涉及能源管理這個問題時,服務器一直占據(jù)著重要地位,但如今的網(wǎng)絡連接設備正在迎頭趕上。
在過去的幾年中,網(wǎng)絡設備廠商就開始強調(diào)能效特性。當然,這在以前算不上什么。在總體的能耗方面,網(wǎng)絡連接的基礎設施與服務器或存儲器等簡直無法同日而語,服務器的數(shù)量遠比交換機要多,但網(wǎng)絡連接的能源耗費可以占到總功耗預算的15%。
網(wǎng)絡連接設備不像服務器那樣有著復雜的能耗管理控制,它們必須時刻開機并準備接受數(shù)據(jù)通信。
此外,機架水平上的網(wǎng)絡連接能耗是很大的。如,思科公司的最大的企業(yè)級交換機Nexus 7000,其每機架可以耗用13千瓦。而一個13千瓦的機柜產(chǎn)生的熱量要比服務器機架更多,這足以喚起人們對冷卻的重視。
相比之下,多數(shù)數(shù)據(jù)中心占據(jù)的服務器機架要耗用8到10千瓦。一般的機柜耗用約4千瓦。
廠商們已經(jīng)采用了一些與節(jié)能有關的特性,如高效的電源以及變速冷卻風扇。但對于交換機而言,在能源管理領域,仍有不少限制。多數(shù)空閑交換機仍能耗用最高運作電能的40%到60%。低于40%將會影響性能,除非用戶們愿意接受延遲。
但巨大的改進已如箭在弦上,蓄勢待發(fā)。
更高效的技術(shù)
有利于提高能效的技術(shù)改進在幾個領域逐漸顯現(xiàn)。隨著新產(chǎn)品進入市場,就會有更多種類的特性得以實施。
其中的一些例子包括更模塊化的專用集成電路設計(ASIC),這種技術(shù)可以將未用的交換機關閉,關閉的組件包括LED面板燈直至內(nèi)存中的地址表。
此外,硅技術(shù)中的普遍改進將會使漏電最小化,并用新一代芯片逐漸提高能效。我們能夠使網(wǎng)絡連接設備的功率,從100瓦降到10瓦。
其它領域中的改進也有助于提高能效。例如,軟件的效率現(xiàn)在也更高了,消耗的CPU周期更短,耗用的電能也更少。現(xiàn)在的硬件被設計得可以運行在更高的運作溫度,從而減少冷卻成本。
例如,據(jù)稱HP的ProCurve設備可以安全地運行在130度的高溫,這個溫度要比其它的多數(shù)數(shù)據(jù)中心設備要高。這種趨勢受到IT管理人員需求的驅(qū)使,因為他們想使數(shù)據(jù)中心運行在更高的溫度。
在由單一廠商提供的布線機柜中,還有可能將運行溫度進一步提高,但是在溫度達到130度之前,網(wǎng)絡設備供應商需要很好的測試,特別要在數(shù)據(jù)中心的機架中進行測試。在網(wǎng)絡互聯(lián)和其它類型的設備緊靠著服務器時,沒有誰知道它們是如何相互影響的。
更高級的電路監(jiān)視系統(tǒng)也有助于節(jié)省能源,擁有精細控制的管理工具也有助于省電。實時的電路和溫度監(jiān)視對于任何數(shù)據(jù)中心都是關鍵。任何管理人員都希望了解在出現(xiàn)異常情況時,在發(fā)生重大災難之前,在第一時間了解真相。
可以對管理軟件進行配置,通過鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議(LLDP),使其可以識別特定的網(wǎng)絡設備,如VoIP電話。這種軟件可以在特定的時間自動關閉以太網(wǎng)供電的VoIP手持設備,或者在工作日的終結(jié)時關閉相關的PC。
再舉另外一個例子。邊緣交換機一般都連接到兩臺路由器,用以實現(xiàn)冗余性,但管理員可以配置網(wǎng)絡,使其中的一臺路由器在夜間可以進入低功耗的睡眠模式。進入睡眠模式的路由器僅在需要時才能喚醒。
更好的標準
新出現(xiàn)的標準有助于在網(wǎng)絡未使用期間節(jié)省能源,并有肋于比較不同產(chǎn)品的相對功效。
新的IEEE P802.3az能效以太網(wǎng)標準(EEE)早在今年九月份就已經(jīng)得到核準,在利用率很低時,它可以減少電力消耗從而提供最大的節(jié)省。
如今,以太網(wǎng)設備連續(xù)地在設備之間傳輸數(shù)據(jù),即使網(wǎng)絡通信已經(jīng)處于停頓狀態(tài)。支持EEE標準的設備將會定期地發(fā)送一個脈沖,但在其它時間會保持“安靜”,因而可以在空閑時段里節(jié)省超過90%的電能。
在一個大型的網(wǎng)絡中,這無疑是一種巨大的節(jié)約。
新標準還準許其它操作模式中的“速率降低”。例如,在一臺10Gb的交換機中,僅支持1Gb負載的個別端口就能夠從10Gb/s的速率降到需要支持1Gb/s速率的配置和節(jié)能狀態(tài),直至網(wǎng)絡活動再次達到正常水平。
另外一種新出現(xiàn)的技術(shù)是,PCI-SIG的Multi-Root I/O虛擬化規(guī)范,它在機架范圍內(nèi),使服務器可以訪問網(wǎng)絡接口卡的一個共享池。通過高速的PCI Express總線就可以實現(xiàn)這種特性,因而從實質(zhì)上擴展了服務器外部的PCI Express總線。在這里,不是每個服務器中都有一個網(wǎng)絡接口卡,而是可以訪問機架中的網(wǎng)卡庫,你可以將某塊網(wǎng)卡的帶寬的一部分分配給某臺服務器,這種功能可以通過服務器廠商所提供的工具來實現(xiàn)。
能耗的節(jié)省來自網(wǎng)絡利用率的提高,可以通過分割每個“虛擬網(wǎng)卡”的帶寬來實現(xiàn),當然,這種節(jié)約也有網(wǎng)卡減少和交換機端口減少的功能。
能效等級
最后,能效的標準化衡量已經(jīng)開始在某些網(wǎng)絡連接設備上出現(xiàn)了。例如,Juniper網(wǎng)絡公司就將能效等級包括到它的某些產(chǎn)品的數(shù)據(jù)記錄表中。能效等級(ECR)是一個草案規(guī)范,它由Juniper、Ixia等公司開發(fā)。
如今,思科和Juniper都支持電訊業(yè)界解決方案的能效等級規(guī)范。
然而,不管是哪一種規(guī)范都沒有得到廣泛的接受。Juniper支持ECR,但卻并沒有將等級評定包括到其所有產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表格中。惠普并沒有將上述的能效標準包括到其數(shù)據(jù)表中,因為用戶們并不理解標準。
對上述規(guī)范的另外一個打擊是這些規(guī)范缺乏詳細的開放性的等級評定方法。這意味著廠商們可以選擇等級評定公司,這些公司能夠使用最適合其需要的方法。
增加能效的最簡單方法是購買新設備,但是這未必是一個可靠的選擇,因為網(wǎng)絡管理員在作出購買決策時除了考慮潛在的能源節(jié)省,還要考慮其它的因素,如當前設備的剩余使用時間。
在考慮到服務器較多的情況時,能源成本節(jié)省15%確實可以省不少錢,但是如果交換機的機架不太多時,其總體上的節(jié)約并不太可觀。
即使是使用單獨的某種機架,每千瓦的成本也無法證明升級是可取的。在短期的運行中,多數(shù)單位并無法節(jié)約足夠的能源從而證明更換設備其是適當?shù)摹R虼耍瑔挝贿€是保持原來的狀況不變。
“綠化”網(wǎng)絡的四大方法
1、更新你的設備。思科估計其產(chǎn)品的能效每二到三年就會提升15%互20%。單單能源節(jié)省并不足以成為購買新設備的理由,但是改善效率卻是定期更新的若干理由之一。
2、利用能效特性。這些特性可以隨廠商而變化,甚至可以根據(jù)型號而變化,所以在購買之前應當進行檢查。例如,思科的Nexus 7000交換機可以減少空卡插槽的能耗,但這種特性在其更為流行的Catalyst 6500系列交換機中卻無法使用。其它廠商,如惠普,允許你關閉空的插槽,但是這卻是一個手動過程。Juniper網(wǎng)絡公司準許管理員降低不使用的端口能耗,但它卻要求管理員編寫一段腳本,以便于在達到某種活動閥值時降低能耗。
3、虛擬化。服務器的虛擬化可以增加網(wǎng)絡的利用率,并允許多個物理服務器共享一個或多個網(wǎng)絡適配器,從而減少網(wǎng)絡設備的需要。在交換機方面,思科的虛擬交換系統(tǒng)準許一臺交換機像像多臺交換機一樣工作,這意味著可以不只有一臺服務器連接到同樣的端口。這是可行的,因為多數(shù)單位都會根據(jù)其峰值負載來提供交換功能。減少物理端口的總體數(shù)量可以降低總體的功耗。與此類似,惠普的虛擬連接(Virtual Connect)技術(shù)要求更少的網(wǎng)絡接口卡,可以減少布線需求,并增加網(wǎng)絡的利用率。
4、使用結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡設計。你應重視遵循數(shù)據(jù)中心的基礎架構(gòu)標準(TIA-942)。該規(guī)范可以在一個分布式區(qū)域中定位連接到服務器、存儲器及其它IT設備的網(wǎng)絡連接設備。