摘要：在数据中心的能源管理过程中，服务器占尽了风头，但是现在，网络设备也正在迎头赶上。

　　在数据中心的能源管理过程中，服务器占尽了风头，但是现在，网络设备也正在迎头赶上。
　　
　　在去年当中，网络设备厂商就已开始强调设备的能效指标，而这一指标在以前从未被真正重视过，惠普ProCurve的一位产品经理DaleCosgro说。
　　
　　数据中心的耗电数据
　　
　　数据中心设备到底耗电如何?
　　
　　●思科Catalyst6500系列交换机，满负荷：每机柜2kW到3kW
　　
　　●思科Nexus7000系列交换机，满配置：每机柜13kW
　　
　　●服务器机柜满负载，平均功率：每机柜4kW
　　
　　资料来源：思科;惠普关键设施服务部
　　
　　网络基础设施虽然在总体的电力消耗上与服务器或存储不可相提并论——数据中心的服务器数量要远多于交换机的数量——但是网络设施在总体的电力成本支出方面也要占到15%的份额。
　　
　　和服务器还有一点不同的是，网络设备必须永远在线而且时刻准备承载流量。
　　
　　此外，网络的用电在机柜一级是相当大的。根据思科高级服务群组的一位架构师RobAldrich的说法，一台思科Catalyst6500系列交换机如果配满一个42U的机柜，则每机柜的耗电量高达2kW到3kW。而思科最大的企业级交换机Nexus7000系列，每机柜的耗电量甚至高达13kW。13kW的机柜所产生的热量要比很多服务器机柜多很多，因此更需要密切注意对其进行冷却处理。
　　
　　Gartner的分析师RakeshKumar称，通过比较，大多数数据中心的服务器机柜的耗电量最高可在8kW到10kW之间。而惠普关键设施服务部的副总裁兼总经理PeterGross则认为，每个服务器机柜的平均耗电量约为4kW。
　　
　　厂商们早就采用了一些节能技术，例如高效率供电设施和可变速冷却风扇等。但是对交换机而言，在电力管理方面所能做的事情还是很有限的。Aldrich称，绝大多数闲置状态的交换机仍然会消耗最大耗电量的40%到60%的电量，任何低于40%电量的做法都有可能损害交换机的性能。“除非用户可以忍受延时，否则你必须为闲置的交换机供电，”他补充说。
　　
　　但是，大变化正在到来，Cosgro说。
　　
　　更高效的技术
　　
　　在提高能效的技术上的改进正在几个领域中逐渐显现。“随着新一代网络产品的问世，更多的节能功能正在出现，”Cosgro说。
　　
　　这方面的实例包括，更加模块化的ASIC设计，可以让交换机在不用时关掉一些组件，比如LED面板灯和内存表中的一些项目等。
　　
　　还有，硅技术领域的普遍进展将会使电流的渗漏降至最低，并逐步以新一代的芯片提升能效比。最终，Cosgro说，“我们就能够让今天耗电100瓦的网络设备降到耗电10瓦。”
　　
　　在其他领域的技术进展也会有所帮助。比如现在的软件也更加高效，所耗费的CPU周期更少——因而也更节能。现在的硬件也设计成了可在更高温度下工作，因而也能节省冷却成本。
　　
　　举例来说，惠普现在的ProCurve设备就可以在最高达55°(比大多数数据中心的要求规范高出了很多)的环境下安全运转。“这是因为很多IT经理们都希望他们的数据中心能在较高温度下运行所致，”Cosgro说。
　　
　　在一家厂商的配线柜里，设备在较高温度下运行是有可能的，但是网络设备厂商还必须在混合环境下进行更好的测试，以便确定设备是否能在接近55°高温时还能持续工作——尤其是在数据中心的机柜里还能持续工作。
　　
　　更为完善的电力监控系统也能帮助节省能源，一些管理工具也会在控制方面具有更细的粒度。实时的电力和温度监控对于任何数据中心来说都是至关重要的，也是管理能力提升的关键要素。“如果有什么东西运转不正常，你就要在灾难发生之前知道它的所有情况，”埃森哲绿色IT实践部门的全球负责人RockwellBonecutter说。
　　
　　也可以配置管理软件以便确认特定的网络设备，比如说利用LinkLayer发现协议来确认VoIP电话。该软件可在白天的某个特定时段关掉VoIP座机的PoE电源，或者在VoIP座机所连接的桌面下班以后切断电源。
　　
　　还有一个例子：边缘交换机一般都会在工作时间连接两台路由器做冗余，但是可以对网络进行配置，让其中一台路由器在夜间进入低电流睡眠模式。这台睡眠的路由器只有当有需要时才被“唤醒”。
　　
　　这些应用类型都表现出“巨大的节能机会”，Cosgro说。
　　
　　更好的标准
　　
　　一些新出的标准很快也能够帮助我们在网络设备闲置期间节约能源，帮助IT人员比较竞争性产品的相对效率。
　　
　　新的IEEEP802.3az高能效以太网(EEE)标准已在今年9月30日获批，该标准可在网络设备的使用率较低时大幅度降低其能耗。
　　
　　今天的以太网设备即便在网络流量处于静止状态时也会在个设备间传输电流。而支持EEE标准的设备则会周期性地发送一个脉冲，而在其余时间处于静止状态，则会可以使设备在闲置状态下减少超过90%的电量。
　　
　　如果是在一个大规模的网络中，这将意味着能够节省“大量的能源”，Cosgro说。
　　
　　该标准还允许在其他运行模式下“转换低速”。例如在一台10G交换机中，如果个别端口的流量只有1Gb负载的话，就可以把10Gbps配置成支持1Gbps，从而节省能源，知道实际流量开始升高时再改变设置。
　　
　　Aldrich说，支持EEE标准的产品将会在2011年开始陆续面市。
　　
　　另外一项新兴的技术，即PCI-SIG的多根I/O虚拟化规范，可以让机柜内的服务器访问一个共享网卡池。这可通过高速PCIExpress总线来实现——主要是将PCIe总线扩展到服务器之外。“不再需要每台服务器内安装一块网卡，而是机柜内所有的服务器都去访问机柜内的一个网卡池，你可以将这些网卡中的某一块上的一部分带宽指定给某台服务器使用，”这可通过服务器厂商所提供的一些工具来实现，Burton集团分析师DrueReeves说。
　　
　　节能效果将从对网络的充分利用中获得——将带宽分配给每块“虚拟网卡”而实现——而且所需要的网卡数量和交换机端口数量都会更少。Reeves预计，遵从这一规范的产品最早将会在2012年面市。
　　
　　能效评级
　　
　　最后，对于高能效的标准化衡量指标已经开始在某些网络设备上出现。例如Juniper就在一些产品的数据规格表中列出了ECR值。ECR(能源消耗评级)是由ECR倡议财团起草的一个规范。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室、Ixia和Juniper共同制定了这一规范，用于衡量网络和电信设备每个能源单位的性能。
　　
　　同时，思科和Juniper又都支持电信业解决方案联盟(ATIS)的电信能效评级规范，这是ATIS在去年推出的一个规范。
　　
　　但是，这两个规范都未获得普遍承认。Juniper支持ECR，但也并未在其所产品的数据规格表中列出该项评级。Cosgro称，惠普之所以未在其产品的数据规格表中列出这两项评级，就是因为用户们还不了解这些评级标准。
　　
　　“用户所关心的就是所消耗的瓦数，”他说。
　　
　　Cosgro认为，反对这些规范还有另一个理由，是因为它们都缺乏一种详细而开放的评级方法。这就意味着厂商可以选择最适合于它们自身要求的评级公司来完成评级。
　　
　　而真正开放的评级规范最早也要到明年才可能出现，届时，美国环保署将开始对大型网络设备进行一项能源之星的评级。
　　
　　环保署在今年6月已经发布了一个数据中心能源之星规范，并计划最终为数据中心UPS和冷却系统开发相应规范。Cosgro认为，这些新的规范涵盖了从电力供应到内部新片再到高能效以太网的各个领域，将会进一步发展成为“关键性的能效评级标准。”
　　
　　虽说增加能效最简单的办法就是购买新的设备，但这并非一种可行的选择，因为网管员们在制定购买决策时还必须考虑到除了节能因素以外的其他因素——例如延长现有设备的使用寿命。要知道当有数千台服务器时，能源成本节省15%还是相当可观的，但是对于只有几个机柜的交换机来说，总的节能效果却要显得少得多。
　　
　　即便对于单一机柜来说，每瓦成本通常都不能证明升级换代是合情合理的。“大多数人都不会以短期内节省足够能源为理由证明更换设备是必要的，”Burton集团的Reeves说。“所以还是坚守常规的设备生命周期为好。”
　　
　　绿色你的网络的五种途径：
　　
　　●更新设备。思科预计，其产品的能效每隔两到三年就会提高15%到20%。这样的节能效果虽然不足以证明购买新设备是合理的，但是效率的改善总归是你按计划更换新设备的理由之一吧。
　　
　　●充分利用设备的能效特性。这些特性是因厂商而异的——甚至可能因产品型号而异——所以购买前一定要仔细考察。举例说，思科的Nexus7000交换机可减少空的线卡槽的耗电量，但是这一性能在同一厂商更为畅销的Catalyst6500系列上就不管用。其他厂商，比如惠普，可以让你关掉空槽的电源，但是这一过程必须是手动进行的。Juniper也允许管理员关掉空槽的电源，但只能编写一个脚本，一旦达到某个特定行为的阀值，才可能降低耗电量。
　　
　　●虚拟化。服务虚拟化可提高网络的利用率，并通过让多个虚拟服务器共享一块或多块网卡而减少对网络设备的需求。而在交换机端，像思科的虚拟交换系统等功能便可以让一台交换机像多台那样工作，这就意味着同一个端口可连接不止一台服务器。之所以要实现这样的功能，是因为大多数机构都是依照峰值负载过度配置交换机容量的。减少所需的物理端口的总数，也能降低总的耗电量。惠普的虚拟连接技术也同样可连接来自以太网和光纤网络中的服务器刀片。它只需要较少的网卡，从而减少了对线缆的需求，提高了网络利用率。
　　
　　●细致地布置机柜内部。要确保网络设备处在热/冷通道中，使用从前向后的气流，而不要使用侧通风。厂商一般比较喜欢侧通风，因为这可以给机柜塞进更多的设备，但是侧通风设计可能会把机柜后部的热空气排入冷通道中——或者直接排向邻近的机柜。如果厂商不提供支持从前向后气流的交换设备，你就需要用一种转换工具重新布置机柜，这种工具可以从Panduit和Chatsworth等公司买到。利用它可以重新配置热/冷风道。
　　
　　●使用结构化网络设计。获得最大能效的最好赌注就是遵循电信行业协会的TIA-942电信基础设施数据中心标准。该规范将网络设备放置在一个主分布区内，然后再连接单个机柜的服务器、存储和其他IT设备。
　　
　　责任编辑：月儿