网络设备：向服务器学节能<转载>

　　在引入了能源管理后，服务器节能获得了用户潮水般的好评。与此同时，网络设备也在努力达到服务器的节能水平。

　　惠普ProCurve网络产品部门的产品经理Dale Cosgro称，网络设备厂商在去年开始强调设备的节能特征，而此前设备的节能特征从来就没有被重点关注过。

　　就总体电力消耗而言，网络基础设施与服务器或存储不可能处于同一水平。虽然与交换机相比，服务器要消耗掉更多的能源，但是网络却占了能源预算的15%。服务器拥有精密的电源管理管制，与服务器不同的是网络设备必须时刻准备接收信息。

　　构架式网络交换机的电能消耗十分巨大。思科Catalyst 6500系列交换机，每个42U式架构式交换机的功率达2kW至3kW。思科高级服务集团架构师Rob Aldrich称，思科系统最大级别的企业级交换机-- Nexus 7000系列，每个架构式交换机的功率达13kW。一台功率为13kW的架构式交换机产生的热量超过了许多机架式服务器—这需要特别关注冷却。

　　市场研究公司Gartner公司的分析师Rakesh Kumar称，相比之下，多数数据中心服务器机架的功率在8kW至10 kW之间。惠普副总裁兼关键设备服务总经理Peter Gross 称，目前每个机架的平均功率为4 kW。

　　厂商已经开始引入一些节能特征，如高效率的电源供应器、变速散热风扇。但是目前在交换机领域内，在电源管理方面所采取的措施十分有限。多数空闲的交换机仍然要消耗最大运行功率的40%至60%。Aldrich称，一旦少于40%，那么交换机的性能就要打折扣。他称：“除非用户能够接受延迟，否则你必须要消耗这么多电能。”

　　不过Cosgro指出，更大的提高即将出现。

　　更加高效的技术

　　支持节能的技术改良将逐渐的涉及到以下几个领域。Cosgro 称：“作为开拓市场的新一代主打产品，它们将具备以下几个特征。”比如说：

　　·将出现更多模块化专用集成电路(ASIC)设计，这些设计使得交换机能够关闭从LED面板灯到内存表等不使用的组件。

　　·硅技术的进步将减少电流漏泄，并逐渐通过新一代芯片推动节能。Cosgro称：“最终我们将让网络设备由目前的每天耗电100瓦降低至10瓦。”

　　·研发更为有高效的节能软件，这些高效节能软件将占用更少的CPU资源，以及更少的电能。

　　·让设计出可以在更高的温度下运行的设备，以减少冷却成本。

　　比如，Cosgro表示，惠普目前的ProCurve设备在130度下可以安全运行，这一温度指标远远超过了大多数数据中心的指标。他称：“由于IT经理希望让数据中心能够在更高温度下运行，因此这一需求推动了这一设计。”

　　更高的运行温度或许在单一厂商的配线间内出现。但是在近130度的温度被维持之前，特别是在数据中心的机架里，网络设备厂商需要在混合环境中做全面的测试。Burton 集团分析师Drue Reeves称：“当设置在可置换更多热量的服务器旁边，没有人知道网络设备和其它类型的设备将表现如何。”

　　目前每个厂商的测试都仅限于他们自己生产的设备。

　　其它焦点：在电源监控方面的提升以及更为精准的控制。对于任何数据中心来说，实时电源和温度监控是关键，同时也是提升管理的精髓。在埃森哲咨询公司从事绿色IT实践的 Rockwell Bonecutter称：“如果有事情不正常，你希望在灾难发生前就知道它们。”

　　，管理软件将被配置用于精确识别网络设备，如IP电话配置了链路层发现协议。软件能够自动在白天的特定时段或是当一天结束后相关电脑关机时为VoIP设备切断以太网供电电流。

　　其它的例子还包括：在白天，作为冗余将边缘交换机与两个路由器相联，但是在晚上，网络能够被配置成一个路由器进入低电量消耗的睡眠模式。只有当需要时，第二个路由器才会被唤醒。

　　Cosgro称：“这些类型的应用代表着节能机遇。”

　　更高的标准和规范

　　新兴的标准能够在网络空闲时辅助节能，帮助同类竞争产品衡量节能效率。

　　节能型以太网

　　新兴的IEEE P802.3az高能效以太网(EEE)草案标准可能将会在设备低使用率的情况下最大程度的削减网络设备的能源消耗。目前的以太网设备会持续的在两个设备之间传输，即使当网络中无信息时依然如此。支持EEE的设备将会周期性的发送脉冲，其它时间将保持安静。在空闲时间，这种技术能够降低90%的电能消耗。

　　Cosgro称，在大型网络中，这将节约大量的能源。

　　新的标准还允许在几个运行模式中进行切换。比如说，在一个10Gbit的交换机中，如果情况许可，个别端口可以由每秒10Gbit的传输速率下降至每秒1Gbit，以节约电能。

　　Aldrich称，至2011年，支持EEE标准的设备将会出到在市场上。

　　虚拟网卡

　　另一个新兴技术是PCI-SIG 推出的多源I/O虚拟化(MR-IOV)，其向在一个机架中的服务器提供了对网络接口卡共享池的访问权。通过高速PCI Express总线，其实质上将PCIe总线扩展至了服务器外部。Burton集团分析师Reeves称：“取代了每一个服务器上的网卡，你将访问一个机架上的网卡。你可以使用服务器厂商提供的工具为一个服务器分配这些网卡当中的其中一个网卡的部分带宽。”

　　节能将增加网络的利用率，这是通过将每一个虚拟网卡的带宽进行分割实现的。他称这种技术使得只需要很少的网卡和交换机端口。Reeves预测符合标准的产品最早将会在2012年出现。

　　能源利用率

　　最后，能源效率的标准化测量已经开始出现在一些网络设备上。比如，Juniper网络在其一些产品中提供了能源消耗率(ECR)的数据表单。ECR是一个规范草案，由ECR Initiative提出。Lawrence Livermore实验室、Ixia和Juniper完善了规范，其测量网络和通信设备每一能源单位的性能。

　　目前思科和Juniper也都开始支持电信行业标准联盟(ATIS)的电讯能源效率等级(TEER)规范。该规范由ATIS在去年提出。

　　但是每一个规范并不被普遍接受。虽然Juniper支持ECR，但是并不是他们所有的产品数据表单都包括该效率等级。Cosgro称，由于惠普认为用户无法理解上述度量，因此惠普在他们的产品数据表单中不会包含这两个能源利用率标准。他称：“用户关心的是解决方案的功率大量。”

　　Cosgro表示，目前外界对这些规范还存在反对的声音，反对者认为规范缺乏详细的、透明的评级方法。这意味着厂商能够选择可以满足他们需要的评级公司。

　　直到今年晚些时候，真正透明的规范可能才会出台。届时，EPA对于大型网络设备的能源之星等级评定标准会被公布。此前在去年12月份，EPA起草了能源之星小型网络设备规范，这次即将出台的大型网络设备规范将涵盖多数企业网络设备。

　　据EPA发言人称，他们计划在2010年6月份公布关于数据中心的标准草案，在2010年晚些时候公布关于数据中心网络设备的标准草案。Cosgro称，新规范将包括诸如电源供应器、内部芯片等部件以及高能效以太网和设备总体能消耗情况，其将成为未来一个重要的能效标准。

　　对于网络管理员来说，提供能源效率的最简单的办法就是购买新设备，但是实际上这是一个逐步进行的过程，因为管理员必须要衡量一个更新旧设备的费用与潜在的节能收益之间的比例。(范范编译)

　　相关链接一

　　数据中心能源统计

　　数据中心设备消耗多少能源？

　　·思科Catalyst 6500系列交换机，满机架配置：每个机架耗电量2千瓦至3千瓦。

　　·思科Nexus 7000系列交换机，满机架配置：每个机架13千瓦。

　　·装满服务器的机架平均负荷为每个机架4千瓦。(胡杨编译)

　　相关链接二

　　创建更节能的网络基础设施的五个技巧

　　·更新你的设备。思科预测称，它的新设备每两至三年将能源效率提高15%至20%。节省能源本身不足以证明更换设备是合理的，但是，这是保证你按计划更新设备的一个充分的理由。

　　·利用节能功能。这些功能每一个厂商都是不同的，甚至每一个型号的设备都是不同的。因此，在购买设备之前要查看一下。例如，思科Nexus 7000交换机能够减少空闲的线卡插槽的耗电量。但是，思科更流行的Catalyst 6500 系列交换机 没有设个功能。惠普等其它厂商允许用户关闭空闲的插槽。但是。这个过程是手工操作的。瞻博网络允许管理员切断不使用的端口的电源，但是，只能编写一个脚本在达到某些活动的极限时降低电源。

　　·虚拟化。服务器虚拟化通过在一台物理服务器上的多个虚拟服务器共享一个或者更多的网络接口提高网络利用率和减少网络设备的需求。在交换机方面，思科虚拟交换系统等功能允许一台交换机发挥多台交换机的功能。这就意味着一个端口能够连接多台服务器。这是很有效的，因为大多数机构都根据高峰工作量过多配置交换容量。减少需要的物理端口的总数能够降低整个耗电量。同样，惠普的虚拟连接(Virtual Connect)技术从以太网和光纤通道网络中提取惠普刀片式服务器。它需要较少的网络接口卡，减少了布线的需求和提高了网络利用率。

　　·小心处理好机柜。保证进入热通道/冷通道排列的网络设备使用从先向后的气流，而不是从一边到另一边的冷却。厂商喜欢从一边到另一边的通风，从而允许他们在机架中放置更多的设备。但是，使用从一边向另一边通风的设计会把热气送回到冷通道或者直接把热气送到附近的机架，造成机架过热。如果这个厂商不能提供支持从前向后通风的交换机设备，你将需要给这个机柜配置一个转换工具。Panduit和Chatsworth等厂商提供这种工具。这种工具能够让机柜改为在热通道/冷通道配置中使用。

　　·使用一种结构化的网络设计。Accenture绿色IT实践的全球负责人Rockwell Bonecutter说，你的最大节能效率的最佳赌注是执行电信行业协会为数据中心制定的TIA-924电信基础设施标准。这个技术规范把网络设备安装在主配电区。这些设备最终连接到单个机架上的服务器、存储和其它IT设备。(胡杨编译)