شود و بعد از برگشت برق خودش دوباره روشن شود.
