データセンターのラック環境について

# はじめに
データセンターのラック環境について調べたことをまとめてみました

# 変電所
https://www.chuden.co.jp/energy/ene_about/electric/kids_denki/hendensho/yakuwari/

# 分電盤
https://www.hochan.jp/consumer/zukai/

# 変圧器


# ラックの電源など全体図
https://xtech.nikkei.com/it/article/COLUMN/20090529/330933/?SS=imgview&FD=54139247

https://xtech.nikkei.com/it/article/COLUMN/20090312/326332/

電気を使い過ぎるとブレーカが落ちるのは家庭でも経験できるが，これはラックでも同様だ。ラックに空きスペースがあるからと機器を増やしていくと，サーバー・ルームの分電盤内にあるブレーカが落ち，ラック及びシステム全体に影響を及ぼすことがある。

# 参照
* https://mbp-japan.com/saga/pc-pro/column/4008618/
* https://www.homac.co.jp/guide_detail/id=82 
* https://qiita.com/natorikei/items/54190569a59779b0a607

# 電力とは
電力と電力量の違い
https://hegtel.com/denryoku-denryokuryo.html

電流によってなされる単位時間あたりの仕事。単位はワット，略号W

# 電圧(V)、電流(A)、消費電力(W)など
https://hegtel.com/denatsu-denryu.html

* 電圧(V)
  - 「電気を流そう」とするための能力
  - 電圧が高くなると、電気が多く流れる
* 電流(A)
  - ある面を単位時間に通過する電荷の量のことである
* 消費電力(W)=電源容量
  - A * V
  - ラック電源容量とはラックの消費電力

### Kva
  - 消費電力の単位であり、V（ボルト：電流の圧力）　×　A（アンペア：電流の流れる量）であることは、同じです
* 電子レンジでいうとw=「食べ物を温める機能」だけに使われる電力消費量
* kva=「センサー、ターンテーブル、時間表示機能」を含めた電力消費量
* kva>w
* 計算ミスが許されない商用電源では、kVAを使って電源容量を計算することが必要
* サーバのkvaは各メーカのサイトで情報が提供されている

### 電圧と省電力
https://jp.fujitsu.com/platform/server/advantages/special/jokun/12-electricity/01/

W=V*A
200Vにすると電圧（V）が2倍になるから、半分の電流（A）で同じ量の電力（W）が生み出されます


# 電源タップ
* **一般家庭は100v**なので機器の消費電力(W)が分かればおのずと使用される電流(A)が分かる
  - 500wなら5A
  - 250Wなら2.5A
* タップに合計1500Wまでと書かれていたら、15Aまでってこと



# サーバーの電源容量(消費電力)
https://www.datadock.co.jp/column/housing/2018/04/84.html

運用後に電源容量は実測する


## サーバーの定格消費電力
* サーバーには定格消費電力が記載されています。これは最大消費電力が記載されているのでハードディスクなどが少ない場合には消費電力が半分以下である場合が多く、1ラックに定格消費電力の合計以上にサーバを搭載できます。
* この時想定できるサーバー消費電力合計は、契約電力の60%以下が望ましい数値になります。


# 電源容量とは
電源容量とは、パソコンなどの電子機器へ電力を一度に送ることができる電源ユニットのパワーを示しています

# ラックの電源容量
https://www.school.ctc-g.co.jp/columns/sugipooh/sugipooh02.html

1ラックに何台のサーバーを設置出来るかは、ラック電源容量契約により変わります。1ラック2KVAから8KVAが伝統的なデータセンターでのラック電源容量になります。

# ラックの選び方
https://www.datadock.co.jp/column/housing/2018/04/85.html

注意するのは**電源、サイズ(奥行)、重さ**


* ラックの電源容量(消費電力kva)の上限
  - ラックに搭載する機器のkVAの合計を算出してラックの上限に収まるか考える　　
* ラックの耐荷重
* 電源冗長化のために電源系統を考える
* サーバーの奥行、高さを考える
  - ロングサーバーと言われる特別奥行が長いサーバーなど、標準的なラックでは「奥行」が足りない場合もあるので注意しましょう。

# ラックの規格
* **19インチ・ラックが一般的**
* EIA規格
  - この19インチの1Uに収まるサーバーのことを1Uサーバーと呼ぶ

## 規格
* `米国電子工業会（EIA）`と`JIS規格`がありIT関連機器ではもっぱら**EIA規格が採用**されているみたいです。放送関係の機器でJISが使われるくらいらしい。
* この区画やそのサイズのことを「U」（ユニット）と呼ぶ。 

**ラックの規格といえばEIA**

http://e-words.jp/w/1U%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%90.html


## EIA規格
* 幅19インチ（約482.6mm）、一段分の高さ1.75インチ（約44.5mm）、42段のものがよく用いられる。
* この規格のものは「19インチラック」あるいは段数を付して「○○Uラック」（42Uラックなど）とも呼ばれる。
* メーカーを問わずどのような製品でも収納することができる
  - メーカーはこの規格の幅に合うようにしている。**奥行は規格なし**
* ラックマウント型の機器はこの区画にちょうど収まる筐体を持つため、異なる種類の機器や異なるメーカー、機種の装置が混在していても同じラックに隙間なくきれいに収納することができる。
* サーバーの幅、高さはこの単位に従って作られる
* 幅、高さには規格があるが、**奥行きは規定されていない**
  - ブレード・サーバーのような奥行きがある
  - 背面のケーブル束の熱が熱だまりの原因になる
  - サーバーの奥行はメーカーによって変わる

https://lab.unicast.ne.jp/2017/04/12/be-careful-rack-mount-server-depth/

## サーバーの「高さ」
単位Uで表現。EIA規格に準拠している。 1Uサーバー、2Uサーバーとか呼ぶ

## 単位U
* 1U=1.75インチ=約4.5cmのことです。2U=約9cm
* 1.75インチはメートル法で表すと44.45mm
* 1Uの方がスペースが確保出来ます


## サーバーを19インチラックに設置ときに主に重要な情報
* サーバーのサイズ(U)
  - 特に奥行
  - データセンターにラックの奥行きを問い合わせる
* 消費電力(A)
* 重量(Kg)
* レール
  - 搭載するサーバーのレールの最小の長さが、借りるラックの奥行きに対して十分収まるサイズかちゃんと確認しておきましょう。


## ラック参考
* https://tech.nikkeibp.co.jp/it/article/COLUMN/20110630/361883/
* http://e-words.jp/w/%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%A9%E3%83%83%E3%82%AF.html
* https://tech.nikkeibp.co.jp/it/article/COLUMN/20110630/361883/
* [ラックサーバは1Uが良いのか、2Uが良いのか](http://ottoserver.com/%e3%83%a9%e3%83%83%e3%82%af%e3%82%b5%e3%83%bc%e3%83%90%e3%81%af1u%e3%81%8c%e8%89%af%e3%81%84%e3%81%ae%e3%81%8b%e3%80%812u%e3%81%8c%e8%89%af%e3%81%84%e3%81%ae%e3%81%8b/)

# 分電盤やブレーカーやアースなど
https://www.panasonic.com/jp/support/kaden/basic.html

**電気料金は消費電力量(Kwh)によって変化する**
なのでラック毎に消費電力量上限の契約がある
**各家庭やコンセントにどれだけの電気を流すかは、「アンペア」で表わします。家電製品にも書かれている「消費電力」とは、その製品がどれくらいの電力を使うかを表しています。**

# 電気料金
https://enechange.jp/articles/electricity-consumption-calculation

* （1）電気代を計算する時は、まず電力量（Wh）を算出します。
  - 消費電力（W）×時間（h）＝電力量（Wh）
* （2）次に、電力量はkWh（キロワットアワー）で計算するため、Wh（ワットアワー）をkWh（キロワットアワー）に換算します。
  - Wh÷1000＝Kwh
* （3）最後に、kWh×ご契約プランの1kWhあたりの電力量料金で、電気代が算出できます。
  - kWh×1kWhあたりの電力量料金＝電気代

1kWhあたりの電力量料金は契約している電力会社で求める