Jaki UPS do serwera w małej firmie?

Minimum to UPS line-interactive z regulacją napięcia (AVR), dobrany po mocy w watach z zapasem 20-30%. Przy złej jakości zasilania w budynku lepszy będzie UPS on-line z podwójną konwersją.

Ile minut powinien wytrzymać UPS?

Tyle, ile trwa bezpieczne wyłączenie wszystkich systemów plus zapas, zwykle kilkanaście do dwudziestu kilku minut. Czas przetrwania wielogodzinnej awarii to osobny projekt, np. z agregatem.

Jak przeliczyć VA na waty w UPS?

Moc w watach to VA pomnożone przez współczynnik mocy. Tańsze UPS-y mają go w okolicach 0,6, nowsze 0,9 lub 1,0, dlatego zawsze porównuj wartość w W podaną w specyfikacji.

Jak obliczyć czas podtrzymania UPS?

Szacunkowo: pojemność baterii w Wh razy sprawność falownika podzielone przez obciążenie w W. Wynik to górna granica, wiarygodne są tabele runtime producenta dla konkretnego modelu.

Co ile wymieniać baterię w UPS?

Akumulatory VRLA wytrzymują zwykle 3-5 lat i warto je wymienić przed piątym rokiem. Wysoka temperatura mocno skraca ich życie, każde 8°C powyżej 25°C mniej więcej o połowę.

Czy można podłączyć drukarkę laserową do UPS?

Nie. Drukarka laserowa przy nagrzewaniu pobiera bardzo dużą moc i może przeciążyć UPS lub niepotrzebnie rozładowywać baterię. Wystarczy jej listwa przeciwprzepięciowa.

Zasilanie awaryjne UPS: ile minut potrzebujesz i jak wyłączyć serwer

„Ile minut wytrzyma ten UPS?” to pierwsze pytanie, które słyszę przy każdym doborze zasilania awaryjnego. I prawie zawsze jest to złe pytanie. UPS w małej firmie nie służy do przetrwania dwugodzinnej awarii sieci energetycznej. Służy do tego, żeby serwer i NAS wyłączyły się same, porządnie i bez utraty danych, zanim skończy się bateria.

Poniżej: jaki typ wybrać, jak policzyć obciążenie i czas oraz jak skonfigurować automatyczne wyłączanie, które zadziała także w nocy.

Po co w ogóle UPS

Pełny zanik prądu to tylko jeden z problemów. W praktyce UPS chroni przed trzema rzeczami:

Zaniki - prąd znika na minuty albo godziny.
Mikroprzerwy i spadki napięcia - trwają ułamek sekundy, światło ledwo mrugnie, ale serwer potrafi się zrestartować albo zawiesić.
Przepięcia i zakłócenia - po burzy, przy przełączeniach w sieci, przy rozruchu dużych odbiorników.

Najgorsze jest twarde wyłączenie w trakcie zapisu: baza danych zostaje niespójna, system plików wymaga naprawy, a macierz RAID po restarcie potrafi zacząć wielogodzinną weryfikację lub przebudowę. Ile awarii dysków zniesie Twoja macierz, sprawdzisz w kalkulatorze RAID. Ile kosztuje taki przestój, opisałem w tekście o ukrytych kosztach awarii IT.

UPS nie zastępuje backupu. Chroni przed jedną konkretną przyczyną awarii, a porządny backup musisz mieć niezależnie od tego.

Trzy typy UPS-ów i kiedy który

Off-line (standby)

Przepuszcza prąd z sieci i dopiero przy zaniku przełącza się na baterię, zwykle w kilka milisekund. Wystarczy dla komputera biurowego, nie dla serwera.

Line-interactive

Ma automatyczną regulację napięcia (AVR), więc drobne spadki i skoki koryguje bez sięgania po baterię. Rozsądny standard dla małej szafy rack, a bateria zużywa się wolniej.

On-line (podwójna konwersja)

Prąd z sieci jest cały czas zamieniany na stały i z powrotem na zmienny, więc odbiorniki zawsze zasila falownik. Czas przełączenia wynosi zero, a napięcie wyjściowe jest stabilne niezależnie od tego, co dzieje się w sieci. Wybierz go przy kiepskim zasilaniu w budynku (produkcja, stara instalacja) albo dla krytycznych systemów. Minus: wyższa cena i straty energii w ciągłej pracy.

VA to nie waty

Na pudełku najbardziej widoczna jest liczba VA (woltoampery), ale dla Ciebie ważna jest moc czynna w watach. Łączy je współczynnik mocy:

W = VA x współczynnik mocy

1000 VA przy PF 0,6  =  600 W
1000 VA przy PF 0,9  =  900 W
1000 VA przy PF 1,0  = 1000 W

Tańsze UPS-y biurowe mają współczynnik około 0,6, nowsze konstrukcje często 0,9 lub 1,0. Dwa urządzenia „1000 VA” mogą więc różnić się o kilkaset watów. Porównuj z obciążeniem wartość w W.

Jak policzyć obciążenie

Zsumuj pobór mocy wszystkiego, co ma być podpięte do UPS-a. Najlepiej zmierz go watomierzem do gniazdka albo odczytaj z panelu UPS-a. Tabliczka znamionowa zasilacza podaje maksimum, więc zawyży wynik.

Do sumy dodaj 20-30% zapasu. UPS na granicy mocy daje bardzo krótki czas podtrzymania.

Dlaczego „ile minut” to złe pytanie

Nie potrzebujesz godziny na baterii. Potrzebujesz czasu na odczekanie, czy prąd wróci, uporządkowane wyłączenie wszystkiego i zapas. Rozpisz to dla swojej firmy:

Budżet czasu (przykład - zmierz u siebie!)

Czekamy, czy prąd wróci              5 min
Wyłączenie maszyn wirtualnych         4 min
Wyłączenie hosta / serwera            2 min
Wyłączenie NAS-a                      3 min
Zapas na niespodzianki                5 min
-------------------------------------------
Potrzebujesz realnie                ~19 min

Przetrwanie kilkugodzinnych zaników to inny projekt: dodatkowe moduły bateryjne albo agregat.

Szacunkowy wzór na czas podtrzymania

czas [h] = pojemność baterii [Wh] x sprawność / obciążenie [W]

pojemność [Wh] = napięcie [V] x pojemność [Ah] x liczba akumulatorów

Sprawność to straty falownika, zwykle kilka do kilkunastu procent. Ale to tylko szacunek: przy dużym obciążeniu akumulatory oddają mniej energii niż nominalnie (efekt Peukerta), a stara bateria traci pojemność. Wiarygodne są tabele i wykresy czasu podtrzymania (runtime) publikowane przez producenta dla konkretnego modelu - wzór traktuj jako górną granicę.

Przykład: mała firma

Urządzenie                     pobór (zmierzony)
Mały serwer                         110 W
NAS 4-dyskowy                        45 W
Switch 24 porty (bez PoE)            20 W
Router / firewall                    15 W
ONT / modem                          10 W
-------------------------------------------
Razem                               200 W
Z zapasem 30%                       260 W   szukasz UPS-a min. 260 W

Przykładowy UPS: 2 akumulatory 12 V / 9 Ah
Pojemność: 2 x 12 V x 9 Ah        = 216 Wh
Sprawność (przyjęta):               0,85
Czas: 216 x 0,85 / 200 W          = 0,92 h, ok. 55 min (teoria)
Bateria po latach (80% pojemności)  ok. 44 min
Realnie: mniej, sprawdź tabelę runtime producenta

Nawet jeśli tabela producenta pokaże połowę tej wartości, nadal mieścisz się w budżecie z poprzedniej sekcji. Żeby nie liczyć tego ręcznie, użyj naszego kalkulatora UPS - dodajesz urządzenia z szafy, wybierasz czas podtrzymania i zapas mocy, a kalkulator podpowie, jakiej mocy UPS potrzebujesz.

Automatyczne wyłączanie: jak UPS rozmawia z serwerem

Sam UPS niczego nie wyłączy. Musi przekazać systemom informację „jestem na baterii, zostało X%”. Są dwa sposoby:

Kabel USB lub szeregowy - UPS widzi bezpośrednio tylko jedna maszyna.
Karta sieciowa (NMC) - UPS dostaje własny adres IP, panel WWW i SNMP, np. APC Network Management Card 3.

Oprogramowanie

NUT (Network UPS Tools) - otwarte oprogramowanie dla Linuksa i nie tylko. Jedna maszyna podłączona do UPS-a działa jako serwer (domyślny port 3493), pozostałe jako klienci. W NUT maszyna nadrzędna to „primary”, podległe to „secondary”.
apcupsd - klasyczny demon dla UPS-ów APC na Linuksie.
Synology DSM - w Panelu sterowania, w sekcji Sprzęt i zasilanie, zakładka UPS. NAS podłączony przez USB możesz ustawić jako sieciowy serwer UPS (opcja „Enable network UPS server”). Inny Synology wybiera typ „Synology UPS server”, a Linux łączy się jako klient NUT. Przy zaniku DSM przechodzi w Safe Mode: zatrzymuje usługi i odmontowuje wolumeny.
QNAP QTS - Panel sterowania, System, Urządzenia zewnętrzne, UPS. Jeden NAS jako „network UPS master”, pozostałe jako „network UPS slave” w tej samej podsieci.
Proxmox VE - instalujesz klienta NUT na hoście. Wyłączenie hosta zamyka maszyny wirtualne, o ile reagują na sygnał zamknięcia - zainstaluj w nich QEMU guest agent.
VMware i Windows - APC PowerChute Network Shutdown (z kartą sieciową, także ESXi) lub PowerChute Serial Shutdown (USB, następca Business Edition), Eaton Intelligent Power Manager / Protector, CyberPower PowerPanel. Przy Hyper-V Microsoft zaleca oprogramowanie producenta UPS-a zamiast wbudowanej obsługi baterii.

Kolejność wyłączania

Zasada jest prosta: kto dostarcza dane innym, wyłącza się ostatni.

Aplikacje i maszyny wirtualne - zamykają bazy i pliki.
Hosty wirtualizacji i serwery.
NAS - na końcu, bo często trzyma dyski maszyn wirtualnych (iSCSI, NFS) i udziały, z których korzystają serwery.

Gdyby NAS wyłączył się pierwszy, maszyny wirtualne straciłyby dyski w trakcie pracy. W NUT jest to wbudowane: primary czeka, aż klienci się rozłączą. Odwrotna kolejność ma sens tylko wtedy, gdy NAS jest niezależny, np. służy wyłącznie jako cel backupu.

Switch, przez który idzie sygnał, też musi być na UPS-ie - inaczej klienci nie dowiedzą się o zaniku.

Progi

Nie czekaj na sygnał „niski poziom baterii”. Ustaw wyzwalacz, który zadziała wcześniej, np. po 5 minutach na baterii albo przy 50% naładowania, w zależności od tego, co nastąpi pierwsze. Mikroprzerwy nie wyłączą wtedy firmy. Ustaw też w BIOS-ie serwera i w NAS-ie automatyczne uruchomienie po powrocie zasilania.

Test, którego nikt nie robi

Konfiguracja, której nigdy nie sprawdziłeś, nie istnieje. Raz na kwartał, w umówionym oknie serwisowym, zasymuluj zanik: odłącz UPS od gniazdka albo wymuś wyłączenie z poziomu oprogramowania (w NUT służy do tego polecenie FSD). Sprawdź kolejność, czas i to, czy wszystko wstało samo.

Czym innym jest kalibracja czasu podtrzymania (pełne rozładowanie, po którym UPS lepiej szacuje czas). Rób ją najwyżej raz lub dwa razy w roku, bo głębokie rozładowania skracają życie akumulatorów.

Baterie: żywotność i wymiana

Akumulatory VRLA w typowych UPS-ach wytrzymują zwykle 3-5 lat. Producenci zalecają wymianę przed piątym rokiem, nawet jeśli UPS nie zgłasza błędu. Ogromne znaczenie ma temperatura: optymalnie 20-25°C, a każde 8°C więcej skraca żywotność mniej więcej o połowę.

Zapisz datę montażu baterii na obudowie. Brak takiej ewidencji to jeden z błędów w infrastrukturze, które wychodzą dopiero przy pierwszej awarii.

Co podpiąć, a czego nie

Pod UPS idzie wszystko, co jest potrzebne do pracy i do poprawnego wyłączenia: serwer, NAS, switch, router, ONT lub modem. Czego nie podłączaj:

Drukarki laserowe - przy nagrzewaniu pobierają bardzo dużą moc. Producenci UPS-ów wprost odradzają ich zasilanie z baterii, bo potrafią przeciążyć UPS albo wielokrotnie przerzucać go na baterię. Wystarczy zwykła listwa przeciwprzepięciowa.
Grzejniki, czajniki, ekspresy - też się zdarzają.

Osobne zasilanie dla sieci

Switch PoE z kamerami i telefonami VoIP może pobierać więcej niż niejeden serwer. Jeśli monitoring i VoIP mają działać podczas zaniku, rozważ osobny UPS dla sieci: router, ONT i switch PoE. Serwer i NAS wyłączą się zgodnie z planem, a sieć, telefony i rejestrator kamer pracują dalej tak długo, jak pozwala ich bateria.

Checklista

[ ] Obciążenie zmierzone, nie wzięte z tabliczki
[ ] UPS dobrany po watach, z zapasem 20-30%
[ ] Typ: line-interactive minimum, on-line przy złej sieci
[ ] Czas z tabeli producenta pokrywa budżet wyłączania
[ ] UPS połączony z serwerem/NAS-em (USB lub karta NMC)
[ ] Serwer UPS (NUT/DSM/QTS) + klienci skonfigurowani
[ ] Kolejność: VM, hosty, NAS na końcu
[ ] Próg: np. 5 min na baterii lub 50% naładowania
[ ] Switch pośredniczący w sygnale też na UPS-ie
[ ] Auto-start po powrocie zasilania (BIOS, NAS)
[ ] Test zaniku raz na kwartał, wynik zapisany
[ ] Data montażu baterii zapisana, wymiana do 5 lat
[ ] Drukarki laserowe i grzałki poza UPS-em
[ ] Sieć PoE / VoIP / monitoring na osobnym UPS-ie

Nie wiesz, czy Twój UPS faktycznie wyłączy serwer?

Zwykle wychodzi to przy pierwszym dłuższym zaniku, czyli za późno. Dobieramy UPS-y i konfigurujemy automatyczne wyłączanie (NUT, Synology, QNAP, maszyny wirtualne) w ramach usług serwery i wirtualizacja. Jeśli chcesz sprawdzić całą infrastrukturę razem z zasilaniem, zamów audyt IT - w Krakowie na miejscu albo zdalnie.