DE102011107839A1

DE102011107839A1 - Optoelektronische Vorrichtung zur Analyse der Belegung eines Server-Racks

Info

Publication number: DE102011107839A1
Application number: DE201110107839
Authority: DE
Inventors: Carsten Koch; Udo Kalinna
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-03

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, eine exakte, berührungslose und kostengünstige Bestimmung der in einem Server-Rack vorhandenen IT-Komponenten zu realisieren. Hierbei ist insbesondere die Art der Komponente, die eindeutige Identifizierung, die Lage im Server-Rack als auch die Zuordnung zu einem Server-Rack mit dem damit verbundenen Ort im Rechenzentrum von Bedeutung. Diese Aufgabe wird durch eine optoelektronische Vorrichtung gelöst. Eine nachgelagerte digitale Signalauswerteeinheit dient hierbei zur Analyse der in einem Server-Rack installierten IT-Komponenten. Während der Installation der Komponenten oder als Bestandteil einer vorgelagerten Inventur, werden die Komponenten als auch das Server-Rack mit einem oder mehreren optischen Markern ausgestattet, die als Positionsreferenz dienen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Zuge von Wartungs- und Erweiterungsarbeiten werden in einem Server-Rack laufend Änderungen bezüglich der Belegung der Rack-Einschübe durchgeführt. Ein Server-Rack bezeichnet herbei einen Schaltschrank, der mit Komponenten der Informationstechnologie (IT-Komponenten) bestückt ist.
Insbesondere in großen Rechenzentren, in denen Server-Farmen zum Einsatz kommen, gewinnt die Dokumentation des physikalischen Ortes einer HW-Komponente zunehmend an Bedeutung. Zum einen muss der Tausch einzelner HW-Komponenten dokumentiert werden, zum anderen lassen sich durch die genaue Ermittlung des Ortes einer IT-Komponente gezielt Analysen zum Energieverbrauch, bzw. zur Energiekostenoptimierung erstellen.
Weiterhin dient eine exakte Positionsbestimmung zur Analyse freier Kapazitäten im Rechenzentrum, beispielsweise freier Höheneinheiten. Die in den Server-Racks verbauten IT-Komponenten umfassen beispielsweise Server, Router, Switches, Patch-Panels, USV-Anlagen, Tastaturen und Bildschirme.
Zur Dokumentation der verbauten Komponenten pflegt das Servicepersonal, vorzugsweise händisch, eine Bestandsliste. In der Praxis treten jedoch im Laufe des Betriebs bedingt durch Wartungs- und Erweiterungsarbeiten Inkonsistenten bezüglich der protokollierten und den tatsächlichen im Server-Rack implementierten IT-Komponenten auf.
Um dieser Problematik zu begegnen und eine automatisierte Server-Rack-Inventur zu realisieren, wurden Lösungsansätze entwickelt, die beispielsweise auf der RFID-Technologie (Radio-Frequency Identification) basieren. Hierdurch ist eine Positionsbestimmung als auch exakte Identifizierung der mit einem RFID-Transponder ausgerüsteten Komponenten möglich. Das RFID-Lesegerät ist hierbei vorzugsweise direkt im Server-Rack verbaut und erlaubt eine dauerhafte und dynamische Rückmeldung zur Belegung des Server-Racks.
Ein Nachteil hierbei ist jedoch der nicht zu vernachlässigende zusätzliche HW-Aufwand (mehrere Transponder und ein Leseberät pro Schrank), welcher sich in einer signifikanten Preissteigerung des Gesamtsystems wiederspiegelt.
Eine kostengünstigere Lösung ist die Nutzung von kodierten Elektrokontakten, die eine Zuordnung der eingeschobenen Komponenten innerhalb des Server-Racks erlauben. In einem Server-Rack mit 20 Einbauplätzen benötigt man beispielsweise mindestens 5 Kontakte pro Komponente zur eindeutigen Kodierung der Einbaulage. Eine Reduzierung der Kontaktanzahl verspricht hierbei die Übertragung eines Analogsignals zur Identifizierung (siehe WO 2009050029-A1 ) als auch eine serielle Übertragung der Kodierung.
Zusätzliche Elektrokontakte führen jedoch generell zu einem erhöhten Installationsaufwand im Server-Rack, da jeder Einbauplatz verkabelt werden muss als auch zu einer potentiellen Fehlerquelle im Falle eines defekten Steckkontakts. Eine berührungslose Analyse der Server-Rack-Belegung ist also zu bevorzugen.
Zur berührungslosen Analyse von Server-Racks sind in der Literatur eine Vielzahl von videobasierten Systemen beschrieben. Diese zielen jedoch mehrheitlich auf die Überwachung der Zugangsberechtigung oder der Diebstahlsicherung. Dies ist beispielhaft in [Park2010] beschrieben. Patent KR 100920477-B1 beschreibt alternativ eine auf RFID basierte Zugangsüberwachung zur Diebstahlsicherung. Die Überwachung von Status-Anzeigen und der Verkabelung auf der Rückseite der IT-Komponenten durch eine Kamera ist in Patent JP 2003174273-A beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine exakte, berührungslose und kostengünstige Bestimmung der im Server-Rack vorhandenen IT-Komponenten zu realisieren. Hierbei ist insbesondere die Art der Komponente, die eindeutige Identifizierung, die Lage im Server-Rack als auch die Zuordnung zu einem Server-Reck mit dem damit verbundenen Ort im Rechenzentrum von Bedeutung.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Eine optotelektronische Vorrichtung mit einer digitalen Signalauswerteeinheit dient hierbei zur Erfassung der in einem Server-Rack (1-(1)) installierten IT-Komponenten (1-(2)). Während der Installation der Komponenten oder als Bestandteil einer vorgelagerten Inventur, werden die Komponenten als auch das Server-Rack (1-(4)) mit einem oder mehreren optischen Markern ausgestattet (1-(3)). Dies kann beispielsweise ein Barcode, Data-Matrix-Code, QR-Code oder vergleichbares sein.
Die optoelektronische Erfassung des zu analysierenden Server-Racks erfolgt durch ein bildgebendes 2D oder 3D-Verfahren, beispielsweise durch eine Kamera. Diese Kamera wird entweder in der stationär, beispielswiese in der Innenseite des Server-Racks, verbaut oder als mobiles Gerät ausgeführt. Ein Beispiel für ein mobiles Gerät wäre ein Smartphone.
Die aufgenommene Szene wird durch die Signalauswerteeinheit hinsichtlich abgebildeter Marker untersucht. Werden Marker detektiert, so werden diese dekodiert und mit der IT-Bestandsliste abgeglichen. Es erfolgt anschließend anhand des Bildes die Ermittlung der räumlichen Lage einer IT-Komponente, beispielsweise ein Server, im Server-Rack. Die im Server-Rack vorhandenen IT-Komponenten werden vermessen und hinsichtlich der belegten Höheneinheiten durch die Signalauswerteeinheit analysiert. Dies Ergebnis wird mit der Anzahl als auch mit den hinterlegten Informationen der detektierten und dekodierten Markern durch die Signalauswerteeinheit abgeglichen. Da in der Bestandsliste die räumliche Lage der IT-Komponenten verzeichnet ist, erfolgt eine räumliche Zuordnung neuer Komponenten in einem Server-Rack zu den im Bild sichtbaren bereits bekannten IT-Komponenten. Es ist somit nicht unbedingt notwendig, dass auch der Server-Rack einen Marker enthält, sofern zumindest eine IT-Komponente mit Marker in dem Server-Rack mit eindeutiger Position (Position des Rack und Position im Rack) in der Bestandsliste aufgeführt ist und als Referenz dienen kann.
Die Software überprüft hierbei alle im Bild detektierten optischen Marker und bekannten Merkmale auf Konsistenz bezüglich der in der Bestandsliste abgelegten Orte der Marker als auch der Art der zugeordneten Komponenten. Wird in einem Bild beispielsweise ein Marker einer IT-Komponente detektiert, die einem abweichenden Server-Rack zugeordnet wurde, so liegt eine Inkonsistenz vor. Dies kann beispielsweise durch das unprotokollierte Austauschen einer Komponente erfolgt sein.
Wurden IT-Komponenten ohne Marker detektiert, so erfolgt beispielsweise eine Meldung an den Benutzer und eine automatisierte Aufnahme in die Bestandsliste. Detektierte IT-Komponenten, mit oder ohne Marker, werden durch Mittel der Mustererkennung einer IT-Komponenten-Kategorie zugeordnet und ebenfalls mit der Bestandsliste abgeglichen. Hierdurch lassen sich automatisiert Analysen erstellen, ob die IT-Komponenten sachgerecht, bzw. nach Wunsch des Auftraggebers, platziert wurden.
Die messtechnisch exakte als auch kontextbasierte Lageerkennung und die hierdurch abgeleitete eindeutige Zuordnung der Positionen der im Server-Rack-Innenraum detektierten IT-Komponenten in Kombination mit der Analyse durch Methoden der Mustererkennung der nicht mit Markern versehenen IT-Komponenten unterscheidet die Erfindung von einer einfachen Inventur mit vorhandenen Markern wie beispielsweise Barcodes.
Die Signalauswerteeinheit kann ein nachgelagerter Bestandteil der Bildaufnahmeeinheit sein (Intelligente Kamera) oder die erfasste Szene an einen zentralen Server übermitteln, der die Analyse der Bilddaten übernimmt. Eine sehr kostengünstige Lösung wäre hierbei die Nutzung eines Mobiltelefons mit Kamera, Display und einer auf das Mobiltelefon angepassten Analyse-Software (Smartphone-App, siehe Liu2008 und Costa2011). Das Ergebnis der Analyse kann zusätzlich automatisiert mit weiteren Merkmalen der Umgebung verknüpft werden, um die Dokumentation der Server-Rack-Belegung zu optimieren als auch die Ergebnisse der Analyse zu plausibilisieren.
Beispiele dieser Merkmale sind: Positionsdaten der Bildaufnahme- oder Signalauswerteeinheit, beispielsweise durch GPS-Informationen, Funkzellenlokalisation, Funkortung, Laser-Triangulation innerhalb eines Gebäudes. Eine Vielzahl dieser Informationen stehen auf einem modernen Smartphone bereits zur Verfügung und können zur Plausibilitätsprüfung der Bestandsliste genutzt werden.
Die auf den IT-Komponenten und im oder am Server-Rack platzierten Marker können 2D als auch 3D-Strukturen zur Kodierung aufweisen. Bei einer 2D-Markierung ist die Markierung nicht notwendigerweise im sichtbaren Wellenlängenbereich realisiert sondern kann beispielsweise auch im NIR (nahes Infrarot) erfolgen. Bei einer 3D-Markierung erfolgt die Auswertung der Marker-Kodierung ebenso wie die Mustererkennung zur Komponenten-Identifikation analog zum Vorgehen bei Markern mit 2D-Strukturen.
Durch Mittel der erweiterten Realität (augmented reality) ist zusätzlich die Möglichkeit gegeben, in eine Anzeigeeinheit des mobilen Geräts ein Live-Bild des Server-Racks mit Informationen zu den identifizierten IT-Komponenten aus der Bestandsliste oder anstehenden Service-Aufgaben zu überlagern. Dies ist beispielsweise aus dem Bereich Medizintechnik dem Stand der Technik zuzuordnen, siehe Patent US 2011153341-A1 .
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2009050029 A1 [0008]
KR 100920477 B1 [0010]
JP 2003174273 A [0010]
US 2011153341 A1 [0022]

Claims

Optoelektronische Vorrichtung zur Analyse der Art als auch der Lage einzelner IT-Komponenten in einem Server-Rack, dadurch gekennzeichnet, dass 2. die Art der IT-Komponenten beispielsweise Server, Switches, Patchpanels oder Monitore umfassen kann. 3. die optoelektronische Erfassung des zu analysierenden Server-Racks durch ein 2D als auch 3D bildgebendes Verfahren erfolgt, beispielsweise durch eine Kamera. 4. die optoelektronische Erfassung des zu analysierenden Server-Racks im sichtbaren als auch im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich erfolgen kann. 5. die IT-Komponenten als auch der Server-Rack mit einem oder mehreren 2D oder 3D-Markern ausgestattet werden; dadurch gekennzeichnet, dass 6. proprietäre Marker oder Standard Marker verwendet werden, beispielsweise ein Barcode, Data-Matrix-Code, QR-Code oder vergleichbares. 7. Der bildgebende Sensor zur Datenaufnahme kann mobil als auch stationär positioniert sein; dadurch gekennzeichnet, dass 8. bei einer stationären Positionierung die Montage des Bildsensors im Server-Rack als auch in der nahen Umgebung außerhalb des Racks erfolgen kann. 9. Der Datenaufnahmeeinheit ist eine digitale Signalauswerteeinheit nachgelagert; dadurch gekennzeichnet, dass 10. die digitale Signalauswerteeinheit den durch den bildgebenden Sensor erfassten Server-Rack-Innenraum direkt hinsichtlich sichtbarer Marker untersucht, diese dekodiert und die exakte Lage der IT-Komponenten ermittelt, oder die aufgenommenen Bilddaten zur Analyse an eine übergeordnete Auswerteeinheit übermittelt. 11. Die Zuordnung einer IT-Komponente zu einem physikalischen Ort erfolgt durch eine messtechnische Ermittlung der Lage der Komponente im Server-Rack als auch durch einen Abgleich mit der Lage der im Bild bekannten Komponenten und kontextbasierter Verknüpfung weiterer Merkmale; dadurch gekennzeichnet, dass 12. diese Merkmale Positionsdaten (beispielsweise GPS, Funkzellenlokalisation, Funkortung, Laser-Triangulation) umfassen kann. 13. diese Merkmale durch eine Mustererkennung bezüglich der Art der IT-Komponente, Größe der Komponente, Farbe, Form, Funktion, Hersteller, und weiterer aussagekräftiger 2D/3D Eigenschaften gewonnen und analysiert werden. 14. Eine Bestandsliste verwaltet die Merkmale und Orte der IT-Komponenten und dient als Basis zur Plausibilitätsprüfung und zur räumlichen Zuordnung neuer Komponenten.