Zöld infokommunikáció

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Zöld infokommunikáció"

Nikolett Horváth
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Zöld infokommunikáció környezetbarát távközlı- és számítógép-hálózatok Dr. Cinkler Tibor Nagysebességő Hálózatok Laboratórium (HSNLab) Távközlési és MédiaInformatikai Tanszék (TMIT) Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Erdélyi Magyar Mőszaki Tudományos Társaság (EMT) :00 Kolozsvár

2 Zöld infokommunikáció: Motiváció IKT (ICT) a nagy áramfogyasztók között IKT: InfoKommunikációs Technológiák / ICT: InfoCommunication Technologies Légi vagy vasúti közlekedéssel összevethetı mértékő 2% - 10% az összfogyasztásból becslések Csökkentsük a fogyasztást, vagy építsünk minden routernak egy atomerımővet? Moving bits as costly as moving people Az emberek és bitek szállításának költsége összemérhetı 0.31 µj/bit - 75 µj/bit!!! (egty router ill egy Internet út mentén) Üvegházgázok (GHG) kibocsátásának csökkentése GHG: Green House Gas emission Használjunk megújuló energiaforrásokat! (bioetanol E85, biogázolaj(biodízel)) Helyezzük nagy fogyasztású hálózati eszközeinket közel az áramforráshoz (erımőhöz) Google a Columbia folyó vizével hőt Microsoft szabadtéri szervereket javasol Amazon ott helyezi el szervereit ahol olcsó az áram (inkább gazdasági, mint zöld szempont!) Északi sark? Még kiaknázatlan... 3

3 Globális felmelegedés? 4

4 the number of IP addresses that have been assigned a name Hálózatba kötött munkaállomások száma július: 681,064, augusztus 213 5

5 Forgalom is és eszközök száma is nı! 6

6 Más területek... 7

7 ICT csökkentheti más területek károsanyag kibocsátását 8

8 Széndiokszid-ekvivalens megoslzása Infokommunikáció és szórakozás 9

9 Zöld infokommunikáció: Motiváció Büntessék kormányzati szinten a nem környezettudatos megoldásokat! GHG-re már van ilyen Ezzel is panamáznak (üzletelnek) Carbon Footprint "the total set of greenhouse gas (GHG) emissions caused by an organization, event, product or person." Greenhouse gases can be emitted through Transport land clearance the production and consumption of food Fuels manufactured good Materials Wood Roads Buildings and services. Gyártás (technológia) Szállítás Üzemeltetés (hı disszipáció, légkondi, CP+MP, stb) Úhjrahasznosítás (Recycling) Architectúra (Blade, Szerver virtualizálás,... Á.k. V. Cs.k. ) For simplicity of reporting, it is often expressed in terms of the amount of carbon dioxide, or its equivalent of other GHGs, emitted. 10

10 Fenntartható/megújuló energiaforrások? Biogázolaj:...egy 6 kg-os macskából 2,5 liter biogázolaj nyerhetı, egy tele tartályhoz 20 macskatetem szükségeltetik... Éves bioetanol és biogázolaj termés nem elégíti ki az éves szükségletet! 100 év alatt sikerült felégetni azt ami 1-2 évmillió alatt keletkezett! 11

11 Zöld infokommunikáció: Mit tehetünk? Eddig arról beszéltünk, hogy nem kellenek bonyolult algoritmusok a hálózati kapacitások jó kihasználására és minıségbiztosításra (QoS) mert van elég Most újra kritikus, de energia szempontból! Infrastruktúra is és alkalmazások is energiatakarékosak kell legyenek! 12

12 Kapcsolódó FP7 Projektek NoE TREND: Towards Real Energy-efficient Network Design, IP EARTH: Energy Aware Radio and Networking Technologies, IP ECONET: low Energy COnsumption NETworks, 13

13 Zöld infokommunikáció: Az elıadás felépítése Motiváció Nehézségek ismertetése Mit tehetünk? Általános Szakosodott Technológia Architektúra Üzemeltetés Üzenet 14

14 Zöld infokommunikáció: Az elıadás felépítése Motiváció Nehézségek ismertetése Mit tehetünk? Általános Szakosodott Technológia Architektúra Üzemeltetés Üzenet 15

15 Zöld infokommunikáció: Mit tehetünk? Resource Consolidation (consolidating resources in processing environments) (erıforrás konszolidáció, megszilárdítás) Úgy tesszük át a feladatokat, hogy ahova áttettük ott jól kihasználjunk mindent, ahonnan áttettük, ott meg lekapcsoljunk mindent Selective Connectivity: a host can choose whether to be connected or disconnected (válogatott kapcsolódás) Egy csomópont, vagy port, vagy gép ha nincs elég feladata lekapcsolódik (elalszik), a többi helyettesíti idıközben Ad-Hoc hálózattá válik a determinisztikus Sleep Scheduling: Alvásütemezés Virtualization: (virtualizálás, látszólagosítás) Virtual Machine VMware, Vbox, stb Több virtuális gép fut, de csak annyi hardvert (HW) használ amennyi épp kell nekik. Virtualizálás: Gyakran hálózaton keresztül irodai alkalmazások, tár, számítási kapacitás 1 szerver virtualizálása = 4 tonna CO 2 megtakarítás = 1.5 gépkocsi éves termése 16

16 Zöld infokommunikáció: Mit tehetünk? Energy-Proportional Computing machines that consume energy in proportion to the amount of work performed Forrás: The Case for Energy- Proportional Computing, Luiz André Barroso, Urs Hölzle, IEEE Computer, vol. 40 (2007) 17

17 IPv4 Yearly Graph (1 day averages) Weekly Graph (30 minute averages) Forrás: 18

18 Terhelésfüggı fogyasztás Egy korszerő szerver fogyasztása csökken a terhelés csökkenésével, de nem eléggé Forrás: The Case for Energy- Proportional Computing, Luiz André Barroso, Urs Hölzle, IEEE Computer, vol. 40 (2007) 19

19 Multicore Environment (többmagos környezet) Sleep Scheduling & Selective Connectivity példák Eddig a processor sebességét növelték Most párhuzamosítanak Sokmagos processorok Miért? Fogyasztásnövekedés lassul! Moore's law The number of transistors that can be placed inexpensively on an integrated circuit doubles approximately every two years. 20

20 Órajellel nı a disszipáció! Forrás: 21

21 Moore törvény 22

22 Zöld infokommunikáció: Az elıadás felépítése Motiváció Nehézségek ismertetése Mit tehetünk? Általános Szakosodott Technológia Architektúra Üzemeltetés Üzenet 23

23 Fogyasztás Szerverfarmok, Adatközpontok, Internet A legnagyobb fogyasztók: - ebay - Google - Amazon.com - Yahoo Egy átlagos 1U (rack egység) g) 24 Ethernet porttal rendelkező rack switch legalább 250W energiát fogyaszt. Ez egy évi folyamatos használat esetén 2190kWh. Ha az energia forrása szént ntüzel zelésű erőmű,, akkor ehhez 800kg szén eléget getésére van szüks kség, melynek során több, mint 2 tonna szén-dioxid és egyéb szennyező anyagok kerülnek a légk l gkörbe és még nem is említett tettük a szén kitermelése és a száll llítása során keletkezett szennyezést. st. Ezt szorozzuk be pár tízmilli zmillióval és megtudhatjuk, hogy a napjainkban működő rack switch-ek milyen hatással vannak a környezet rnyezetünkre. nkre. Forrás: greenercomputing.com 24

24 Hozzáférés!!! HasználjunkPoNokat (FTTH) 25

25 26

26 Mobil Hálózatos Példa Magas a fogyasztás (2W felhasználónként, vezetékesnél 5W) 1 mobil CO 2 1 évre megegyezik egy gépkocsi másfél órás üzemével Heterogén a hálózat Zöld: Sleep & Consolidation Sok alvás és megszilárdítás 27

27 2010-e-energy-mobile-unplugged.pdf Mobile Networks Unplugged Jukka Manner, Marko Luoma, Jörg Ott, Jyri Hämäläinen 2G bázisállomásfogyasztása: 0.5-1kVA 3G kétszer annyit: 1-2kVA LTE még több: 1,5-3 kva Régi tecnnológiák lassan kiiktatva Pl Finnországban GSM 5 éven belül megszőnik Cellaméret csökken Bázisállomások száma nı Azonos lefedettséghez és minıséghez 10x több energia kell 3Gnek mint GSM-nek 60x több LTE-nek mint GSM-nek 3 kva LTE bázisállomásonként szolgáltatónként értendı!!! 28

28 Horisontal vs. Vertical Handover Vízszintes vagy függıleges átadás? 29

29 Horisontal Handover Lélegzı cella (Breathing Cell) Esernyı cella (Umbrella) Zzzz... Zzzz... 30

30 Vertical Handover Sok alvás és megszilárdítás Zzzz... Zzzz... 31

31 Vezetékes Fix Hálózatos Példa A hozzáférés fogyaszt sokat! PON ajánlott (Passzív Optikai Hálózat) Gerincben 2 réteg EPS: Electronic Packet Switching Elektronikus csomagkapcsolás WDM: Wavelength Division Multiplexing Hullámhosszosztásos nyalábolás Zöld: Grooming, Sleep, Consolidation Kötegelés, alvás, megszilárdítás 32

32 2 réteg: EPS + WDM Zöld? TDM λxc fibres wavelengths hybrid XC 33

33 2D MEMS: Micro Electro-Mechanical Systems Mikro elektro-mechanikai rendszerek 34

34 3D MEMS a tükröcskék Forrás: Lucent 35

35 3D MEMS Mőködési elv Electrical Cables Input MEMS Array Input Optical Fiber Bundle Electrical Cables Output MEMS Array Hermetic Enclosure Forrás: Lucent Output Optical Fiber Bundle 36

36 Mi a forgalom-kötegelés (Traffic Grooming)? C A B D C A B D C A B D 37

37 2 réteg: EPS + WDM Zöld? Zzzz... TDM λxc Zzzz... fibres wavelengths hybrid XC 38

38 Összefoglalás (1./2) Környezeti és gazdasági szempont itt összecseng Kisebb fogyasztás alacsonyabb költség Kisebb fogyasztás kisebb környezetkárosítás Egyensúly a beruházási (CAPEX) és üzemeltetési (OPEX) ráfordítások között Alacsony OPEX (Operational Expenditure) Gyorsan térülı CAPEX (Capital Expenditure) Itt architektúra és üzemeltetésen Nem technológián a hangsúly 39

39 Üzenet: Összefoglalás (2./2) Nem hanyagolhatjuk el a zöld szempontot! Nem folytathatjuak a strucc-politikát! Egy nem elég - Minden fronton egyszerre kell Mindenki tegye a dolgát De hazaérvén, biztos ami biztos, ültessen mindenki néhány fát! 40

Hasonló dokumentumok

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák https://www.vik.bme.hu/kepzes/targyak/vitmm130/ Architectures of Networks and Services Mérnök informatikus szak, MSc képzés Hálózatok és szolgáltatások szakirány