節能(néng)以太網:2010年(nián)更綠(lǜ)δ±☆色的(de)選擇


  尋求更綠(lǜ)色的(de)替代産品的(de)數(shù)據中心管理(↓§‌lǐ)員(yuán)和(hé)設備廠(chǎnβ∑g)商今年(nián)将開(kāi)始從(cóng)一(yī)項旨在減少(sh₩∏©ǎo)以太網設備耗電(diàn)量的(deσ↓♠)重要(yào)行(xíng)動中受益。 IEE☆λE 802.3az(節能(néng)以太網)标準将給全部以太網BASE-T收§>發器(qì)(100Mb、1GbE和(hé)10GbE)和(hé)背闆物(π≠©wù)理(lǐ)層标準(1Gb、4-lane 1GbE和(hé≤₹↓)10GbE)增加低(dī)耗電(diàn)閑φ¥≤©置(LPI)模式。

  計(jì)算(suàn)設備和(hé)網絡設備過去(qù)一(yī)直γ×有(yǒu)性能(néng)方面的(de)基準測試∏®≠β,而沒有(yǒu)明(míng)确的(de)節能(néngσδ♠§)标準。由于開(kāi)發的(de)重點一( ε≠yī)直放(fàng)在更高(gāo)的(de)性能(n'∏↕σéng)方面,電(diàn)力的(de)消耗一(yī)直在迅速增®Ωγσ長(cháng),特别是(shì)自(zì)從(cóng♠₽)GHz級處理(lǐ)器(qì)出現(xiàn)以來(lái)更≤ ₹是(shì)如(rú)此。美(měi)國(guó)環保局報(bà>∑∞✘o)告稱,數(shù)據中心的(de)能(néngβ♦$€)源消耗從(cóng)2000年(nián)至2006年(nián)增長(÷↔✔cháng)了(le)一(yī)倍,預計(jì)到(dào)20♣​11年(nián)再增長(cháng)一(yī)倍,因δ®₩γ此節能(néng)問(wèn)題非常受關注。

  數(shù)據中心是(shì)按最大(dà)負荷建設的(de),λα∞而不(bù)是(shì)高(gāo)峰的(♠<&™de)時(shí)候經常有(yǒu)過剩的(de)容量。當你(nǐ)需要(y¶₩✔ào)的(de)時(shí)候,有(yǒu)許多(duō≥≥÷)可(kě)用(yòng)的(de)服務器(qì)內(nèi)核解決♣£​™一(yī)個(gè)大(dà)問(wèn)題是(‍÷shì)很(hěn)好(hǎo)的(de)。但​♠(dàn)是(shì),保持這(zhè)些(x→εiē)服務器(qì)不(bù)間(jiān)斷地(dì)運行(xíng)≥↑✔≠需要(yào)耗費(fèi)許多(duō)電(d©♥♥iàn)力和(hé)冷(lěng)卻的(de)成本。✔ ≥

  當工(gōng)作(zuò)量下(xià)降的(de)時(shí)候就(jφ€‌♥iù)減少(shǎo)電(diàn)源消耗。能(néng)夠以γ≥♥ε這(zhè)樣的(de)方式運行(xíng) ↕一(yī)個(gè)計(jì)算(suàn)基礎設施顯然可(kě)以得(γφ♠®de)到(dào)節能(néng)的(de)好(hǎo)處。例如(rú),§↔<建造一(yī)個(gè)數(shù)據中心用(yò♣Ωng)于提供幾秒(miǎo)鐘(zhōng)之內(γ♣₽¥nèi)的(de)股票(piào)報(bào)價。σ™→當股票(piào)市(shì)場(chǎng)關閉的(de)時(shí)候≈×,服務器(qì)的(de)利用(yòng)率将非常低(dīε‍≤✘)。讓電(diàn)源消耗根據工(gōng)∏✔★作(zuò)量按比例增加或者減少(shǎo)能(nén→♣g)夠把耗電(diàn)量減少(shǎo)10倍,因λ↕απ為(wèi)服務器(qì)的(de)平均利用(yòngλ€)率還(hái)不(bù)到(dào)高(gāo)峰期工(g★αōng)作(zuò)容量的(de)10%。

  著(zhe)手解決問(wèn)題

  雖然美(měi)國(guó)環保局最近(jìn)确定了(↕ §≠le)服務器(qì)節能(néng)标準,但(dàn)是(shì),一♥§←(yī)直沒有(yǒu)标準衡量網絡設備的(≤♦de)節能(néng)情況。因此,美(měi✔σγ®)國(guó)環保局希望聽(tīng)取得(de)到(dào)美↓©←♦(měi)國(guó)能(néng)源部支持的(de)勞倫斯伯克利國(guó↑ ↔​)家(jiā)實驗室環境能(néng)源技(jì)術(shù)部的₹≠±(de)意見(jiàn)。勞倫斯伯克利國(guó)家(jiā)實驗室的®¥α∞(de)Mike Bennett和(hé)Bru•​ce Nordman選擇把這(zhè)個(gè)任務₹<✔交給IEEE LAN MAN網絡組。這(zhè)個(gè)網絡✘•組發起了(le)一(yī)個(gè)标準∞≠化(huà)項目(Project 802.3az)。

  當802.3工(gōng)作(zuò)組開(kāi)始✘☆✘節能(néng)标準活動的(de)時(shí)候,考慮的→→(de)意見(jiàn)之一(yī)是(shì)當要(y♦↑ào)求的(de)數(shù)據速率低(dī)于高(gāo)峰期的(d ±Ω₽e)時(shí)候逐步減少(shǎo)以太網收發器(qì)的(de)∑  耗電(diàn)量。經過多(duō)次争論之後,這(zhè)個(gè)≥÷ ±想法被放(fàng)棄了(le),改為(wèi)支持¥‌定義LPI模式和(hé)機(jī)制(zhì),以便迅速在全速運行(xín↔‍£g)和(hé)低(dī)耗電(diàn)閑置模式之間(jiān)轉換βπ。

  采用(yòng)這(zhè)種方法,節能(néng)以太網标準不(bù)♣¥♣☆僅能(néng)夠改善數(shù)據中心網絡設備的(de)效率,™γ而且還(hái)能(néng)提供标準化(huà©↔§ )的(de)信令機(jī)制(zhì)。這(zhè)個(gè)信令機(jī)₽•'σ制(zhì)能(néng)夠讓物(wù)理(lǐ)層鏈路(lù)Ω∑∏的(de)任何一(yī)端的(de)系統迅速地↕→✘(dì)在正常運行(xíng)模式和(hé)LPI狀态之間(jiān)‍☆轉換。

  這(zhè)個(gè)能(néng)力讓人‍φ®(rén)們想起了(le)局域網喚醒标準(這'&‍(zhè)個(gè)标準定義了(le)神奇的(de)數(shù)據包,可(kě§φ)以遠(yuǎn)程發送這(zhè)個(gè)數(shù→✘)據包喚醒一(yī)台處于休眠模式的(de)→≈電(diàn)腦(nǎo))。然而,節能(néng)以×γ×太網信令有(yǒu)更短(duǎn)的(de®π)延遲,大(dà)約是(shì)10毫秒(miǎo)。

  低(dī)耗電(diàn)閑置模式

  局域網鏈路(lù)一(yī)般利用(yòng)率不(b•§¥♥ù)到(dào)10%,甚至在高(gāo)峰期利用(yòng)率也(​Ωyě)不(bù)到(dào)100%。當沒有(yǒ<£φu)數(shù)據發送的(de)時(shí)候,¶₩¶較低(dī)速物(wù)理(lǐ)層(每秒(miǎo)10MB和(↕™hé)每秒(miǎo)100MB)會(huì)停止發送,并且自(zì)動消耗₹↕≈較少(shǎo)的(de)電(diàn)力。然而,更高(gāo)速物(≠∏☆↓wù)理(lǐ)層(1000BASE-T和(¶​hé)10GBASE-T),也(yě)就(jiù)是(shì)與數(shù) ¥↓據中心相(xiàng)關的(de)物(wù₽£←★)理(lǐ)層,在沒有(yǒu)數(shù)據發送的(de)時(sh₽ ≥₩í)候也(yě)依然在主動發送,因此在閑 ♣置的(de)時(shí)候也(yě)繼續耗電(diàn)。

  對(duì)于低(dī)速标準,新的≈♠π(de)以太網節能(néng)标準(IEββEE 802.3az)規定從(cóng)鏈路(lù)一(yī)端的(de)系統✘÷γ向另一(yī)端發送LPI信号,使物(wù)理(lǐ)層本>>•♥身(shēn)僅增加少(shǎo)量電(∏&diàn)力節省。但(dàn)是(shì),它能(néng)夠快(kuài)€₹速調整連接的(de)設備的(de)電(diàn)源 ♠模式。
 
 
對(duì)于1000BASE-T和(hé)10GBASE-T收發α‌δ€器(qì),新的(de)LPI模式已經确定了(le)。關鍵的(de♠€"♠)功能(néng)是(shì):

  1.當沒有(yǒu)數(shù)據發送♦&"的(de)時(shí)候,允許鏈路(lù)上(shàng)的(de)發送器(q♠♣≠ì)和(hé)四個(gè)接收器(qì)中的(de)三個(gè)都(dōu)斷↔β÷↑電(diàn)。

  2.包括一(yī)個(gè)更新周期,要(yào)求以™¥σLPI模式傳送短(duǎn)訓練序列,這(zhè)樣,物(wù)理(lǐ)γ₽↓層參數(shù)就(jiù)能(néng)夠更新并且↑↕保持最新狀态。

  3.包括一(yī)個(gè)報(bào)€→© 警信号定義,能(néng)夠用(yòng)于以LPI模式快(kuài)速從δ×(cóng)睡(shuì)眠狀态喚醒一(yī)個(gè)物(wù)理α∞'(lǐ)層。

  4.能(néng)夠從(cóng)本地(d•Ωì)系統通(tōng)過MAC或站(zhàn)管理(lǐ)¶ δ↓發出的(de)信令啓動,也(yě)能(néng)夠¥ γ從(cóng)物(wù)理(lǐ)鏈路(lù)上(s®←φ₹hàng)的(de)遠(yuǎn)程系統啓動。

  由于這(zhè)些(xiē)功能(néng),從(cóng←​₹)LPI模式過渡到(dào)活躍狀态所用(yòng)的(de)時(shí)間≥↑(jiān)還(hái)不(bù)足物(wù)>§♥理(lǐ)層初始連接所用(yòng)時(shí)間(jiā₩$↔©n)的(de)0.001%。在從(cóng)睡(shuì)眠到(dào)喚☆ ♥醒的(de)轉換期間(jiān),節能(néng)以太網要(₹∞∏♠yào)求數(shù)據傳輸要(yào)等到(d¥↕ào)物(wù)理(lǐ)層被喚醒的(de)時(shí)候,這 ₽(zhè)樣數(shù)據就(jiù)不(bù)會 &(huì)丢失。

  節能(néng)以太網标準還(hái)提供一(©εyī)個(gè)機(jī)制(zhì),能(néng)夠把發送時(shí)β‌¶‌間(jiān)推遲到(dào)比規定的(de)最低(dī)時(shí)間(ji↓¥ān)還(hái)長(cháng),允許延長(ch γ♥"áng)系統的(de)喚醒時(shí)間(jiāσλn),這(zhè)樣就(jiù)可(kě)以使采用∑ ★₽(yòng)IEEE 802.1AB協議(yì)的(de)整個(gè)網絡得(±Ω♣de)到(dào)協調。這(zhè)允許在正常模式和(hé)LPI♠≤∑模式之間(jiān)有(yǒu)更精細和(hé)更靈活的(de)周期。這('☆£zhè)個(gè)能(néng)力是(shì)未來(lái)數★★∞"(shù)據中心節能(néng)的(de)一(yī)個♣σ(gè)強大(dà)的(de)工(gōng)具‌÷♦。

  節能(néng)以太網标準已經經過了(le)三次工(gōδ$€ng)作(zuò)組投票(piào)循環并且保持了(le)80%的₹→÷ (de)支持率。這(zhè)個(gè)标準已定在 ∏<下(xià)個(gè)月(yuè)進行(xíng)發起人(rén)投票(pβ☆↓iào)。預計(jì)這(zhè)個(gè)标準将¥←₩在今年(nián)年(nián)底之前得(de)到(dàoε )批準。