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1 ein Projekt von» Government Green Labor Ziele, Ergebnisse und Erkenntnisse Bernhard R. Barz,

2 Government Green - Labor 2 2

3 GGC-Lab im Kontext von 3 3

4 Steigende Nachfrage an IT-Dienstleistungen durch öffentliche Verwaltungen Beiträge der IT-Dienstleister?» Potentiale einer rechenzentrums-übergreifenden Bündelung von IT-Ressourcen» Potentiale eines dynamischen Lastmanagements => durch Betrieb einer Anwendung in Abhängigkeit von Auslastung, Strompreis / Strommarkt, Energieeffizienz der beteiligten RZ 4

5 GGC-Lab Übersicht Nutzen Government GGC- Lab Government Labor Green Labor 5

6 Nutzen Nutzen Government GGC- Lab Government Labor» Energie -> Ressourcen/Kapazitäten -> Betrieb» Vorher-Nachher-Vergleich» Direkte / indirekte Einsparungen Green Labor» Anreize zur Zusammenarbeit» Praktikabilität, Vor- / Nachteile» Marktfähigkeit» Würden/könnten/sollten IT-Dienstleister zusammenarbeiten? Vortrag Fr. Labes» Nutzen aus Sicht der RZ / -Betreiber und Nutzen aus Sicht der der Government Kunden? 6

7 Nutzen Government Labor Government GGC- Lab Government Labor» fähige Government Anwendungen» (-) Kriterienkatalog» Kooperation mit Softwarepartnern» Integration in den Projektablauf Green Labor» fähigkeit Web-Fähigkeit (Browser)» Lasttestfähigkeit» Drei Anwendungen ausgewählt; eine getestet. Die meisten Lieferanten kommunaler Software sind noch nicht soweit. 7

8 Nutzen Labor Government GGC- Lab Government Labor» vier Rechenzentren = ein Verbund» Prinzipiell unterschiedliche Virtualisierungstechnik» Integration / Abgrenzung von Produktivumgebungen Green Labor» Hinreichend sicheres und performantes virtuelles Netz» Virtuelle Client-Arbeitsplätze (Last, Test)» Virtuelle Betriebsführung» Die technische - nicht so grüne(?) - Wirklichkeit im Detail Vortrag Herr Brünnicke Virtuelle -Struktur Community 8

9 Nutzen Labor Government GGC- Lab Government Labor» Virtuelle Betriebsführung Green Labor zentrale Steuerung dezentrale Steuerung - Einordnung - globales Maximum - individuelle Betriebsvorgaben - Peer-to-Peer Betrieb - einfacheres Regelwerk - komplexes Steuerungsprotokoll - - 9

10 Ein kleiner Blick ins Labor Rechenzentrum 1 ( Instanz 1) Arbeitslast Proxy Infrastruktur IT-System VM Client Integration Ressourcen Controller (RC) Steuerwerk (SW) RZ 2 ( Instanz 2) RC RP SW RW MS IT GT FA BS Hypervisor Hardware Monitoring- System (MS) (Kennzahlen) PUE Energie FA Durchsatz FA Abwicklung der der Lastverlagerung Regelwerk (RW) RZ 3 ( Instanz 3) RC RP SW RW MS IT GT Gebäudetechnik (GT) (Kühlung, Strom, Support) Ressourcenbedarfe FA Auslastungen Strompreis CO 2 -Faktor EE-Faktor etc. Handlungsbedarf? wohin verlagern? selber aufnehmen? RZ 4 ( Instanz 4) RC RP SW RW MS IT GT 10

11 Nutzen Green Government GGC- Lab Government Labor» NEU: Greeness in einem Betreiberverbund Green Labor» 2-stufige Vorgehensweise: a) Zur Bewertung der Energie-Produktivität einer - Instanz werden erforderliche Kenndaten wie RZ-Infrastruktur- Effizienz (PUE/EUE), IT-Performance, Ressourcen-Kapazitäten in Quasi-Echtzeit» erfasst,» zu Steuerungskenndaten aggregiert und» mit der Steuerungsinstanz ausgetauscht werden 11

12 Green noch 2-stufige Vorgehensweise b) Dynamisches Lastmanagement» Dezentrale Steuerungssoftware ermöglicht RZ-übergreifende Optimierung» Regelwerke und Steuerungsalgorithmen» verwenden einen MCDA-Ansatz» berücksichtigen individuelle Anforderungen der Anwendung, der RZ Betriebssteuerung, gesetzlicher -, vertraglicher Anforderungen, etc.» Die ganze Vielfalt der Messungen und der Messergebnisse Vortrag Herr Schödwell 12

13 Ein kleiner Blick ins Regelwerk Gesamt-Optimum = Max (OKZ RZi ); i = 1 n Verschiebung = f(gesamt-optimum, SL, )» Die Arbeit des Regelwerks live! Vortrag Herr Hausen 13

14 Nutzen Government Government GGC- Lab Government Labor» Community» Individuelle Servicedefinitionen / Service-Rahmenbedingungen Green Labor» (noch ein wenig) Input von TU B???? 14

15 Rechtliche Rahmenbedingungen zur Community Lizenzmodelle Kartellrecht Community Datenschutz Haftung Rechtsformen 15

16 Quintessenz» Der Betrieb einer Community eröffnet den kommunalen Dienstleistern Potentiale» zur Optimierung der Leistungserstellung» Optimierung der Ressourcennutzung (RZ-Betrieb)» Lohnt sich (energetisch), wenn» bereits vorhandene Kapazitäten in den RZ dynamischer genutzt werden (können)» ein möglichst hoher Anteil der Anwendungen / IT-Last eines RZ in der Community erbracht wird» Gedanken zur Zukunft kommunaler IT-Dienstleister Vortrag Herr Rehfeld 16

17 Anschlussforschung» Ressourcensteuerung durch/für Anwendungen» Bereitstellung von RZ-Kapazitäten für Anwendungen in Abhängigkeit des Last- / Nutzenumfangs» Voraussetzung: Automatisierung der Bereitstellung von IT-Ressourcen (Provisionierung; Berücksichtigung des Vernetzungsgrades der Anwendungen)» Grüne (dynamisierte) RZ-Betriebsführung» Ergänzung des (Energie- und Performance-) Monitoring zu einer gewerkeübergreifenden Steuerung des RZ-Betriebs 17

18 regio it regio it gesellschaft für informationstechnologie mbh Niederlassung: Gütersloh Lombardenstr. 24 Carl-Bertelsmann-Str Aachen Gütersloh tel tel

19 State of the Art: Machine-Learning Energie- Bedarf Host (ipdu) Energiemodelle Evaluieren (Aggregation) Energiebedarf Last (Grinder) IT-System VM FA Hypervisor Kapazität Host (CPU, RAM, Disk, NIC) Ressourcenbedarf Host (Hypervisor) Ressourcenbedarf VM (Hypervisor) Energiemodelle für VM lernen Energiebedarf pro VM berechnen wenn Fehler Schwellwert überschreitet, erneut lernen Auslastung Energieproduktivität Durchsatz VM (Leistungsmaß) Normierung Energie- und Ressourcenbedarf pro VM- Laststufe Auslastung 19

20 Steigende Nachfrage an IT-Dienstleistungen durch öffentliche Verwaltungen 20

21 Steigende Nachfrage an IT-Dienstleistungen durch öffentliche Verwaltungen 21

22 Ergebnisse für eine Instanz -Host im RZ1 Leistungsaufnahme 203 W 207 W -IT im RZ2 Leistungsaufnahme 285 W 148 W Auslastung 100 % Auslastung 100 % Energieproduktivität 610 Request(W Energieproduktivität 442 Request(W Auslastung 100 % Auslastung 100 %» Die Energieproportionalität und produktivität des Hosts bestimmt den Energiebedarf der VM» Hosts mit hohem Energiebedarf im Leerlauf müssen möglichst hoch ausgelastet werden.» Hosts mit optimaler Energieproportionalität haben eine konstante Produktivität 22

23 Nutzen GGC-Lab im Großen Government GGC- Lab Government Labor Green Labor 23

24 Inhalt der Abschlusspräsentation» Welche Forschungsergebnisse bewerten Sie als herausragend?» Bitte stellen Sie den inhaltlichen Gegenstand dieser Forschung in aller Kürze dar,» Bitte benennen Sie die erzielten / potentiellen Energieeinsparungen (2) bzw. die konkrete Verbesserung, welche sich aus der Forschung ergibt.» Ergebnisse? TU Berlin / SO /» Spezifika -Betrieb für Öffentlichkeit» Besondere Rahmenbedingungen öffentlich-rechtlicher RZ-Dienstleister» RZ Betriebssteuerung» Potential zur Steuerung der Verteilung mit komponentenbasierter, cloudorientierter Software (Vodafone Award- Kategorie Future )» Möglichkeit der Optimierung über herstellerspezifische SAAS-Plattformen hinweg» Automatisierung durch marktnahe Algorithmen zur Optimierung» Einsparungen» Keine, aber» Notfallfähigkeit und Kapazitäts- (Investitions-) steuerung möglich (4) 24

25 Inhalt der Abschlusspräsentation» Welche Forschungsergebnisse haben exzellente Verwertungsaussichten?» Bitte begründen Sie kurz die Verwertungsaussichten unter Bezugnahme konkreter Marktbedingungen und des beabsichtigten Geschäftsmodells.» Ergebnisse SO» Marktnaher Algorithmus der prinzipiell an jedes Optimierungsziel anpassbar ist» Architektur die eine Regelung über spezielle SaaS-Anbieter hinweg ermöglicht» GUI für Monitoring und Steuerung der Optimierungsprozesse» Softwareframework für Software mit kleinteiligen, separat verteilbaren Komponenten 25

26 Inhalt der Abschlusspräsentation» Welche Forschungsergebnisse haben exzellente Verwertungsaussichten?» Bitte begründen Sie kurz die Verwertungsaussichten unter Bezugnahme konkreter Marktbedingungen und des beabsichtigten Geschäftsmodells.» Ergebnisse regio it» RZ-Programm ( Energie und Performance - Monitoring, RZ Dashboard)» Erste herstellerneutrale Anwendung» Reporting Funktion für ISO und RAL 161 Blauer Engel (in Umsetzung)» Kombination mit e2watch (Gebäudeenergiemonitoring) => Dachmarke» Vermarktung kommunale und nicht kommunale Dienstleister 26

27 Inhalt der Abschlusspräsentation» Welche Forschungsergebnisse haben exzellente Verwertungsaussichten?» Bitte begründen Sie kurz die Verwertungsaussichten unter Bezugnahme konkreter Marktbedingungen und des beabsichtigten Geschäftsmodells.» Ergebnisse Dataport» Erkenntnisgewinn Energiefresser im RZ, daraus abgeleitet Optimierungspotentiale im eigenen RZ-Betrieb» Erkenntnisgewinn Aufbau Kommunikationsverbindungen und Rahmenbedingungen bei länderübergreifender Zusammenarbeit von Rechenzentren 27

28 Inhalt der Abschlusspräsentation» Welche Forschungsergebnisse haben exzellente Verwertungsaussichten?» Bitte begründen Sie kurz die Verwertungsaussichten unter Bezugnahme konkreter Marktbedingungen und des beabsichtigten Geschäftsmodells.» Ergebnisse alle RZ»??? 28

29 Inhalt der Abschlusspräsentation» Welche Forschung bzw. Aktivitäten gestalteten sich eher problematisch?» Bitte benennen Sie kritisch diejenigen Vorhabenaspekte, welche komplexer waren als geplant bzw. welche Ergebnisse nicht den ursprünglichen Erwartungen entsprachen.» Versuchen Sie bitte aus heutiger Sicht ggf. zu begründen, warum diese Schwierigkeiten entstanden.» Ergebnisse alle» Auswahl geeigneter Anwendungen (1)» Messtechnik (Energie-Performance) / Plausibilität / Erfassungsumfang und geschwindigkeit (3)» Client Simulation (Lastgenerator, keine Änderung aus Client-Sicht, )» RZ-übergreifender Zugriff auf HW- und Hypervisor-Schnittstellen für Performancedaten und Applikationssteuerung durch RC (Ressourcencontroller)» Definition einer übergreifenden IP-Netzstruktur für das Projekt ohne Kollision mit vorhandenen IPv4-Adresskreisen in den RZ (2)» Hoher Abstimmungsbedarf für basics wie DNS, Internetzugriff etc.» Zugriff auf Anwendungsdaten über verschiedene Standorte hinweg 29

30 Inhalt der Abschlusspräsentation» Welche Forschung bzw. Aktivitäten gestalteten sich eher problematisch?» Bitte benennen Sie kritisch diejenigen Vorhabenaspekte, welche komplexer waren als geplant bzw. welche Ergebnisse nicht den ursprünglichen Erwartungen entsprachen.» Versuchen Sie bitte aus heutiger Sicht ggf. zu begründen, warum diese Schwierigkeiten entstanden.» Ergebnisse alle» Nutzung der IaaS-Interfaces der Herstellers» Zugriff per Datenschnittstelle zu Monitoringsystem» Begründung»??? 30

31 Inhalt der Abschlusspräsentation» Welcher Forschungsbedarf ergibt sich aus heutiger Sicht?» Bitte benennen und erläutern Sie kurz neue Themenstellungen bzw. die Notwendigkeit der Weiterführung der begonnen Forschung. (1)» Bitte geben Sie eine kurze Einschätzung, inwiefern das Forschungsthema Green-IT auch in Zukunft in Deutschland noch Bestand hat. (2)» Ergebnisse alle» Von Energieeinsparung => zu Grüner Betriebsführung (3)» Benchmarks für Anwendungsperformance» Autonome Ressourcensteuerung durch Anwendungen (4)»???» Green IT betachtete bislang die Optimierung der Infrastruktur (=> die Dezimalstellen beim PUE) der künftige Fokus sollte ganzheitlicher sein, d.h. Reduzierung der 1 vor dem Komma) (5)» Auswertung, was wirklich sinnvoll gemessen und ausgewertet werden sollte, d.h. es macht wenig Sinn, an Kleinigkeiten zu optimieren, wenn z.b. ein Großteil der Energie für Klimatechnik und Gebäudeinfrastruktur benötigt wird. (5) 31

32 Inhalt der Abschlusspräsentation» Beachten Sie auch noch folgende Hinweise:» Sie müssen nicht noch einmal die Struktur, Inhalte und Partner des Projektes vorstellen!» Bitte benennen Sie jedoch im Vortrag, ob im Projekt neue Patente und Produkte entstanden sind. Ergebnis: keine (oder?)» Bitte berichten Sie über besondere wissenschaftliche Anerkennung Ihrer Arbeit z.b. durch Best Paper Awards oder andere Ehrungen.» TUB???» Bitte schicken Sie uns einen Entwurf Ihres Vortrages bis zum 15. April Wir würden gerne die Inhalte mit Ihnen vorab diskutieren. 32

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