Владельцы дата-центров знают, что оплата за потребление электроэнергии составляет примерно 25% всех затрат на его содержание. И если учесть, что цены растут, и изменения ситуации не предвидеться, то будет расти и затратная часть. Исследования компания Forrester Research показывают, что более 25% организаций в ИТ-сфере ожидает постепенного увеличения затрат на энергопотребление на 5-10% от текущих затрат. И ещё 6% организаций ожидают увеличения затрат на энергопотребление на величину более 10%.
В этой статье мы рассмотрим как компаниям путём виртуализации удавалось снизить цифры потребления от 35% до 60%.
Виртуализация – это программная технология, которая использует физические ресурсы, такие как сервер, и делит их на виртуальные ресурсы, называемые виртуальными машинами, что позволяет пользователям объединять физические ресурсы, упростить развертывание и администрирование. Как результат, снижение энергопотребления и потребности в охлаждении.
Специалисты считают, что компаниям уже сейчас стоит задуматься над экономией электроэнергии, посредством использования виртуализации и приводят три причины, по которым это необходимо сделать:
1. Финансовая. Чем мощнее оборудование устанавливается, тем выше становятся затраты. Виртуализация – средство, которое может помочь снизить энергопотребление, позволяя выполнять тот же объем работы на меньшем количестве серверов.
Экономия при виртуализации серверов достигается за счет:
– Уменьшения количества арендуемого места в стойках датацентров
– Уменьшения энергопотребления
– Снижения расходов на запуск новых проектов
Примерные затраты на покупку серверов:
2. Гибкость. Виртуализация позволяет высвободить вычислительные мощности, которые можно использовать при необходимости, например, при неожиданном повышении нагрузки на сервера.
3. Экологичность. Виртуализация снижает нагрузку на оборудование, что позволяет снизить выбросы диоксида углерода (углекислого газа), кроме того, снижение нагрузки на оборудование означает повышение срока службы технической базы.
Вот несколько советов по снижению энергопотребления путём виртуализации:
1. Увеличение общего объема виртуализации
Напомним, что виртуализация – процесс представления набора вычислительных ресурсов, или их логического объединения, который даёт какие-либо преимущества перед оригинальной конфигурацией. Это новый виртуальный взгляд на ресурсы, не ограниченных реализацией, географическим положением или физической конфигурацией составных частей. Обычно виртуализированные ресурсы включают в себя вычислительные мощности и хранилище данных. Таким образом, используя технологию виртуализации, можно при прежней конфигурации, выполнять работу большего объема на одном и том же сервере.
По данным аналитиков, из 90 компаний, которые собираются применить виртуализацию у себя, только 37% действительно начали проводить соответствующие работы.
Первый шаг для экономии энергии – увеличение общего числа типов виртуализации на всех типах конфигурации серверов. Компания Forrester выделяет четыре этапа виртуализации вычислительного объема дата центра: 1. Требует улучшения (от 1 до 25% виртуализации); 2. Улучшено (26-50% серверов виртуализировано); 3. Надежный (51-75% виртуализации); 4. Лучший (76-100% виртуализации);
Одно из файловых хранилищ компании NetApp было модернизировано согласно принципа виртуализации, описанному выше. В результате снижение занимаемого объема серверными шкафами снизилось с 24 шкафов до 5. 50 физических систем хранения данных были ужаты до 10 систем с виртуальными машинами.
2. Увеличение количества поддерживаемых виртуальных машин
Сама по себе виртуализация хороша, но требуется еще и увеличение эффективности этого процесса. Так, некоторые северы поддерживают до 4 виртуальных машин в одном технологическом объеме. Наилучший тип серверов – те, которые могут поддерживать работу 15 виртуальных машин. Сейчас большинство современных серверов позволяют работать с таким числом виртуальных машин.
Виртуализация поможет избежать необходимости докупать новые серверы при возрастании нагрузки – просто добавляем количество виртуальных машин, и дата-центр начинает работать с большим объемом нагрузки при прежнем технологическом объеме. Таким образом, не нужны ни дополнительные затраты на энергопотребление, ни дополнительные затраты на охлаждение, ни поиск пространства для установки дополнительных серверов.
Стоит также обратить внимание на увеличение эффективности использования вычислительных мощностей оборудования – стремиться нужно к 100% утилизации доступных мощностей. К сожалению, большинство существующих компаний использует мощности своего оборудования не полностью – от 25 до 50%, что является примером неэффективной работы. Чем больше число виртуальных машин на одном физическом сервере, тем меньше можно использовать единиц техники, снижая энергопотребление.
В качестве отличного примера аналитическим данным Forrester можно привести данные по дата-центру вышеупомянутой компании NetApp, которая перенесла сервера своего дата-центра в виртуальные машины, консолидировав хранилища данных. До переноса дата-центр потреблял 1,4 миллиона долларов на электропитание и охлаждение, занимая 190 шкафов в дата-центре компании. После переноса количество серверо сократилось в 20 (!) раз, в результате чего на электричество и охлаждение тратится всего 70 тысяч долларов в год, а количество серверных шкафов в дата-центре составило 10 штук. Работа серверов и файловых хранилищ компании основана на Cisco Unified Compute System (UCS) и универсального хранилища NetApp®.
3. Использование энергоэффективного оборудования и архитектуры
Кроме виртуализации, стоит обратить внимание на серверы с пониженным энергопотреблением, которые сейчас массово производятся компаниями HP, IBM, Blade и другими. Кроме того, при планировании структуры своего дата-центра, стоит разработать максимально эффективную и экономичную архитектуру, которая позволит снизить энергозатраты.
Специалисты рекомендуют при обновлении технической базы устанавливать серверы того производителя, чье оборудование работает в дата-центре на данный момент. Но новое оборудование должно быть более энергоэффективным, чем предыдущие модели. По данным IBM, при стандартном классическом использовании серверов, эффективность использования процессоров у mainframe составляет около 55%, Unix приблизительно 25%, x86 около 10%. В случае x86, при увеличении числа процессоров, доля времени использования каждого процессора становится еще меньше. Виртуализация и новые аппаратные решения позволяют повысить загрузку x86 серверов до 50-70%.
Если использовать все эти советы, то можно добиться невероятной энергоэффективности. Например, компания VP, довольно крупная организация, представляющая клиентам различные коммерческие сервисы, добилась 70%-ной экономии пространства, 40%-ной экономии в энергопотреблении, 25%-ной экономии операционных расходов и 40%-ного снижения теплового излучения в собственном дата-центре.
А компания British Telecom, перейдя на виртуальную серверную инфраструктуру, избавился, в общей сумме, от 75 тонн оборудования.
* 3100 различных серверов превратились всего в 134.
* 700 шкафов с оборудованием на 8 сайтах – в 40 на пяти сайтах.
* 2.1 мегаватта потребляемой электроэнергии – в 0,24 мегаватта
* 9300 сетевых портов – в 840
* 20% уровень использования хранилищ данных достиг 70%
* 6 недель развертывания новых серверов – в менее чем один рабочий день.
* Степень использования системы хранения увеличилась в среднем на 60%
* Снижен занимаемый объем с 24.83 шкафов, до 5.48
* Заменены 50 систем хранения на 10
* Уменьшено энергопотребление до 41184 kWh в месяц
* Получен существенный прирост емкости и производительности
Теперь там используется 9PB хранилища на системах NetApp (из 27PB общего пространства хранения). В результате на счетах за электричество достигнута экономия в два с половиной миллиона долларов США в год. Резервное копирование данных в результате проделанной работы снизилось с 96 часов до 30 минут (!).
Как видим, виртуализация – один из основных принципов работы современных дата-центров, которые реально и ощютимо позволяет снизить энергопотребление, сократить объем используемого пространства, повысить эффективность использования оборудования и сэкономить значительные средства. В случае с компанией ВТ, окупаемость новых серверов, поддерживающих виртуализацию, составила всего 8 месяцев, что весьма неплохой показатель для ИТ-отрасли.