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Approche Architecturale pour une informatique verte

Régis MaugerArchitecteMicrosoft France

Code Session : GRE201

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Agenda

Pourquoi s’intéresser au “Green IT” ?Une nouvelle approcheConclusion

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Nous sommes à Nous sommes à un point d’inflexionun point d’inflexion

Pression de Pression de l’opinion l’opinion publicpublic

Le coût de Le coût de l’énergie l’énergie

augmenteaugmente

Les lois, Les lois, réglementations réglementations

gouvernementales gouvernementales augmentesaugmentes

La demande La demande des des

entreprises entreprises s’accroîts’accroît

LaLa consommation consommation d’énergie des d’énergie des DataCenter DataCenter augmenteaugmente

Le consensus s’accroît au Le consensus s’accroît au sujet de l’impact sur sujet de l’impact sur

l’environnementl’environnement

Demande des Demande des actionnaires actionnaires

s’accroîts’accroît

Demande des Demande des consommateurs consommateurs

s’accroîts’accroît

Analyste, industrie Analyste, industrie forums, presseforums, presse

Demande des Demande des clients de MSclients de MSCompétitionCompétition

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IDC: More and more money goes to power & cooling instead to new servers

$0

$20

$40

$60

$80

$100

$120

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Installed Base(M Units)

Spending(US$B)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

IDC: The Impact of Power and Cooling on Data Center Infrastructure, 2006

New Server Spending

Power and Cooling

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ConstatLes décisions sont généralement prises de manière isolée:

Métiers:Traitement de transactions batch de nuit vers du temps réel.Stockage de multiples copies de données d’historique sans mesurer l’impact réel sur le data center.

Développeurs:Combien réalisent un profiling/tuning de leur travail pour utiliser moins de serveurs ou conçoivent des architecture d’applications qui peuvent être partagées entre différents serveurs. Passage du Synchrone à l’Asynchrone?

ITPro: Lors des demandes d’achats de serveurs, ils vont très souvent orienter leurs choix en fonction du prix ou vers des solutions connues. Très souvent, il y a des acquisitions en excès pour garantir une capacité dans des scenarii extrêmes, créant des excès de capacité. Ces excès de capacité ayant un impact direct sur l’encombrement et les ressource nécessaires pour un bon fonctionnement (ie. Climatisation).

Si l’on multiplie cela à l’échelle des organisations impact direct sur les coûts et l’environnement.

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Impact sur l’architecture

Pour les modèles d’architecture, cela veut dire:Réduire le nombre de systèmesDes systèmes plus efficaces pour ce qui est de la consommation d’énergie lors de la création ou de la refonte des applications.Ceci afin de faire une utilisation optimale des ressources physiques (faire plus avec moins de code et de systèmes) tout en privilégiant les solutions plus économes en termes d’énergie et d’émission de gaz à effet de serre.

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Les indicateurs (1)Energy Star: mesure la consommation électrique des postes de travail et des périphériques.

PUE : le « Power Usage Effectiveness » du Green Grid mesure le ratio entre la dépense énergétique totale d'un bâtiment et celle propre aux équipements informatiques qu'il héberge.

DCIE: le « Datacenter Infrastructure Efficiency » est l’inverse du PUE.

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Répartition de la consommation

Source: EYP Mission Critical Facilities Inc., New York

PUE=2.0

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Les indicateurs (2)

EUP : « Energy Usage Profile » mesure la consommation d’énergie dans différents domaines, tels que le matériel, les systèmes d’exploitation, les applications.

ECP : « Energy Cost Profile »

EIP : « Energy Impact Profile »

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http://www.spec.org/

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http://www.energy.eu/#industrial

http://www.eia.doe.gov/cneaf/electricity/epm/table5_6_b.html

12 http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-resources/calculator.html

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Gestion des « assets »10%-30% des serveurs ne font rien (Uptime Institute, USA)

Serveurs à moins de 50% moins efficace leur rentabilité énergétiqueTaux d’utilisation moyen d'un serveur autour de 15%Stockage (5% du total de l’électricité consommée par les data centers en 2006)L’approche traditionnelle 1 Serveurs - 1 Application (OSOA) est de moins en moins efficace, et de plus en plus coûteuse.En l’absence d’une vraie analyse des coûts, il y a sur-architecture et l’inefficacité devient la règles.Il ne suffit pas de collecter des informations sur la santé des applications, mais il faut “comprendre” les axes d’amélioration. Basé sur cette compréhension, la puissance de calcul (y compris l’énergie) peut être ajustée tout en respectant le SLA « Service Level Agreement ». Les ressources non nécessaires peuvent être alors mises en sommeil, c'est le scénario qui est de plus en plus retenu et qui conduit à cet intérêt de plus en plus important pour virtualisation. Ne nous trompons pas! c'est étonnamment complexe, cela exige des modèles plus précis (modèles de capacité, modèles de consommation, différentes dimensions, des marges de sûreté et des plans multiples de puissance, …)

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Réseau d’entreprise

Microsoft Assessment And Planning (MAP)

Microsoft.com/MAP

Génération de rapportspour différents scénarios de migration

MAP Inventaire de l’existant

Consolidation de serveursVirtualisation d’applications?Migration Windows

Type de rapport MAP Rapport

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Bénéfice de la virtualisationServer setup Average watts kWh/year Cost*

Kilograms of CO2*

Standalone IIS7 server × 4 2,000.40 17,535.51 $1,602.75 13,633

One Hyper-V server with 4 IIS7 virtual machines

517.66(measured)

4,537.81 $414.76 3,528

Potential Savings 1,482.74 12,997.70 $1,187.99 10,105

Standalone IIS7 server × 10 5,001.00 43,838.77 $4,006.86 34,083

One Hyper-V server with 10 IIS7 virtual machines

512.17(measured)

4,489.68 $410.36 3,491

Potential Savings 4,488.83 39,349.08 $3,596.51 30,592

* See Average Retail Price of Electricity to Ultimate Customers by End-Use Sector, by State (http://www.eia.doe.gov/cneaf/electricity/epm/table5_6_b.html) and Greenhouse Gas Equivalencies Calculator (http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-resources/calculator.html) from the U.S. Environmental Protection Agency.

Comment commencer?

Optimiser la consommation d’énergie:

Utiliser Microsoft System Center pour réduire le nombre de serveurs en fonctionnement

Operations Manager 2007 vous informe des performances dans le tempsConfiguration Manager 2007 vous informe sur les matériels et logiciels installés La mesure de l’état souhaité (DCM) vous aide à garder vos composants et configuration “green”

Illustration:RDA: Profiling Energy Usage for Efficient Consumption/

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Architecture extensible

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Visio Add-In

http://visiotoolbox.com/en-US/visio_greenit.aspx

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Visio Add-In

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System Center

System Center Configuration ManagerSystem Center Operation ManagerSystem Center Virtual Machine Manager

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Déterminer le taux d'utilisation

Gestion de l'énergieUn nouveau Management Pack pour System Center Ops Mgr 2007 R2

Nouveau Provider WMI de Windows Server 2008 R2

Fonctionnalités prévues:Mesure l’allocation d’énergie par machine: temps réel vs budgétéeDéfinition d’un budget énergie Compte-rendu en temps réel de la consommation d’énergie, énergie budgétée, les limite PDU pour le “capacity planning”Compte-rendu de l’optimisation de la consommation et empreinte carboneModèle extensible pour les OEMs

Après la R2:Consolidation de workload de (VMs) Gestion des plan d’énergie pour des serveurs “non-domain-joined”Rapports EPA

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Collecte des données de

performance des hôtes

Placement optimal de la VM sur l’hôte

adapté

Librairies de modèles et de VMs

Modèle pré-configuré

Placement de la VM sur l’hôte le mieux

adapté

Création d’une VM via un

modèle pre-créé

Provisioning

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Performance et Optimisation

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Performance et Optimisation (2)

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Profile de charge d'une solution sur l'année

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Profile de charge d'une solution sur la journée

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Segmenter votre solution

<ITService>

<Server Group>

<Server>

<ServerRole>

Service Model

<Site>

Topologie vue simplifiée

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Segmentation des serveurs (workload)

« Server Groups » gérer comme des serveurs (workloads)

Faire en sorte que vos solutions et déploiements permettent à l’infrastructure de réduire ou d’accroître le nombre de serveurs dans un « Server Group » à tout moment.

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Segmentation des "Server Role" Introduire les « Server Roles » comme partie intégrante de votre solution

Passer des composants aux Services ne permet pas une granularité suffisante

Grouper les fonctionnalités associées dans des « Server Roles »

Par exemple: Paye, Facturation

Planifier vos déploiement de Services en ayant à l’esprit l’isolation du « Server Role »Permettre à l’infrastructure de dynamiquement démarrer/arrêter les « Server Roles » (déployés en tant que VM’s)

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Démarrer lentement et grossir par “Unités d’échelle”Projet Sharepoint, la cible):

- 50,000 utilisateurs- 20,000 team sites- 150MB/site- Réponses par secondes: 100

Configuration de la ferme

RPS

2 par 1 99

Configuration de la ferme

RPS

4 par 2 120

Configuration de la ferme

RPS

3 par 1 115

Suivi des compteurs de la configuration opérationnelle et supervision de l’environnement avec System Center Operation Manager 2007 déclenchement de l’allocation ou desallocation, provisioning une fois que la capacité a atteint 80% des valeurs spécifiée:- Accroissement basé sur RPS (Unité A): Taille initiale – 99 RPS; compteur fixé à 80 RPS- Accroissement basé sur la taille de la DB de contenu (Unité B): Taille initiale – 0.8 TB; compteur fixé 0.7 TB

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Policy based Management: WSRM

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Resource Governor

Min Memory 10%Max Memory 20%

Max CPU 20%

Backup

Admin Tasks

OLTP Activity

Ad-hocReports

ExecutiveReports

High

Max CPU 90%

Application PoolAdmin Pool

Report WorkloadOLTP WorkloadAdmin Workload

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Bonnes Pratiques pour le Data Center1. Optimiser le contrôle de la température, de la

circulation/distribution de l’air2. Utiliser des économiseurs3. Mettre en place une ingénierie du Data Center4. Mesuser l’efficacité de la consommation énergétique5. Superviser et contrôler le Data Center en temps réel6. Eliminer les “sur-allocations” pour un maximum d’efficacité et

de productivité7. Optimiser de manière holistique tout ce qui entre dans le Data

Center8. Faire que la gestion des opérations du Data Center soit dans les

culture d’entreprise 9. Partager et apprendre de ses partenaires dans cette industriehttp://www.microsoft.com/environment/our_commitment/articles/datacenter_bp.aspx

Resources

www.verdiem.comwww.verdiem.com

Z GPO tool (Z GPO tool (www.energystar.govwww.energystar.gov))

Spec Power: http://www.spec.org/power_ssj2008/results/power_ssj2008.htmlEnergy Efficiency and Mobile Battery Life Guidance http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/mobile_bat.mspx

Architect Journal N°18: http://www.msarchitecturejournal.com/pdf/Journal18.pdfDocument RDA : Profiling Energy Usage for Efficient ConsumptionVisual Studio Profiling : http://msdn.microsoft.com/en-us/library/z9z62c29(VS.80).aspxSystem Center : http://www.microsoft.com/systemcenterVisio Green IT : http://visiotoolbox.com/en-US/visio_greenit.aspx

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http://microsoft.com/environment

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