Rack-Montage und Serverraum: Strom, Kühlung, Ordnung

Rack-Montage und Serverraum sind die physischen Grundlagen. Vieles davon klingt nach Handwerk – aber ein falsch aufgebautes Rack führt zu Ausfällen durch Überhitzung, zu Stromproblemen und zu Wartungszeiten, die niemand einplant.

Die Maßeinheit: Höheneinheiten

1 HE (Hoeheneinheit, englisch 1U) = 44,45 mm\nEin 19-Zoll-Rack ist 19 Zoll (482,6 mm) breit,\ngemessen an den Befestigungsschienen.\n\nTypische Bauhoehen:\n  1U  48,3 cm tief, oft 4-8 Festplatten\n  2U  6-12 Festplatten, mehr Erweiterungsmoeglichkeiten\n  4U  Tower-aehnlich, viel Platz fuer Karten und Laufwerke\n\nRackhoehen:\n  24 HE  42 HE  47 HE sind ueblich\n  # Man braucht immer ein paar HE Reserve.\n  # Faustregel: 20 % Reserve einplanen.\n\nPraktische Abmessungen pruefen (werden oft vergessen!):\n  - Einbautiefe des Racks (600 oder 800 mm? 1000 mm?)\n  - Tiefe der Server inklusive Kabelbiegeradius\n  - Blenden und Kabelmanagement belegen zusaetzlich Platz\n  - Stromleisten brauchen auch Platz (hinten, 0 HE\n    bei vertikaler Montage, sonst 1-2 HE)\n  # Ein Server, der mechanisch passt und hinten die\n  # Kabel nicht unterbringt, ist ein Problem,\n  # das erst beim Einbau auffaellt.

Gewicht und Einbau

GEWICHT - die wichtigste Zahl vor dem Einbau:\n  Ein 2U-Server mit 24 Festplatten wiegt 25-35 kg.\n  Ein 4U-Speichersystem kann 60-100 kg wiegen.\n  # Viele Server haben deshalb SCHIENEN (mit\n  # Auszugsmechanik), nicht nur Winkel.\n  # Und: Ein 30-kg-Server in 2 m Hoehe einzubauen\n  # braucht ZWEI Personen. Immer.\n\n  Traglast des Racks pruefen (meist 500-1000 kg) und\n  des BODENS (Bodenplatten in Rechenzentren sind\n  meist auf 500-1000 kg/m2 ausgelegt).\n\nEINBAU-REGELN:\n  1) Reserve-HE NICHT zwischen Geraete streuen,\n     sondern oben zusammenfassen (bessere Kuehlung,\n     Platz fuer spaeter).\n  2) Schwerste Geraete unten (Schwerpunkt, Sicherheit).\n  3) Tiefe Geraete hinten gekuehlt - Kuehlluft\n     kommt von vorne!\n  4) Kabelmanagement-Traeger einplanen (1 HE je 4-8 HE).\n  5) Blend- und Blindplatten in ungenutzten HE\n     # Ohne sie geht die Kuehlluft im Kreis statt\n     # durch die Server - ein kalter Gang mit\n     # uebersprungenen HE funktioniert nicht.\n     # Das ist die billigste Kuehlungsverbesserung.\n\nBESCHRIFTUNG:\n  # Jedes Geraet vorne UND hinten mit\n  #   - Inventarnummer\n  #   - Hostname\n  #   - Portbelegung (bei Netzwerktechnik)\n  #   - IP-Adresse\n  # beschriften. Beschriftungsdrucker, keine Handschrift!\n  # Wer im Ausfall sucht, will nicht raten muessen.

Stromversorgung

LEISTUNGSAUFNAHME richtig rechnen:\n  1) Typenschildwert (maximal) ist NICHT der Betriebswert!\n     Ein Server mit 800 W Netzteil verbraucht im\n     Betrieb bei 30 % Auslastung etwa 250 W.\n  2) Bei der Planung trotzdem mit Reservedenken:\n        Grundlast (gemessen) x 1,3 Reserve\n        + Reserve fuer Erweiterungen\n  3) Der Einschaltstrom ist hoeher (Netzteil-\n     Kondensatoren laden sich) - das kann\n     Schutzschalter ausloesen.\n\nSTROMKREISE UND PHASEN:\n  # Zwei Netzteile MUESSEN an zwei unabhaengigen\n  # Kreisen haengen - nicht an derselben Leiste!\n  # Farbe der Leisten zur Kennzeichnung nutzen\n  # (rot = A, blau = B).\n  # Bei Drehstrom: Falsche Verteilung kann\n  # Schieflast erzeugen. Elektriker einbeziehen!\n\nSTECKER UND LEISTEN:\n  C13/C14 (10 A, "Kaltgeraetestecker")\n  C19/C20 (16 A, fuer groessere Systeme)\n  # Kein Mehrfachstecker, keine Kaskade!\n  # Jede Leiste mit eigener Absicherung.\n\nUSV (unterbrechungsfreie Stromversorgung):\n  Zweck: 1) Ueberbrueckung kurzer Ausfaelle (Sekunden)\n         2) Sauberes Herunterfahren bei laengeren\n         3) Schutz vor Spannungsspitzen\n  # WICHTIG: Die USV NUR fuer die Ueberbrueckung zu\n  # nutzen ist die halbe Wahrheit - entscheidend ist,\n  # dass ein SIGNAL ans System geht und ein\n  # geordnetes Herunterfahren ausgeloest wird.\n  # Ohne das schaltet die USV eines Tages einfach ab\n  # und der Server stirbt unsauber.\n  # Konfiguration: nut (Network UPS Tools) oder\n  # apcupsd, Verbindung per USB oder Netz,\n  # Test: Batterie und Last einmal jaehrlich pruefen.\n  # Batterien halten 3-5 Jahre - danach ist die\n  # USV eine schwere, teure Steckdosenleiste.\n\nWICHTIGE KENNZAHL:\n  Wirkungsgrad (Effizienz der USV/Netzteile)\n  # Bei doppelter Umwandlung (USV) sinkt der\n  # Wirkungsgrad. Gute Netzteile schaffen 94-96 %\n  # im Arbeitsbereich, sind aber bei 10 % Last\n  # deutlich schlechter (Effizienzkurve!).\n  # Deshalb: USV nicht dreimal ueberdimensioniert\n  # betreiben - sie arbeitet dann im schlechten\n  # Bereich.

Kühlung

LUFTFUEHRUNG - der wichtigste Punkt:\n  Kaltgang vorne, Warmgang hinten. Geräte ANSAUGEN\n  VORNE, AUSBLASEN HINTEN.\n  # Wer einen Server verkehrt einbaut, heizt das\n  # Rack und die Nachbarn.\n\nStrategien:\n  Kaltgang-Einhausung\n    # Tue ren oder Dach - die wirksamste Massnahme\n    # fuer kleinen Aufwand.\n  Warm-/Kaltgang-Trennung (auch ohne Einhausung)\n    # Voraussetzung: Blindplatten in freien HE,\n    # Kabeldurchfuehrungen geschlossen (Buersten)!\n  Frischluftkuehlung\n    # Wo moeglich, sehr guenstig im Betrieb\n  Freie Kuehlung\n    # Aussenluft, wenn die Temperatur passt\n\nTEMPERATUR:\n  Kaltgang 24-27 °C sind heute Standard\n    # Frueher 20 °C - das war zu kalt und teuer.\n    # Hoehere Temperatur spart deutlich Kuehlenergie.\n  Eingangstemperatur der Geraete: 18-27 °C zulaessig\n    # ASHRAE-Empfehlungen sind heute 18-27 °C fuer\n    # Klasse A1/A2 (Rechenzentrum).\n  Warmgang 30-40 °C\n  # KRITISCH: Feuchte beachten (40-60 %).\n  # Zu trocken: elektrostatische Entladung.\n  # Zu feucht: Kondensation.\n\nMESSEN STATT RATEN:\n  # Temperatursensoren vorne UND hinten je Rack.\n  # Ohne Messung im Warmgang weiss man nicht,\n  # ob die Kuehlung wirkt - und ob es "heisse\n  # Flecken" gibt (ein Rack, das 10 °C waermer ist).\n  # Sehr praktisch: Ein Handthermometer fuer\n  # Stichproben. Die Oberwellen (Server-Blende)\n  # sollten sich nicht heiss anfuehlen.

Prüfliste

Sind Höheneinheiten und Tiefe vor dem Einbau geprüft (inklusive Kabelbiegeradius)?
Sind ungenutzte HE im Kaltgang mit Blindplatten verschlossen?
Sind Kabeldurchführungen geschlossen (kein Luftkurzschluss)?
Hängen die zwei Netzteile an unabhängigen Stromkreisen?
Ist die USV mit einem Signal zum geordneten Herunterfahren verbunden und getestet?
Ist die USV-Batterie jährlich geprüft (Lebensdauer 3–5 Jahre)?
Sind Temperatursensoren vor und hinter einem kritischen Rack?
Ist eine Kaltgang-Einhausung vorhanden oder geplant?
Sind alle Geräte vorne und hinten beschriftet (Hostname, Inventarnummer, Ports)?
Ist die Gewichtsverteilung sinnvoll (schwer unten)?
Sind die Lüfterfilter gereinigt (Staub = Wärmestau)?
Ist der Serverraum zutrittsgeschützt und dokumentiert?

Häufige Fehler

Offene HE im Kaltgang. Die Kühlluft geht im Kreis statt durch die Server. Blindplatten sind die billigste Kühlungsmaßnahme überhaupt.
Kabeldurchführungen offen. Der zweithäufigste Kurzschluss der Luftführung. Bürsten einbauen.
Beide Netzteile an derselben Leiste. Redundanz, die keine ist.
USV ohne Herunterfahr-Signal. Die USV schaltet irgendwann ab und der Server stirbt unsauber – mit möglichem Datenverlust.
Alte USV-Batterien. Nach 5 Jahren hält die USV Sekunden statt Minuten – und niemand merkt es bis zum ersten echten Ausfall.
Server verkehrt eingebaut. Hinten ansaugen, vorne ausblasen: Das Rack heizt sich selbst.
Gewicht unterschätzt. Ein 4U-Speichersystem wiegt bis 100 kg. Zwei Personen, Schienen, und Bodentraglast prüfen.
Keine Temperaturmessung. „Es ist kühl hier“ ist kein Messwert. Ohne Sensor weiß man nichts über heisse Flecken.
Kühlung zu kalt eingestellt. 20 °C Kaltgang statt 27 kostet doppelt für die Kühlung und hilft niemandem.
Kabel ohne Management. Ein Kabelknäuel vor den Lüftungsgittern behindert die Luftführung – und die Fehlersuche.
Lüfterfilter nie gereinigt. Staubige Filter führen zu Überhitzung und Lüfterlärm.

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Hardware: Netzwerkgeräte