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涉及能源管理这个问题时,服务器一直占据着重要地位,但如今的网络连接设备正在迎头赶上。
在过去的几年中,网络设备厂商就开始强调能效特性。当然,这在以前算不上什么。在总体的能耗方面,网络连接的基础设施与服务器或存储器等简直无法同日而语,服务器的数量远比交换机要多,但网络连接的能源耗费可以占到总功耗预算的15%。
网络连接设备不像服务器那样有着复杂的能耗管理控制,它们必须时刻开机并准备接受数据通信。
此外,机架水平上的网络连接能耗是很大的。如,思科公司的最大的企业级交换机Nexus 7000,其每机架可以耗用13千瓦。而一个13千瓦的机柜产生的热量要比服务器机架更多,这足以唤起人们对冷却的重视。
相比之下,多数数据中心占据的服务器机架要耗用8到10千瓦。一般的机柜耗用约4千瓦。
厂商们已经采用了一些与节能有关的特性,如高效的电源以及变速冷却风扇。但对于交换机而言,在能源管理领域,仍有不少限制。多数空闲交换机仍能耗用最高运作电能的40%到60%。低于40%将会影响性能,除非用户们愿意接受延迟。
但巨大的改进已如箭在弦上,蓄势待发。
更高效的技术
有利于提高能效的技术改进在几个领域逐渐显现。随着新产品进入市场,就会有更多种类的特性得以实施。
其中的一些例子包括更模块化的专用集成电路设计(ASIC),这种技术可以将未用的交换机关闭,关闭的组件包括LED面板灯直至内存中的地址表。
此外,硅技术中的普遍改进将会使漏电最小化,并用新一代芯片逐渐提高能效。我们能够使网络连接设备的功率,从100瓦降到10瓦。
其它领域中的改进也有助于提高能效。例如,软件的效率现在也更高了,消耗的CPU周期更短,耗用的电能也更少。现在的硬件被设计得可以运行在更高的运作温度,从而减少冷却成本。
例如,据称HP的ProCurve设备可以安全地运行在130度的高温,这个温度要比其它的多数数据中心设备要高。这种趋势受到IT管理人员需求的驱使,因为他们想使数据中心运行在更高的温度。
在由单一厂商提供的布线机柜中,还有可能将运行温度进一步提高,但是在温度达到130度之前,网络设备供应商需要很好的测试,特别要在数据中心的机架中进行测试。在网络互联和其它类型的设备紧靠着服务器时,没有谁知道它们是如何相互影响的。
更高级的电路监视系统也有助于节省能源,拥有精细控制的管理工具也有助于省电。实时的电路和温度监视对于任何数据中心都是关键。任何管理人员都希望了解在出现异常情况时,在发生重大灾难之前,在第一时间了解真相。
可以对管理软件进行配置,通过链路层发现协议(LLDP),使其可以识别特定的网络设备,如VoIP电话。这种软件可以在特定的时间自动关闭以太网供电的VoIP手持设备,或者在工作日的终结时关闭相关的PC。
再举另外一个例子。边缘交换机一般都连接到两台路由器,用以实现冗余性,但管理员可以配置网络,使其中的一台路由器在夜间可以进入低功耗的睡眠模式。进入睡眠模式的路由器仅在需要时才能唤醒。
更好的标准
新出现的标准有助于在网络未使用期间节省能源,并有肋于比较不同产品的相对功效。
新的IEEE P802.3az能效以太网标准(EEE)早在今年九月份就已经得到核准,在利用率很低时,它可以减少电力消耗从而提供最大的节省。
如今,以太网设备连续地在设备之间传输数据,即使网络通信已经处于停顿状态。支持EEE标准的设备将会定期地发送一个脉冲,但在其它时间会保持“安静”,因而可以在空闲时段里节省超过90%的电能。
在一个大型的网络中,这无疑是一种巨大的节约。
新标准还准许其它操作模式中的“速率降低”。例如,在一台10Gb的交换机中,仅支持1Gb负载的个别端口就能够从10Gb/s的速率降到需要支持1Gb/s速率的配置和节能状态,直至网络活动再次达到正常水平。
另外一种新出现的技术是,PCI-SIG的Multi-Root I/O虚拟化规范,它在机架范围内,使服务器可以访问网络接口卡的一个共享池。通过高速的PCI Express总线就可以实现这种特性,因而从实质上扩展了服务器外部的PCI Express总线。在这里,不是每个服务器中都有一个网络接口卡,而是可以访问机架中的网卡库,你可以将某块网卡的带宽的一部分分配给某台服务器,这种功能可以通过服务器厂商所提供的工具来实现。
能耗的节省来自网络利用率的提高,可以通过分割每个“虚拟网卡”的带宽来实现,当然,这种节约也有网卡减少和交换机端口减少的功能。
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