Energeticky úsporné jsou už i datové sítě

V minulém roce začali zdůrazňovat důležitost funkcí úspory energie rovněž dodavatelé síťového vybavení, což dříve nebylo obvyklé. Síťová infrastruktura se totiž nenachází ve stejné třídě jako servery nebo úložiště, co se týče celkové spotřeby elektrické energie. Organizace totiž používají mnohem více serverů než přepínačů – v celkovém rozpočtu za elektřinu však mají zařízení spojená s datovými sítěmi na svědomí až 15 procent celkových nákladů. Na rozdíl od serverů, které mají důmyslné funkce řízení spotřeby energie, ale musí být síťová zařízení neustále zapnutá a připravená přenosy zpracovat. Přesto výrobci přišli s technologiemi, které dokážou tento hendikep účinně eliminovat.

Technologická zlepšení, která přinášejí zvýšení energetické účinnosti, se neustále vyvíjejí v mnoha oblastech. „Jakmile se na trh dostane nová generace produktů, bude implementováno více druhů těchto funkcí,“ prohlašuje Dale Cosgro, produktový manažer síťových produktů ProCurve firmy Hewlett-Packard.

Některými příklady inovací jsou:
* Modulárnější konstrukce zákaznických integrovaných obvodů (ASIC), která přepínačům umožňuje vypínat nepoužívané komponenty od diod na panelech až po paměťové moduly.
* Obecný pokrok v křemíkových technologiích sníží úniky proudu a postupně zvýší energetickou účinnost u každé nové generace čipů. Cosgro je přesvědčen, že nakonec „budeme schopni současné zařízení s odběrem 100 W nahradit v blízké budoucnosti řešením s odběrem pouhých 10 W“.
* Vývoj efektivnějšího softwaru, který spotřebuje méně cyklů procesoru a díky tomu zajistí nižší spotřebu energie.
* Konstrukce zařízení, která budou pracovat při vyšších pracovních teplotách, takže se tím sníží náklady za chlazení.

Cosgro například prohlašuje, že současná zařízení HP ProCurve dokáží bezpečně pracovat i při teplotách okolo 55 stupňů Celsia, což je více než udávají specifikace pro většinu ostatního vybavení datových center. „Je to způsobeno požadavky správců IT, kteří chtějí provozovat datová centra při vyšších teplotách,“ tvrdí.

Nadstandardní provozní teploty mohou být využívány v propojovací skříni od jednoho konkrétního výrobce, ale dodavatelé síťových zařízení budou muset provést rozsáhlejší testování i ve smíšených prostředích, než bude možné trvale pracovat při teplotách sahající až k 55 stupňům Celsia -- zejména jde-li o racky v datových centrech.
„Nikdo nemá představu, jak se budou chovat síťová a další zařízení při umístění vedle serverů vydávajících větší objem tepla,“ prohlašuje Drue Reeves, analytik Burton Group. V současné době každý dodavatel testuje pouze svá zařízení.

Vylepšený monitoring
Další oblastí hodnou pozornosti je vylepšení monitoringu a správy napájení s podrobnějšími způsoby nastavení. Sledování napájení a teploty v reálném čase je pro každé datové centrum klíčové a je nezbytné pro řízený růst. „Není-li něco v pořádku, chcete o tom vědět dříve, než nastane katastrofa,“ vysvětluje Rockwell Bonecutter, ředitel globálního provozu společnosti Accenture.

Správní software lze nakonfigurovat k identifikaci specifického síťového vybavení, jako jsou telefony VoIP, pomocí protokolu LLDP (Link Layer Discovery Protocol). Příslušná aplikace poté dokáže například automaticky vypnout napájení PoE (Power-over-Ethernet) u telefonů VoIP ve specifickou denní dobu nebo je-li na konci dne počítač odpovídajícího uživatele vypnut.

Dalším příkladem mohou být hraniční přepínače – ty jsou totiž obvykle během pracovního dne připojeny ke dvěma směrovačům pro zajištění redundance, ale síť lze nakonfigurovat tak, že jeden směrovač se v noci přepne do úsporného režimu a druhý se potom vzbudí pouze v případě potřeby.

Tyto příklady efektivnějšího použití představují „velkou příležitost pro změny“, tvrdí Cosgro.

Specifikace a standardy
Nově se objevující standardy by mohly brzy pomoci k dalším úsporám během doby, kdy jsou sítě nevyužité, a také by mohly pomoci oddělením IT porovnat relativní úspornost konkurenčních produktů.

Návrh nového standardu IEEE P802.3az EEE (Energy Efficient Ethernet) pro energeticky úsporný Ethernet může nabídnout obrovské úspory provozních nákladů odpojováním napájení síťového vybavení při nízkém využití. V současné době totiž ethernetová zařízení neustále komunikují, i když na síti nedochází k datovým přenosům. Zařízení podporující standard EEE bude sice periodicky zasílat puls, ale po zbytek doby bude nečinné, a uspoří tak energii během nečinnosti ve výši až 90 procent.

Ve velkých sítích je to „velké množství energie“, které lze takto ušetřit, tvrdí Cosgro. Standard také umožní zjednodušení ostatních provozních režimů. Například u 10Gb přepínače jednotlivé porty podporující aktuálně jen 1Gb zátěž budou schopny snížit napájení vyžadované pro 10 Gb na úroveň potřebnou pro právě podporované 1Gb připojení, čímž dojde k úspoře energie.

Produkty vyrobené s podporou standardu EEE by se měly začít prodávat v roce 2011, odhaduje Rob Aldrich, architekt skupiny pokročilých služeb společnosti Cisco.

Virtuální síťové karty
Další nově se objevující technologie konsorcia PCI-SIG – tzv. Multi-Root I/O Virtualization – poskytuje serverům v racku přístup k sdílenému poolu síťových karet. Ten    probíhá prostřednictvím vysokorychlostní sběrnice PCI Express – v podstatě dochází k prodloužení sběrnice PCIe mimo prostor vlastního serveru.

„Namísto síťové karty v každém serveru je vytvořen přístup ke skupině síťových karet v racku. Serveru tak lze přiřazovat šířku pásma dotyčných karet, obvykle pomocí nástrojů poskytovaných dodavatelem serveru,“ prohlašuje Reeves ze společnosti Burton Group.

Energetické úspory vzniknou ze zvýšené utilizace sítě dosažené rozdělením šířky pásma každé virtuální síťové karty – z toho pak plyne následná potřeba menšího počtu fyzických karet i portů přepínačů. Očekává se, že produkty odpovídající obecnému standardu se objeví někdy v roce 2012.

Hodnocení energetické účinnosti
U některých síťových zařízení se začaly objevovat standardizované způsoby měření energetické účinnosti. Například společnost Juniper Networks udává na technických listech některých svých zařízení hodnoty ECR (Energy Consumption Rating). ECR je návrh specifikace vytvořený konsorciem ECR Initiative. Firmy Lawrence Livermore Labs, Ixia a Juniper vytvořily specifikaci, která udává výkon na jednotku energie u síťových a telekomunikačních zařízení.

Jak Cisco, tak i Juniper podporují specifikaci TEER (Telecommunications Energy Efficiency Rating), která byla představena aliancí ATIS (Alliance for Telecommunications Industry Standards) minulý rok.

Žádná specifikace však zatím nebyla všeobecně přijata. Juniper podporuje ECR, ale toto hodnocení neudává v dokumentaci u všech svých produktů. Cosgro zase tvrdí, že firma HP žádný ze standardů pro energetickou účinnost dosud nezahrnula do svých datasheetů, protože uživatelé daným metrikám nerozumí. „Zajímají se hlavně o počet wattů spotřebovávaných daným řešením,“ dodává Cosgro.

Jako další výtku vůči specifikaci popisuje Cosgro nedostatek podrobné metodiky pro nezávislé měření. To znamená, že dodavatelé si mohou vybrat měřicí firmy s metodikami, které vyhovují právě jim.

Skutečně otevřená specifikace se pravděpodobně neobjeví dříve než koncem tohoto roku, kdy by měla být vydána specifikace EPA Energy Star pro velká síťová zařízení. (EPA vytvořila specifikaci Energy Star pro malá síťová zařízení v prosinci minulého roku, ale většina vybavení podnikových sítí bude zahrnuta až v budoucí specifikaci určené právě pro ně.)

Podle mluvčího agentury EPA je plánováno zveřejnění návrhu specifikace pro datová centra do začátku letošních prázdnin a koncem roku 2010 pak pro síťové prvky datových center. Ta bude pokrývat komponenty, jako jsou napájecí zdroje a interní čipy, EEE či celkovou spotřebu energie zařízením a bude „klíčovým standardem pro energetickou účinnost zmíněných zařízení“, dodává Cosgro.

Nejsnadnějším způsobem, jak dnes mohou síťoví správci zvýšit energetickou účinnost, je zakoupit nová zařízení, ale je to postupný proces, protože správci musí zvážit stáří zařízení vůči potenciálnímu přínosu vycházejícímu ze zvýšení účinnosti. Ačkoli může principiálně dojít k 15% úsporám nákladů, je nutné zohlednit rozložení mezi tisíci servery v několika rozvaděčích zaplněných přepínači – celkové úspory jsou nakonec mnohem menší.

Ani v případě jednoho racku obvykle úspory nákladů za energii neospravedlní rychlou modernizaci. Reeves z Burton Group varuje, že „většina lidí neušetří dost energie z krátkodobé perspektivy, aby to ospravedlnilo výměnu zařízení“. Výsledkem je nakonec setrvání u současného životního cyklu.