Green Cloud Computing

چكيده

هم زمان با رشد تكنولوژي جديد رايانش ابري و استفاده روزافزون از آن توجه به آلايندگي مراكز داده ضروري مي باشد.انتشار گاز دي اكسيد كربن توسط مراكز داده يكي از عوامل آلوده كننده محيط زيست بشمار مي آيد كه نقش مهمي در گرمتر شدن كره زمين و برهم خوردن تعادل آب و هوايي در سطح آن دارد. در اين زمينه نياز به ارائه روش هايي براي كاهش مصرف انرژي و به عبارت ديگر بهينه كردن مصرف انرژي در مراكز داده ، احساس مي شود.

مقدمه

رایانش ابری یکی از محبوب ترین تکنولوژی های نو ظهور در دنیای امروز است. این تکنولوژی ؛ نرم افزار ، دستیابی به داده ، خدمات ذخیره سازی و محاسبات از طریق اینترنت و تسهیلاتی برای مشتریان بر اساس مدل "پرداخت به میزان مصرف" را ارائه می کند. برای مشتریان فقط به همان اندازه ای که از خدمات استفاده کرده اند هزینه محاسبه خواهد شد. یکی از مزایای عمده رایانش ابری ، استفاده کاربران از خدمات محاسبه ای و خدمات ذخیره سازی داده ها بدون سرمایه گذاری کلان در زیر ساخت ها می باشد. به هرحال رشد تقاضای مشتریان برای خدمات ابری ، ارائه دهندگان این خدمات را دلگرم می کند(مثل گوگل ، مایکروسافت ، یاهو و...) که با اشتیاق زیادی به گسترش مراکز داده ادامه دهند.

برای اجرای این مراکز داده مقادیر خیلی زیاد انرژی موردنیاز است. این مقادیر انرژی برای کنسول ها ، نمایشگرها ، دستگاههای مربوط به شبکه ، فن های خنک کننده دستگاهها ، پردازنده ها ، روشنایی ، سیستم های تهویه مطبوع و غیره موردنیاز است.

مصرف انرژی صنعت اطلاعات در حال افزایش است. بطوریکه کل مصرف مراکز داده درسال 2012 حدود 38 گیگا وات بوده است و این مقدار حدودا 63٪ بیشتر از سال 2011 بوده است. این حقیقت که مصرف انرژی از سال 2007 تا 2030 معادل 67٪ افزایش خواهد داشت و مراکز داده سهم مهمی در این افزایش خواهند داشت ، تاکیدی بر اهمیت کاهش مصرف انرژی در صنعت رایانش ابری خواهد بود. بنابر این اهمیت بهره وری انرژی در مراکز داده و صنعت رایانش ابری افزایش پیدا خواهد کرد.

همچنین محیط زیست در اثر انتشار مقادیر زیاد کرین توسط صنایع فن آوری اطلاعات در خطر است. بنابر این نیاز به پیاده سازی محاسبات سازگارتر با محیط زیست که "رایانش ابری سبز" نامیده می شود ، وجود دارد. رایانش ابری سبز بعنوان مجاسباتی که از لحاظ زیستی قابل تحمل هستند تعریف می شوند. و به تلاش هایی برای حداکثر کردن استفاده از انرژی مصرفی و بالابردن کارایی انرژی و به حداقل رساندن میزان انتشار گاز دی اکسید کربن اشاره دارد.

انجمن های تحقیقاتی یک سری از راه حل های سخت افزاری و نرم افزاری برای مسئله بهره ور کردن انرژی و به حداقل رساندن انتشار گاز دی اکسید کربن در عملیات رایانش ابری ارائه داده اند.

بعضی از راه حل های نرم افزاری ، استفاده از تکنیکی به نام مجازی سازی در رایانش ابری را پیشنهاد می دهند. مجازی سازی برای ایزوله کردن بهتر منابع و کاهش مصرف انرژی زیرساخت به واسطه ترکیب منابع و مهاجرت برخط ، استفاده خواهد شد.

بررسي ادبيات موضوع

مصرف انرژی و توان کاری سیستم بستگی به عوامل زیادی دارد. روش های مقدماتی مدیریت انرژی برای سرورها در محیط های ابری از قبیل خاموش و روشن کردن سرورها ، قراردادن آنها در حالت آماده بکار ، ارائه شده.

برخی از راهکارها برای دخیره سازی انرژی استفاده از مقیاس دهی ولتاژ / فرکانس (DVFS) و استفاده از روش های مجازی سازی برای بکارگیری بهتر منابع می باشد. محققان کوشش های زیادی برای کاهش مصرف انرژی در Clouds و مراکز داده انجام داده اند.

برخی از محققان روی مصرف انرژی میزبان های فیزیکی متمرکز شده اند . مدل مصرفی آنان به تاثیر بار کاری سرور روی سخت افزار مشخص توجه دارد. مدل دیگر مصرف انرژی بر پایه تعداد نسخه های ماشین مجازی جاوا که روی سرور در حال اجرا هستند ، متمرکز شده اند. محاسبه انرژی مصرفی در این مدل دشوار است زیرا ماهیت چرخه زندگی ماشین ها مجازی جاوا پویا است.

تعدادی از استاندارد های مدیریت شبکه تحت عنوان تنظیمات پیشرفته وتعیین واسط انرژي(ACPI) برای بازبینی و بهبود مصرف انرژی بطور کلی مشخص شده اند. برای مثال تعریف وضعیت های عملیاتی بمنظور مدیریت انرژي در وضعیت های کارکردن ، آماده بکار ، خاموش بودن نرم و خاموش بودن مکانیکی مطرح شده اند. پیاده سازی موفق چنین سیستمی منجر به کنترل سیستم عامل ، بایوس و کارت های گسترشی نصب شده روی mainboard خواهد شد.

تعدادی از راهکارهای مدیریت انرژی ، خاص صنعت نیز وجود دارند. برای مثال مدیریت انرژی هوشمند گره های شبکه شرکت اینتل و مدیر مرکز داده(DCM) که بدون تاثیر بر روی کارایی سیستم باعث کاهش 20 درصدی مصرف انرژی خواهد شد. DCM مصرف انرژی و دما را مورد بازبینی قرارداده و سرورها و رک ها را مدیریت می کند.

در این تحقیق روشهای ترکیبی و دقیق تری مورد توجه قرار گرفته اند که موجب کاهش بیشتر مصرف انرژی بدون تاثیر بر روی کارایی سیستم ، خواهد شد.

بدنه تحقيق

مراجع

• -Chen, F. F., Schneider, J.-G., Yang, Y., Grundy, J. & He, Q. (2012). An energy

consumption model and analysis tool for cloud computing environments. Available from: [[۱]]

• -Energy aware scheduling across 'green'cloud data centres

C Peoples, G Parr, S McClean… - 2013 IFIP/IEEE …, 2013 - ieeexplore.ieee.org Available from : [[۲]]

• -An Energy Aware Network Management Approach Using Server Profiling in'Green'Clouds

C Peoples, G Parr, S McClean… - Network Cloud …, 2012 - ieeexplore.ieee.org َAvailable from : [[۳]]

• -Energy efficient VM scheduling for cloud data centers: exact allocation and migration algorithms

C Ghribi, M Hadji, D Zeghlache - Cluster, Cloud and Grid …, 2013 - ieeexplore.ieee.org َAvailable from : [[۴]]