Die Geheimnisse eines 19-Zoll-Server-Rack-Designs

I. Einleitung:

1- Was ist ein 19″-Serverschrank?

Ein 19″-Serverschrank bezieht sich im Allgemeinen auf Geräte, die in einem 19″-Schrank oder -Rack installiert sind. Der Unterschied zwischen einem Schrank und einem Rack besteht darin, dass ein Schrank eine schützende Hülle und eine obere und untere Abdeckung hat, während ein Rack keine hat.

Regale, die sich von Schränken unterscheiden, werden oft als "Rahmen" bezeichnet. Beide haben eine rechteckige Form. Das 19″-Servergehäuse ist so konzipiert, dass es in einen Schrank passt, eine rechteckige Form annimmt und bestimmte Höhenbeschränkungen einhält, so dass die Gehäuse verschiedener Hersteller in Schränke mit denselben Spezifikationen passen.

2- Ursprünge der 19″-Server-Racks und -Schränke

Ursprünglich waren 19″-Server-Racks und -Schränke ein Standard für elektronische Kontrollinstrumente des US-Militärs. Der Zweck dieser Norm bestand darin, die Abmessungen dieser Geräte zu vereinheitlichen und ihre schnelle Montage, ihren Austausch und ihre Wartung zu erleichtern. Schließlich wurde diese Norm auch vom zivilen Sektor übernommen und fand in der Geschäftswelt weite Verbreitung.

3- Arten von 19″-Server-Rack-Produkten

3-1- Zu den Vorteilen von Schränken gehören der Schutz von Serverschränken und die Möglichkeit der Erweiterung. Ursprünglich wurden sie für industrielle Steuersysteme verwendet, aber in den letzten Jahren wurden sie aufgrund der Entwicklung von Netzwerken zunehmend für Netzwerkkommunikationsgeräte verwendet.

Daher lassen sich ihre Produkttypen grob in zwei Hauptkategorien einteilen: Produkte für den Bürogebrauch und Produkte für den industriellen Gebrauch.

3-2- Produkte für den Bürogebrauch

• 3-2-1-Servierer
• 3-2-2- Telekommunikationsprodukte
• 3-2-3- Internet/Intranet-Produkte
• 3-2-4- Sonstige Peripheriegeräte für Computer

3-3- Industriell genutzte Produkte

• 3-3-1- IPC (Industrie-PC)
• 3-3-2- Schalttafeln
• 3-3-3- Sonstige maschinengestützte verwandte Produkte

II. 19″-Server-Rack Außenabmessungen und Schrankspezifikationen

1- Kabinettspezifikationen

Schränke sind nicht einfach nur Kästen, wie ihr Name vermuten lässt; sie haben verschiedene Formen, wie die drei folgenden Abbildungen zeigen. Diese Schränke sind alle HP Produkte, aber ihr Aussehen und ihre Abmessungen variieren je nach Betriebsumgebung.

Alle Schränke werden gemäß den einschlägigen Spezifikationen hergestellt, wobei die definierten Breiten, Höhen und Tiefen in den Serien IEC-60297 und EIA-310 enthalten sind. Die beiden Spezifikationen definieren die Höheneinheit als U (1U = 1,75″ = 44,45mm), die Breite als 19″ (es gibt auch andere Breitenspezifikationen, aber 19″ ist die gebräuchlichste), und die Tiefe variiert etwas.

1-1- Definition der Höheneinheit U: 1U = 1,75 Zoll = 44,45 mm. Schränke verwenden U als Basiseinheit, so dass ein 35U-Schrank eine Gesamthöhe von 35U an Serverracks aufnehmen kann, aber die Gesamthöhe des Schranks nicht 35U beträgt.

1-2- Die Definition der 19-Zoll-Breite (482,6 mm) bezieht sich auf die maximale sichtbare Breite des Serverschranks von vorne gesehen, die in der Regel die Breite der Montageflansche auf beiden Seiten des Serverschranks ist, nicht die Breite des Schranks selbst. Die Breite von 19″-Schränken ist durch die Abmessungen des Serverschranks begrenzt und übersteigt fast immer 500 mm (da 19″-Serverschränke etwa 483 mm breit sind). Die Breite der derzeit auf dem Markt erhältlichen Schränke reicht von 500 mm bis 800 mm, wobei einige spezielle Spezifikationen 1000 mm überschreiten, am häufigsten ist jedoch ein 600 mm breiter Schrank.

1-3- Obwohl es Vorschriften für die Schranktiefe gibt, werden diese nur selten erwähnt, da sie keine Einschränkungen für Serverracks wie Höhe und Breite darstellen. Selbst kurze Serverracks können in langen Schränken verwendet werden, sofern ihre Konstruktionsspezifikationen vollständig eingehalten werden. Die Schrankhersteller bieten verschiedene Tiefenangaben an, wobei 600 mm, 700 mm und 800 mm tiefe Schränke am häufigsten verwendet werden (die Tiefe bezieht sich auf die Außentiefe des Schranks, ohne Griffe).

2- Beziehung zwischen dem äußeren Erscheinungsbild des Serverschranks und dem Schrank während des Entwurfs

2-1- Äußere Abmessungen: Das Design von Serverschränken ist durch die Größe der Schränke begrenzt, daher müssen die Konstrukteure die folgenden Punkte berücksichtigen:

2-1-1- In Bezug auf die Höhe: Da die Höhe in U gemessen wird, wobei 1U 1,75″ oder 44,45 mm entspricht, darf ein 1U-Serverschrank nicht höher als 44,45 mm sein. Um das Stapeln und die Montage zu erleichtern, ist die Höhe in der Regel auf weniger als 44 mm ausgelegt. Ebenso wird die tatsächliche Höhe von Serverschränken mit unterschiedlichen U-Werten etwas geringer sein als ihr U-Wert, so dass zwischen den einzelnen Serverschränken im Schrank ein Zwischenraum bleibt, um die Montage und Demontage zu erleichtern.

2-1-2- Was die Breite betrifft: 19″-Schränke haben Feinblech (oder rechteckige Aluminiumsäulen) an jeder Ecke, um den Schrank zu stützen und das Serverrack zu sichern, so dass die für Serverracks verfügbare Innenbreite nur etwa 450 mm (ca. 17,7″) und nicht die volle 19″-Breite beträgt. Um die Montage zu erleichtern, kann die Breite des Serverschranks nicht auf 450 mm festgelegt werden, sondern beträgt in der Regel nicht mehr als 440 mm, so dass auf beiden Seiten eine Lücke von 5 mm bleibt. Wenn Gleitschienen für eine einfache Montage, Wartung und Demontage in Betracht gezogen werden, muss die Breite des Server-Racks weiter reduziert werden. Gängige Gleitschienenstärken liegen zwischen 10 und 20 mm, und beide Seiten benötigen Schienen, so dass die Breite des Serverschranks noch schmaler wird, wenn man die doppelte Stärke berücksichtigt.

2-1-3- In Bezug auf die Tiefe: Bei den Überlegungen zur Tiefe ist zu berücksichtigen, dass die Serverschränke in den Schränken Platz für die Wärmeableitung, das Kabelmanagement und andere Komponentenanordnungen bieten müssen. Da der Platz auf beiden Seiten begrenzt ist, müssen die Konstrukteure den vorderen und hinteren Raum nutzen. In der Regel stehen vorne und hinten mindestens 75 mm Platz zur Verfügung (je nach Position der Montagehalterung). Daher ist es am besten, für einen 600-mm-Schrank Serverschränke mit einer Tiefe von weniger als 450 mm zu entwerfen.

2-2- Befestigungslöcher im Schrank: Serverschränke müssen an beiden Seiten befestigt werden, wenn sie in einem Schrank aufgestellt werden. Die Befestigungslöcher befinden sich in der Regel an den Montageflanschen. Die Abmessungen und Positionen dieser Löcher sind in der folgenden Abbildung dargestellt (Datenquelle: EIA-310-D). Die Abbildung zeigt drei Breitenmaße mit jeweils drei Zahlen. Die oberste Ebene der Abmessungen ist die Standardgröße für 19-Zoll-Schränke (d. h. 450, 465 und 483,4). Die drei Dimensionen stellen Folgendes dar:

450 mm - Maximale Breite, die ein Serverschrank im Schrank einnehmen kann. 465mm - Abstand zwischen den Montagebohrungen am Serverschrank und Schrank. 483,4 mm - Maximal zulässige Breite zwischen den Montageflanschen am Serverschrank.

31,8 mm - Abstand zwischen den beiden Befestigungslöchern innerhalb einer Höhe von 1 HE. Bei drei Befestigungslöchern innerhalb einer Höhe von 1 HE beträgt der Abstand zwischen den Löchern die Hälfte von 31,8 mm, also 15,9 mm.

12,7 mm - Engster Abstand zwischen den Befestigungslöchern zweier benachbarter U-Einheiten, d. h. der Abstand zwischen dem unteren Loch des oberen U und dem oberen Loch des unteren U. Die Verbindung zwischen 1U und 1U befindet sich in der Mitte des 12,7-mm-Abstands.

6,75 mm - Abstand zwischen der oberen (oder unteren) Montageöffnung des Serverschranks und der inneren Oberseite (oder Unterseite) des Schranks.

2-3- Vordere Griffe: Serverschränke werden von vorne eingeschoben und herausgezogen, daher werden Griffe oft an den Vorderseiten des Serverschranks angebracht, um die Bedienung zu erleichtern. Bei der Gestaltung der Griffe muss darauf geachtet werden, dass sie nicht mit den Schraubenlöchern für die Montage des Serverschranks und des Schranks kollidieren, da sich diese Löcher ebenfalls an den Seiten des Serverschranks befinden.

2-4- Fußpads: Einige Serverschränke sind so konzipiert, dass sie außerhalb des Schranks unabhängig betrieben werden können, daher sind ihre Sockel oft mit Standfüßen ausgestattet. Dies verhindert eine Beschädigung der Oberflächen, wenn sie auf einem Tisch oder Schreibtisch aufgestellt werden. Bei der Installation des Server-Racks in einem Schrank können die Fußstützen jedoch mit dem darunter befindlichen Server-Rack kollidieren. Aus diesem Grund ist es besser, wenn die Standfüße leicht entfernt und wieder angebracht werden können.

III. 19-Zoll-Standard-Schrankgrößentabelle

Der Standardschrank, den wir üblicherweise sehen, ist der 19-Zoll-Standardschrank. Heutzutage wird für die meisten technischen Geräte die 19-Zoll-Größenangabe verwendet. Daher hat sich der 19-Zoll-Schrank zu einem natürlichen Standardschrank entwickelt.

Was den Standardschrank betrifft, so wissen wir, dass seine Struktur nicht sehr kompliziert ist und in der Regel aus der grundlegenden Schrankstruktur, dem internen Trägersystem und den Komponenten des Stromversorgungs- und Kühlungssystems besteht.

Durch die Standardisierung der Serverabmessungen soll sichergestellt werden, dass der Server die richtige Größe hat, um in ein Metall- oder Aluminiumrack gestellt zu werden. Das Rack hat Schraublöcher zur Befestigung des Servers, die mit den Schraublöchern des Servers übereinstimmen, und wird dann mit Schrauben befestigt, um den erforderlichen Platz für jeden Server zu schaffen.

Die Standardabmessungen für einen Server sind seine Breite (48,26 cm = 19 Zoll) und Höhe (ein Vielfaches von 4,445 cm). Da die Breite 19 Zoll beträgt, wird ein Rack, das diese Norm erfüllt, manchmal auch als "19-Zoll-Rack" bezeichnet. Die Dicke basiert auf einer Einheit von 4,445 cm, wobei 1 HE gleich 4,445 cm ist.

Die spezifischen Abmessungen und Größenstandards sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:

19-Zoll-Standard-Schrankabmessungen

Abmessungen des 42U-Schranks

Die Abmessungen des 42U-Schranks sind denen des 19-Zoll-Standardschranks sehr ähnlich, der einzige Unterschied ist die Höhe, die 42U beträgt. Die Höhe der in einem 19-Zoll-Standardschrank installierten Geräte wird in einer speziellen Einheit namens "U" ausgedrückt, wobei 1 HE 44,45 mm entspricht.

Die Geräteblenden von Geräten, die 19-Zoll-Standardschränke verwenden, werden in der Regel nach dem nU-Standard gefertigt. Bei einem 42U-Schrank beträgt der verfügbare Innenraum 42U, so dass Sie die Schrankgröße entsprechend der Anzahl Ihrer Geräte wählen können.

Bei den Totem-Schränken können Sie zwischen 18U, 22U, 27U, 32U, 37U, 42U und 47U wählen.

Wie sind die Abmessungen eines Schranks definiert? Im Folgenden finden Sie eine ausführlichere Einführung, die Ihnen bei der Auswahl eines Schranks helfen soll.

Die Abmessungen der Höhe H₁ können der nachstehenden Tabelle entnommen werden:

Hinweis: In der Tabelle ist 1U = 44,45mm. Wenn es keine Anforderungen für kombinierte Schränke gibt, ist H₁ ist das Referenzmaß.

Erläuterungen zu den Abmessungen von Serverschränken:

Wenn wir über das "U" eines Servers sprechen, handelt es sich um eine Einheit, die die äußeren Abmessungen des Servers darstellt. Es ist eine Abkürzung für "Unit" und wird von der American Electronics Industry Association (EIA) als Industriestandard festgelegt. Mit der Standardisierung der Serverabmessungen soll sichergestellt werden, dass die Server die richtigen Abmessungen haben, um in Eisen- oder Aluminiumgestelle zu passen.

Die Standardabmessungen für einen Server sind seine Breite (48,26 cm = 19 Zoll) und Höhe (Vielfache von 4,445 cm). Da die Breite 19 Zoll beträgt, werden die Racks, die diese Norm erfüllen, auch als "19-Zoll-Racks" bezeichnet, was der Breite eines im Rack montierten Servers entspricht.

Überlegungen zur Auswahl des Platzes für Serverschränke:

Planen und listen Sie alle Geräte auf, die in den Schrank eingebaut werden sollen, und geben Sie deren genaue Maße an: Höhe, Länge, Breite und Gewicht. Indem Sie das Volumen und den Platz, den diese Geräte einnehmen, zusammenfassen, entscheiden Sie letztendlich, wie hoch der Schrank sein soll, den Sie wählen. Es liegt auf der Hand, dass höhere Schränke mehr Geräte aufnehmen und Platz sparen können.

Es geht nicht nur darum, die Höhe des Schranks zu maximieren, auch die Rückseite des Schranks bietet eine große Fläche, die genutzt werden kann. Dies ist der Grund für die Messung der Schranktiefe. Wenn Sie sich für einen tieferen Schrank entscheiden, können Sie zwei Geräte Rücken an Rücken aufstellen und noch mehr Geräte installieren.

Nach der Berechnung des Schrankraums (in "U"- oder 1,75-Zoll-Einheiten) ist die Gesamtgröße des Schranks zu berücksichtigen. Niemand möchte feststellen, dass er kurz nach dem Befüllen des Schranks weitere Geräte hinzufügen muss. Planen Sie daher in der Regel eine zusätzliche Schrankhöhe von 20% bis 30% für die Systemerweiterung ein. Dieser zusätzliche Platz verbessert auch die Belüftung der Geräte.