Для владельцев ЦОД наступили суровые времена: к постоянной заботе о том, как с минимумом ресурсов получить максимум результата, добавилась еще одна, причем более серьезная. Многие ЦОД в ближайшее время достигнут предела своих мощностей, это касается как производительности, так и систем охлаждения. Но, несмотря на это, ЦОД приходится приспосабливаться к постоянно растущим требованиям бизнеса, то есть предоставлять больше памяти и ресурсов. Серьезные опасения вызывают и высокие счета за электроэнергию, составляющие значительную часть всех затрат на ИТ, а также нехватка места.
ЦОД КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ВРЕДИТЕЛЬ
Помимо проблем с нехваткой места и высокими затратами, владельцам ЦОД приходится отвечать на обвинения в том, что они оказывают негативное влияние на климат. Судя по текущему положению вещей, вполне можно рассчитывать на введение экологических норм для ЦОД. Уже установлено, что доля ЦОД в мировом выделении тепла поразительно высока: в крупнейших европейских промышленных странах на долю вычислительных центров приходится 4-5% всего потребления электроэнергии (данные PNA, основанные на оценке общего потребления энергии ЦОД в Великобритании). Например, как сообщает PNA по результатам исследования, проведенного в декабре 2006 г., среднестатистический ЦОД крупного европейского предприятия расходует на свои серверы около 7 МВт. При этом 91% по-требляемой энергии превращается в тепло, то есть на обработку данных уходит лишь 9%.
По оценкам специалистов, при сохранении нынешних темпов роста к 2010 г. потребность в ЦОД на территории ЕС возрастет на 25-45%, и если в процессорных технологиях не произойдет решающего прорыва, количество потребляемой энергии на один квадратный метр увеличится. Компьютеры располагаются все плотнее, поэтому, возможно, потребуется еще большая мощность систем охлаждения, если не удастся снизить коэффициент тепловыделения процессоров.
ПЕРВЫЙ ШАГ — ЗАМЕР
Настало время задуматься, а нет ли более эффективных методов, позволяющих справиться с потребностью предприятий во все большей вычислительной мощности, чем приобретение дополнительных вычислительных систем? Как насчет умного ПО, способного выполнять проверку всех систем в масштабе предприятия и выяснять, нет ли таких, которые при полном энергопотреблении работают в полсилы или являются избыточными «предметами роскоши» и в действительности никому не нужны? Такого ПО, которое само бы определяло, где можно уменьшить охлаждение или снизить по-требление энергии?
Первый шаг на пути к «зеленому» (а значит, и энергоэффективному) ЦОД заключается в том, чтобы выявить, где на предприятии таятся главные поглотители энергии. Это могут быть старые серверы, которые работают постоянно и потому потребляют слишком много электричества или предъявляют чересчур высокие требования к охлаждению. Незагруженные серверы тоже попусту используют энергию и выделяют лишнее тепло. В таких случаях сократить расход электричества и снизить текущие эксплуатационные расходы довольно легко.
Даже если поначалу это потребует значительных усилий, рекомендуется завести каталог с результатами замеров. В нем будет храниться информация о том, сколько ресурсов потребляет каждая система и какую пользу она приносит. Результаты часто оказываются поразительными. Так, на большин-стве предприятий приложение для расчета ежемесячного жалования востребовано лишь три-четыре дня в месяц, а в остальное время его поддержка лишь повышает эксплуатационные расходы.
Подобного расточительства можно избежать при осмысленной консолидации ресурсов. Например, посредством того же приложения можно осуществлять все остальное управление персоналом, к примеру, вносить информацию об отпусках и больничных.
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МОНИТОРИНГ
Путь к созданию оптимальной среды реального времени лежит через адаптацию нагрузки систем. Цель состоит во внедрении автоматизированной, процессно-ориентированной петли обратной связи, которая будет контролировать загрузку системы и давать советы, где и каким образом можно снизить энергопотребление.
Загрузку каждой системы необходимо постоянно отслеживать с помощью программного обеспечения мониторинга в масштабах всего предприятия. Система мониторинга должна предоставлять информацию в режиме реального времени и записывать ее в журнал. На основе данных такого наблюдения можно отрегулировать загрузку системы и снизить потребление энергии в соответствии с реальными требованиями. Новое состояние подлежит такому же контролю, и при любом изменении загруженности системы ресурсы следует перераспределять заново. Подобный «круговорот» протекает автоматизированно и ориентируется на процессы. Эта технология позволяет гибко применять ИТ, экономя ресурсы.
СЕРВЕР В КАЧЕСТВЕ ПОГЛОТИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ
Загрузка серверов варьируется в зависимости от их типа. У серверов Wintel она часто составляет лишь 2%, в случае серверов Linux — 20-30%. А у мейнфреймов средняя загруженность — около 70%. В большинстве ЦОД работает слишком много потребительских серверов, впустую расходующих электричество, выделяющих тепло и увеличивающих выбросы CO2 в атмосферу. Необходимо стремиться к рациональному использованию серверов, а следовательно, снижению их количества.
Путь к успеху ведет через консолидацию ресурсов, будь то серверы или вся инфраструктура ЦОД. Это достигается с помощью различных форм виртуализации, то есть более интенсивного использования существующих серверов посредством виртуальных систем (см. Рисунок 1). Далее следует позаботиться о том, чтобы все серверы были совместимы со всеми приложениями и, следовательно, взаимозаменяемы. Иначе говоря, не должно иметь значения, на каком сервере приложение выполняется. Таким образом, главная задача — оптимизация их использования.
ДИНАМИЧНОЕ АДМИНИСТРИРОВАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЙ
Помимо этого требуется динамичное планирование. Среди ряда возможностей наиболее выгодная и простая — размещение нескольких сред на одном сервере или серверном кластере при использовании программного обеспечения виртуализации (либо от производителя системы, либо в виде пакета от третьего лица). Виртуализация позволяет выполнять несколько операционных систем и приложений в различных секторах одного физического сервера (см. Рисунок 2). Это уменьшает количество аппаратного обеспечения, экономит место в ЦОД, а также снижает расход электроэнергии и потребность в охлаждении.
Другой метод состоит в том, что серверы выделяются приложениям в качестве хостов в зависимости от доступных на данный момент ресурсов. Он базируется на развитии технологии распределенных вычислений Grid Computing, когда целые среды динамически загружаются на одном сервере или группе серверов, а затем в них выполняются нужные приложения. Для успешного функционирования планирование задач должно производиться с помощью интеллектуальных средств управления. Освобождающиеся ресурсы направляются на решение ожидающих своей очереди задач и должны быть пригодны для них в плане производительности, памяти и систем ввода/вывода.
Системному администрированию будущего придется заботиться об экономии серверов. Целью является такое управление, чтобы в один и тот же поток включались и пакетные, и интерактивные задачи реального времени. Как ожидается, это приведет к распределению рабочей нагрузки между меньшим количеством серверов, и в итоге потребуется меньше процессоров. Таким образом можно уменьшить и количество резервных серверов, находящихся в «горячем резерве». Для этого нужна лишь служебная программа для системного администрирования, современные функции которой облегчат процесс перенастройки, и дополнение в виде приборной панели, где указываются текущие данные о потреблении энергии и предшествующие показатели. Самый важный инструмент — постоянная оценка оптимальной конфигурации с точки зрения экономии энергии. Для функционального управления энергоресурсами системам могут понадобиться компоненты для замера потребления энергии посредством сенсоров на уровне главных плат или серверов, причем с использованием SNMP.
СВОЕВРЕМЕННЫЙ ПЕРЕХОД
Предприятиям следует как можно скорее приспособиться к изменившимся условиям, поскольку рано или поздно правительства примут положения о защите климата в ЦОД в качестве обязательного требования. К тому же новые программные решения облегчают управление многочисленным аппаратным обеспечением и хорошо вписываются в целостную и всеохватывающую концепцию управления бизнес-сервисами.
Том Бишоп — глава технического отдела компании BMC.
© AWi Verlag