| 出版日期：2001-03-05 总期号：999 本年期号：14 |
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利用PA图评估电源可用性
● 电源可用性由两个要素组成：平均无故障时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR） ● 通过电源可用性图表可以很容易理解电源可用性、冗余性和热更换性之间的关系 ● 电池、电源电子器件和控制器组件是分析电源的三种主要部件 ● PA图将UPS分为四类：独立UPS、容错UPS、模块化UPS、电源阵列 电源可用性的组成 在谈到一个系统的子系统可用性的时候，电源的可用性对整体系统的影响，已经摆在了十分重要的地位。电源可用性是衡量在一年中计算机系统所能够得到的正常电源的评估指标。没有电源，计算机系统以及通过计算机系统所从事的所有工作都将停止。由于电源问题是造成计算机停机的一个重大原因，因此增加电源可用性，是增加总体系统可用性的最有效的途径。 
图1 PA图 电源可用性同整个系统的可用性一样，由两个要素组成，它们分别是：电源保护系统的平均无故障时间（MTBF）和平均修复时间（MTTR）。因此，在提高电源可用性时，最重要的问题就是如何增加系统的平均无故障时间（MTBF）和减少系统的平均修复时间（MTTR）。可以通过两种途径来增加系统的平均无故障时间（MTBF）：增加系统中每个部件的可靠性，或者增加系统的冗余性，以保证系统乃至个别部件出现故障时仍可使用。向电源保护系统中增加热更换性是降低平均修复时间（MTTR）的最有效途径。热更换性意味着，如果单个部件出现故障，它可在系统运行的同时，被用户拆除和更换。 电源可用性图表 利用电源可用性图表（即PA图），可以很容易地理解电源可用性、冗余性和热更换性之间的关系（如图1）。PA图根据电源保护系统如何满足高可用性、冗余性和热更换性的要求，将电源保护系统分为图中的四类。 
图2 PA图量化后的坐标轴 从图的底部上升到图的顶部，表示随着越来越多的部件具有热更换性，系统的可用性越高；从图的左侧向右侧移动，表示有更多的部件成为冗余部件，系统的可用性越高。根据对高可用性的需要以及企业计划投入的资金量，信息系统管理员可以选择适合于自己的解决方案。 电源可用性指数 PA图中，电源保护系统的可用性，以及所适应的不同信息系统类型，可以根据电源可用性指数（或PA指数）线性衡量。PA指数可以作为理解电源保护系统之间差异的工具。电源可用性指数直接与电源可用性图对应，它清楚地说明了高可用性电源保护系统的不同特征。 如图2所示，PA图可以通过电源保护系统中三种主要部件：电池、电源电子器件和控制器组件进行量化。
由于该图是一个连续集合，因此存在具有一部分热更换和一部分冗余部件的“混合”系统。但是，在人们日常应用中，可以简单地将电源保护系统归类到四种系统之一。 根据可用性分类的四种UPS 根据PA图，就可以对目前的电源保护系统进行分类，如图3和表1所示。 独立UPS（如APC BK500IACH），既不能热更换也不具有冗余性。这种独立UPS提供正常的电源可用性，系统正常运行时间依赖于UPS本身的可靠性。它们可以在不同的设备负载上使用，因此这类系统在低功率电源范围内（低于5kVA）最有效。对于大于5kVA的集中式解决方案，用户应当考虑更高可用性的解决方案。 容错UPS（如PK US9003UPS），这类系统具有冗余性部件，但并不是所有的主要部件都可以热交换。当一个部件发生故障时，电源保护系统仍继续保护负载，因此这类系统具有高电源可用性。但是，由于出故障的部件常常会造成整个UPS需要更换，因此这类系统存在修复费用昂贵和耗时等严重缺点。它的修复会造成系统停机以及给信息系统管理员造成很大的不便。容错UPS系统可以具有某些热更换部件，如电池和电源电子器件等，但是在多数情况下，多数关键部件，如处理器组件等，不能热更换。不能热更换的部件越多，电源可用性就越低。 
图3 根据PA图将电源系统分类 模块化UPS（如APC Matrix UPS），与容错UPS一样，模块化UPS提供了电源高可用性。这类系统具有多种热交换部件，并且一般应用在多台服务器和电信设备上。许多模块化UPS还提供冗余电池。与容错UPS相比，这类系统的主要优点是所有主要部件中的故障都可以通过热交换解决，从而消除了由于少数部件出现故障而造成的系统停机。 电源阵列（如APC Symmetra），是APC公司自行研发的具有最高电源可用性的UPS系统。它借用磁盘存储技术中的“阵列”概念，用阵列中的所有电源模块同时负担系统负荷，地位完全平等，当某个模块出现问题而停止供电时，其它的模块便会平均承担多出来的电源负载。电源阵列的电子器件、电池和控制器组件既具有冗余性也具有热更换性。这类系统提供了非常高的可用性，具有对于信息管理员来说最高的保护水平。电源阵列价格一般比同档次的独立UPS高10%～20%，比一般的容错UPS或模块化UPS高5%～10%。 总之，独立UPS、模块化UPS以及电源阵列，从电源可用性角度看都可以提供客户利益的保障。信息系统管理员可以使用PA图和PA指数，来帮助自己选择合适于本企业的高可用性电源保护系统，增加其系统和应用的可用性。 |
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