Wandmontierte Rack-Gehäuse für Edge-Computing-Systeme

Die Edge-Computing-Strategie, bei der die Datenverarbeitung näher an die Quelle verlagert wird, erfordert den Einsatz wichtiger IT-Geräte in nicht-traditionellen Umgebungen. Diese Standorte, wie z. B. Lagerräume im Einzelhandel, Klassenzimmer und Fabrikhallen, stellen eine große Herausforderung dar, da sie oft nicht die spezielle Bodenfläche, die physische Sicherheit und die klimatisierten Bedingungen eines herkömmlichen Rechenzentrums bieten.

Aufgrund dieser Einschränkungen sind die Standard-Spezifikationskriterien für die für den physischen Einsatz zuständigen Experten unzureichend. Das Hauptziel dieses Artikels besteht darin, einen technischen Rahmen für genau diese Herausforderung zu schaffen. Es wird ein Rahmenwerk für technische Spezifikationen beschrieben, das der Gebrauchstauglichkeit, der physischen Sicherheit und dem Platzbedarf für diese kleinen, unkontrollierten Bereiche Priorität einräumt.

Zentrale Herausforderungen in nicht-traditionellen IT-Einsatzumgebungen

Bei Edge-Implementierungen treten drei Haupttypen von Problemen auf, die sich von denen unterscheiden, die beim Bau von Rechenzentren auftreten.

1. Fehlender Platz: Die unmittelbarste Einschränkung in diesen Umgebungen ist das Fehlen einer speziellen Bodenfläche. Meistens ist der vertikale Raum der einzige verfügbare Raum. Daher sind Wandmontagelösungen eine wertvolle Alternative zu herkömmlichen Standregalen für die Lagerung von Geräten.
2. Unkontrollierte physische Sicherheit: Ein Rechenzentrum ist eine sichere Einrichtung mit kontrolliertem Zugang. Andererseits sind Randbereiche oft für Kunden, allgemeine Mitarbeiter und Studenten zugänglich, was ein Sicherheitsrisiko darstellt. In einer solchen Umgebung stellt ein Open-Frame-Rack eine Gefahr dar, da Netzwerk-Switches, Server und unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV) versehentlich gestört, böswillig manipuliert oder gestohlen werden können.
3. Unkontrollierte Umgebungen und Zugang: An abgelegenen Standorten gibt es keinen durchgängigen Servicezugang und keine spezielle Kühlung.
   • Klima: Für diese IT-Einrichtungen gibt es keine Kühlsysteme. Daher können Staub, Umgebungsluft und Temperaturschwankungen die Geräte beeinträchtigen. Das Gehäuse selbst muss in der Lage sein, die Wärmebelastung durch passive Belüftung zu bewältigen.
   • Zugang: Wenn ein Rack auf diese Weise platziert ist, können Nicht-IT-Objekte den Dienst behindern und ihn erschweren. Längere Servicezeiten erhöhen die Gesamtbetriebskosten (TCO), wenn ein Techniker nicht auf die Rückseite des Geräts zugreifen kann.

Wandgehäuse als Lösung

Die vorgeschlagene Lösung ist die Verwendung vollständig geschlossener, verschließbarer Schränke anstelle von Halterungen mit offenem Rahmen. Eine einfache Wandhalterung kann zwar ein Patchpanel halten, löst aber nicht die zentralen Herausforderungen am Netzwerkrand. Es bietet keine Sicherheit, ein unzureichendes Luftstrommanagement und eine unprofessionelle Kabelorganisation.

Stattdessen fungiert ein speziell angefertigtes, an der Wand montiertes Gehäuse als eigenständiges Mikro-Rechenzentrum. Es handelt sich um eine robuste Stahleinheit, die in einer einzigen Lösung alle drei Herausforderungen meistert:

• Die Ausrüstung wird vom Boden an eine sichere Wand gebracht.
• Unbefugter Zugang wird durch verschließbare Stahltüren und Seitenwände verhindert.
• Die Geräte sind vor Staub und Verunreinigungen geschützt, während der Luftstrom über belüftete Paneele gesteuert wird.

Daher ist die Auswahl eines solchen Gehäuses eine technische Entscheidung, die über die einfache Anforderung an die Höheneinheiten in HE (gewöhnlich in Racks verwendete Höheneinheit) hinausgehen muss.

Ein 3-Punkte-Spezifikationsrahmen für die Auswahl von Gehäusen

Eine erfolgreiche Bereitstellung hängt von der Angabe der richtigen Merkmale ab. Diese drei Fragen müssen beantwortet werden, um häufige und kostspielige Fehler bei der Beschaffung zu vermeiden:

1. Tiefe: Wie tief darf die tiefste Komponente (z. B. ein Server oder eine USV), die installiert werden soll, maximal sein?
2. Sicherheit und Zugang: Welche Anforderungen gibt es an die Zugangskontrolle, und wer muss am Zugang gehindert werden? Wie werden die Techniker die Geräte nach der Installation warten?
3. Dimensionierung und Belastung: Wie groß ist das gesamte benötigte Volumen, einschließlich des Spielraums für Erweiterungen, und wie hoch ist das Gesamtgewicht aller Komponenten?

Spezifikationspunkt 1: Analyse der Komponententiefe

Ein häufiger Fehler bei der Beschaffung besteht darin, die Komponententiefe nicht mit den internen Spezifikationen des Gehäuses zu vergleichen. Dieser Fehler könnte einen Einsatz verhindern, wenn ein Teil zu tief für den gewählten Schrank ist. Zunächst muss das Gerät mit der größten Tiefe gemessen und ein passendes Gehäuse ausgewählt werden.

Wandgehäuse werden in der Regel nach Tiefe gruppiert.

• Switch-Tiefe (Flach): Dies sind kompakte, in der Regel 16,5 Zoll tiefe Gehäuse, die für flache Geräte wie Patchpanels und Standard-Netzwerk-Switches konzipiert sind. Für ein einfaches Netzwerk ist ein flaches Rack wie das in Abbildung 1 gezeigte SmartRack SRW6U von Eaton Tripp Lite eine geeignete Wahl.

Abbildung 1: Explosionszeichnung des SmartRack SRW6U, eines repräsentativen Gehäuses in Switch-Tiefe (Flach). (Bildquelle: Eaton)

• USV-Tiefe (Mittlere Tiefe): Die Tiefe dieser Gruppe reicht von 20,5 bis 24,5 Zoll, was sie für viele Zwecke geeignet macht. Dieser zusätzliche Platz wird benötigt, um die meisten rackmontierten USV-Systeme und größere Power-over-Ethernet-Switches, die oft tiefer sind, unterzubringen. Selbst wenn die HE-Höhe gleich ist, ist dieser Unterschied immer noch erheblich. Abbildung 2 zeigt zum Beispiel das SmartRack SRW18US mit einer Tiefe von 20,5 Zoll für Switch-lastige Installationen, während das SmartRack SRW18USDP auf 24,5 Zoll erweitert wurde, um den zusätzlichen Platzbedarf von USV-Systemen zu berücksichtigen.

Abbildung 2: Hauptkomponenten und Merkmale des SmartRack-Wandgehäuses SRW18US. (Bildquelle: Eaton)

• Server-Tiefe (Tief): Für viele Edge-Implementierungen sind keine Server erforderlich, aber diese Gehäuseklasse ist für diejenigen verfügbar, die Server benötigen. Wenn ein Einsatz einen 1HE-Server erfordert, ist ein Gehäuse in „Server-Tiefe“ erforderlich. Das SmartRack SRW12US33G (Abbildung 3) zum Beispiel bietet eine maximale Gerätetiefe von 32,5 Zoll und ist damit eine der wenigen Wandmontagelösungen, die 1HE-Server aufnehmen können.

Abbildung 3: Eine Explosionsdarstellung der Komponenten des SmartRack-Wandgehäuses SRW12US33G. (Bildquelle: Eaton)

Spezifikationspunkt 2: Analyse von Sicherheit, Sichtbarkeit und Wartungszugang

Nach der Bestätigung der Tiefe ist die nächste Überlegung, wie die Ausrüstung gesichert und gewartet werden soll.

1. Physische Sicherheit und Einhaltung der Vorschriften: In öffentlichen Bereichen ist das Gehäuse die wichtigste physische Sicherheitsmaßnahme. Alle in diesem Artikel besprochenen Gehäuse von Eaton Tripp Lite sind aus hochfestem Stahl gefertigt und verfügen über verschließbare Türen und Seitenteile. Im Rahmen von Konformitätsstandards wie PCI DSS (Payment Card Industry Data Security Standard) ist dies eine wichtige Funktion zum Schutz physischer Geräte und Medien.
2. Sichtbarkeit und Ästhetik: Eine solide Stahltür ist zwar sicher, aber sie verhindert eine Sichtkontrolle. Zu diesem Zweck verfügen die Modelle „G“, wie das SmartRack SRW12USG, über eine bruchsichere, klare Acrylfrontscheibe. Abbildung 4 zeigt das Modell mit dem Acrylfenster auf der Vorderseite. Dieser Aspekt ermöglicht die Überwachung auf einen Blick, während ein gesperrter Zustand aufrechterhalten wird, und kann dazu beitragen, hörbare Lüftergeräusche zu reduzieren. Darüber hinaus ist Ästhetik eine gültige Anforderung in Einrichtungen wie Kliniken und modernen Büros. In diesem Fall sind Modelle wie das SmartRack SRW6UW in Abbildung 5 mit einer weißen Pulverbeschichtung versehen, die zur Umgebung passt.

Abbildung 4: Das SmartRack SRW12USG, das die Acrylfrontscheibe für die Sichtprüfung zeigt. (Bildquelle: Eaton)

Abbildung 5: Das SmartRack SRW6UW, das die Option der weißen Oberfläche für ästhetische Installationen zeigt (Bildquelle: Eaton)

3. Wartungszugang und TCO: Einer der Hauptfaktoren, der die TCO beeinflusst, ist die Wartungsfreundlichkeit des Systems. Ein statisches Gehäuse mit fester Rückwand, wie das SmartRack SRW12U, ist zunächst billiger in der Anschaffung, kann aber schwieriger zu warten sein, da Techniker die Geräte oft aus dem Rack entfernen müssen. Für einen geringen Aufpreis sind Schränke mit klappbarer Rückseite wie das SmartRack SRW12US und das SRW18USDP (Abbildung 6) die bessere Wahl. Bei diesen Modellen kann der gesamte Schrank von der Wand weggeschwenkt werden, so dass der Zugang zu den Rückwänden und Kabeln erleichtert wird. Diese Fähigkeit kann die Wartungszeiten erheblich beeinflussen.

Abbildung 6: Das SmartRack SRW18USDP, ein Gehäuse mit klappbarer Rückseite, das für seine Fähigkeit, Wartungszeiten und TCO zu reduzieren, spezifiziert wurde. (Bildquelle: Eaton)

Spezifikationspunkt 3: Berechnung der HE-Höhe, des Gewichts und der Tragfähigkeit

Nachdem die Tiefe und die Zugangsanforderungen bestätigt wurden, müssen die Gesamtgröße und die Belastung berechnet werden.

1. HE-Höhe: Ein „HE“ ist eine vertikale Standardeinheit von 1,75 Zoll. Die Gesamt-HE-Höhe aller vorhandenen Geräte sollte berechnet werden. Es wird empfohlen, 25-50% mehr HE-Raum für zukünftige Erweiterungen und zur Verbesserung des Luftstroms zwischen den Komponenten hinzuzufügen. Für 5HE-Geräte bietet ein 6HE-Rack (z.B. SRW6U) minimalen Erweiterungsraum, während ein 12HE-Rack (z.B. SRW12USG) reichlich Platz bietet.
2. Gewicht und Tragfähigkeit: Die Wand muss in der Lage sein, das Gewicht des Gehäuses und aller darin installierten Geräte sicher zu tragen.
   • Kapazität des Gehäuses: Die Tragfähigkeit des Racks muss überprüft werden. Das SRW6U ist für 200 lbs (etwa 90 kg) und das größere SRW18USDP für 250 lbs (etwa 113 kg) ausgelegt.
   • Integrität der Wand: Diese Fähigkeit hängt von der Qualität der Wandkonstruktion ab. Für die standardmäßige Platzierung an der Wand haben alle diese Gehäuse Befestigungslöcher mit einem Abstand von 16 Zoll. Um die Sicherheit des Gehäuses zu gewährleisten, muss es mit Bolzen in der Gebäudewand oder einer geeigneten Betonkonstruktion verschraubt werden.

Fazit

Bei der Verlagerung von IT-Infrastrukturen an Edge-Standorte müssen Sie keine Abstriche bei der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit machen. Wenn ein Unternehmen eine objektive, auf die Einrichtung ausgerichtete Spezifikationsmethode verwendet, kann es häufige Fehler bei der Implementierung vermeiden.

Um dieses Problem zu lösen, ist ein speziell angefertigtes Wandgehäuse erforderlich. Unternehmen können IT-Infrastrukturen an jedem beliebigen Standort sicher bereitstellen, indem sie einem Drei-Punkte-Konzept folgen: Zuerst wird die Gerätetiefe überprüft, dann werden die Sicherheits- und Zugriffsfunktionen bewertet und schließlich werden die HE-Höhe und die Belastbarkeit überprüft. Diese Schritte können einen ungewöhnlichen Raum in ein sicheres und nutzbares Mikro-Rechenzentrum verwandeln.