云计算的节能减排潜力分析.doc

1、云计算的节能减排潜力分析摘要:随着全球气候变暖频繁引发各种灾难性事件的发生,节能减排成为国际关注的焦点,我国节能减排的措施取得了长足的进步,但是仍然存在着现有技术不能有效应对节能减排问题的情况的进行解决.为了解决这一个问题,我们必须要认真分析我国目前节能减排的特点,充分利用现有的新技术-云计算,并对其进行仔细的调查研究,分析云计算在节能减排的潜力,进一步提高我国节能减排效率,实现国家“十二五”指定目标.关键词:节能减排;云计算; 低碳1 云计算的提出及发展云计算(cloud computing,分布式计算技术的一种,其最基本的概念,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再

2、交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户.透过这项技术,网络服务提供者可以在数秒之内,达成处理数以千万计甚至亿计的信息,达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务.用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心,按自己的需求进行运算.云计算概念已经提出,就得到了迅速发展,Google、Amazon、IBM和微软等公司都是云计算的先行者,在云计算领域已经取得了显著的成果.Google在2007年10月宣布了云计划,是目前云计算最大的实践者.IBM于2007年8月高调推出“蓝云(BlueCloud)”计划,蓝云计算平台为企业客户搭建分布式、可通过互联网访问的云计算体系,

3、是一个企业级的解决方案.世界最大的互联网在线零售商Amazon在云计算的发展中起到了重要的作用,2008年8月,Amazon正式推出了弹性计算云(Elastic Compute Cloud, EC2)和简单存储服务(Simple Storage Service,S3).Windows Azure是微软于2008年10月推出的基于云计算的操作系统,其主要目标是为开发者提供一个平台,帮助开发者在云服务器、数据中心、Web和PC上运行应用程序.2008年3月,Google与清华大学合作,协助学校构建“云计算”实验环境.2008年11月,IBM与无锡市政府合作建立了无锡软件园云计算中心.随后国内网络安

4、全企业提出了“云安全”概念,瑞星、金山、联想网御等都给出了云安全解决方案.与此同时国内运营商也紧跟云计算的步伐.2009年中国移动基于开源软件推出了大云1.5版本平台1.“2010年,中国云计算市场规模达到167.13亿元,增长了81.4%,2013年,中国云计算市场将达到1千亿.”近日,在江苏省镇江市召开的中国云计算产业发展高峰论坛上,中国电子信息产业研究院院长罗文表示,中国云计算已经进入爆发前夜.自去年云计算被列入战略性新兴产业开始,中国云计算产业开始加速.短短的一年时间里,中国各地升起朵朵“白云”:北京的“祥云工程”、上海的“云海计划”、苏州的“风云在线”、镇江的“云神工程”2 云计算在

5、节能减排中的潜力2.1 云计算实现低碳助力节能减排之虚拟化协助实现节能减排随着近年全球气温不断上升,造成的极端天气,正直接危害到我们的生活.因此,近年全球在节能减排上目标一致,去年在哥本哈根举行的全球气候峰会,便初步定出在2020年前,使全球碳排放总量比1990年减少25%至40%.可是,要达到这个目标并不容易,必须集合全球各国力量,齐心合力,发起各种环保措施.虚拟化技术显然是绿色IT的一个最终实践者,它在提高效率,降低成本这些方面表现的确很出色,同时也在环保方面做出了应有的贡献.对于企业来讲通过云计算,简化电脑设备的配置,为节能减排出一分力.云计算应用虚拟化技术,将平时一般常用的设备,如服务

6、器、储存硬件、电源管理,全部托管到网络上,从而节省电力、管理资源,减少庞大的碳排放量.由于当前高校信息化现状就是数据中心大多数是以服务器(小型机或刀片服务器)和SAN存储连接方式为基础,一个应用系统部署在几个服务器上(应用服务器、数据库服务器),通过小型机或多组刀片来实现多个应用的部署.这样造成服务器数量多,造成资金投入非常大.同时由于高校的特点,有些服务器利用率高,有时候又低,造成服务器资源利用不均衡.因此,如何利用先进的云计算技术设计方案,合理解决数字校园建设中存在的高投入、难管理、低效率、高能耗、低可用等方面的问题,是大学数字化校园建设非常重要的一部分,同时也是国家节能减排的重要组成部分

7、,实现共赢的思想1.2.2 云计算实现低碳助力节能减排之节约大量电能据研究指出,大量二氧化碳的排放,是导致极端天气的元凶,而电能的消耗,则是二氧化碳排放的主要原因.故有效地节约电能,是保护环境的必要措施.如果有人留意的话,一般企业数据的中心通常会消耗大量电能,除了必须的电脑设备外,还有照明系统、后备电源、冷气机等.为了确保数据中心能24小时不间断运作,企业都会安装多部大型冷气系统,有时甚至加装大型电风扇,通过消耗大量电能来达到“散热”效果.其实采用云计算,便能节省上述的能源浪费.企业只需按自己的需要,向云计算提供商要求相应的服务,而不必自行购置各种电脑设备,更重要的是无须设置、管理数据中心内的

8、服务器,节省后备电源、电费等.这种采用云计算的节能措施,在海外已经有很多成功的案例.例如台湾政府在今年6月,便利用云技术整合网络设备,供陆委会、经建会、研考会、新闻局、人事局及行政院等6个部门共建机房,为政府节约了5,000万台币的运营费用,并且每年节省电力超过30万度.我们相信先由政府机构起带头作用,之后会比较容易推动到企业机构,从而发挥更大的环保作用.总所周知,现在中国建筑行业的能耗已经占到全社会能耗的40%,属于高能耗行业,建筑行业必须实现节能控制,才能助力实现温总理在哥本哈根会议上承诺的中国节能减排目标.非常可喜的是,大家已经开始去努力做建筑节能的工作,包括建筑设计,建筑施工环节与建筑

9、材料关联比较密切的环节,现阶段,大家最容易想到采用节能技术达到建筑的节能目的,认为采用先进的自动化智能控制就可以实现节能.这就往往忽略了管理上的节能潜力.朗德华信（北京）自控技术有限公司以此为依据,利用最先进的IT技术-云计算和物联网为绿色建筑节能降耗领域提供两个全新的系统和产品.对建筑行业的节能减排提供了很好的向导2.2.3 云计算实现低碳助力节能减排之租用设备模式减少备用浪费电子垃圾也是一个难以解决的污染问题.电子垃圾既占空间,又含有毒物质,最好的解决方法,应该是减少电子设备,同样,对于数据中心的节能减排,应该也是从减少数据中心设备处来入手.许多的数据中心,其实未必能发挥最大的效能,如有些

10、企业,只有约1至2台服务器,但就占用数据中心1/4或半柜的空间,而且,很多时候只占用服务器20至30%资源.因此,通过云计算,就可节省电力及其他设备资源.云计算通过租用设备模式,企业不必拥有相关的电脑设备,比如第一线安莱云端专属寄存服务,当客户需要各种硬件(包括储存空间,计算、存储)以及带宽升级时,只需更改服务计划即可.此外,多数云计算提供商都具备较高级的设备方案,如虚拟化技术、服务器、大型储存硬件等,能同时提供给多家企业运作.区别于以往企业数据中心各自为政的情况,如今的数据中心可集中到云计算提供商处,这样,无论是硬件替换还是管理资源方面,既可以节省购买设备的庞大开支,也符合社会对环保的期望.

11、云桌面也是运营商正在探索中的绿色之道.目前,上海联通在营业厅和呼叫中心部署了云桌面系统,不仅在工作时间内满足了办公需求,同时利用夜间系统资源空闲的特点,上海联通还将计算能力租借给广告公司做3D渲染,使系统价值发挥到了最大化.据上海电信研究院刘姓人士表示,使用云桌面专用的瘦终端接入,摆脱了沉重的机箱和风扇声音,降低了发热量,每个用户的耗电功率平均小于25W,如此以来大幅度降低了能耗,全年可节省近70%的电费. “云桌面不仅可以满足特定需求下的场景需要,比如营业厅、呼叫中心等、同时也可为中小企业、家庭用户、宾馆机场等公共场所服务,其目标用户范围涵盖非常广泛.中国电信已经将云桌面作为重点云业务,预计

12、在明年推向市场,以帮助更多的企业客户减轻其IT成本负担3.3 云计算在节能减排中存在的问题云计算可以让用户随时随地将数据传输到远方的数据中心进行存储和处理,可以大大节省空间资源,可以给人们带来诸多的便利等等.甚至有报道称,云计算可以“助力节能减排”.然而,在一项新的调查中,研究人员对云计算的能量损耗与传统计算进行了对比,结果发现了云计算不为人知的一面:云计算服务自身也会消耗很多能量且还可能是二氧化碳的产生源.贾扬特巴里噶（Jayant Baliga）和他来自墨尔本大学的合作者在研究中发现,云计算不总是最绿色节能的选择.他们的研究将发表在电气与电子工程师协会会报（Proceedings of t

13、he IEEE）上.在调查中,他们将云计算应用在公共和私人系统的三种不同的服务上,包括存储、软件和数据处理,然后测试不同服务的能量消耗情况.他们发现,在数据中心与家庭电脑之间传输数据要比存储数据消耗更多的能量.然而,以往对云计算能量消耗的研究仅仅集中在数据中心的能量消耗.通常,没有人注意到传送数据产生的能量消耗,因为,人们总是因为云计算的其他功能而对云计算赞许有加.洛塔克（Rod Tucker）是墨尔本大学研究组的负责人,他说:“随着云服务使用的暴涨,它的能量消耗同样会涨.”据美国环境保护署估计,2007年,服务器和数据中心二氧化碳的生成量占美国温室气体生成量的0.5%.如果这样的商业运作继续

14、下去的话,因为数据中心的能量消耗而造成的温室气体量预计在20072020年间会翻倍.如果我们再不注意云服务的能量消耗问题,云服务的普及将会变成重要的温室气体排放源.“因此,在云服务运用更广泛之前,我们需要开发技术和研究战略来解决这个问题.” 塔克说到.研究还发现,总的来说,云存储服务相比云软件和云处理消耗的能量更少.公共云处理服务要比私有云处理服务消耗的能量多.当然,这一研究结果对于不同的用户意义也不同.家庭电脑用户可以通过使用低端电脑进行日常工作任务大大节能,也可以偶尔使用云处理服务进行高强度工作任务.私有云因其规模很小,可能不会从节能技术中受益太多.研究人员建议,最需要改进的地方是提高数据

15、传输的节能效率.因为,随着云计算大量的使用,这一问题将变得非常棘手.4 结束语云计算是一个新兴潮流,我们需要把握的是其大潮涌来后面蕴藏的趋势,发展未来、管理未来（好的管理,越来越非技术了,特别是在这个IT技术突飞猛进的时代）.如何衡量这“绿色”的云的能量,创造多少价值是标准.统计数据显示,2009年中国云计算服务市场达到381.5亿元,比2008年增长了36.4%,到2012年,预计中国整体云计算服务市场规模将达到750亿元4.中国与发达国家在云计算方面大致处于同一起跑线上,而且中国企业没有包袱,更愿意接受变革,采用新技术、新模式,中国用户没有成见,更愿意接受创新,善于创新变化、拥抱变化.云计算既是