Module 3 Equipement de serveurs

1. Module 3Equipement de serveurs Version 1.0 21 September 2011

2. Présentation des technologies de serveur classiques

3. Consommation d‘énergie des serveurs dans les datacentres et potentiel d‘économies • Les serveurs représentent environ 30-40% de la consommation d’énergie totale des datacentres ; • Les mesures entreprises au niveau des équipements, par exemple la gestion d’alimentation, peuvent améliorer l’efficacité énergétique de 15-30% ; • Les mesures entreprises au niveau des logiciels impliquant la virtualisation permettent des économies dépassant 90% dans des zones où elle se prête à une application efficace ; • Les effets positifs sont doublés au niveau de l’alimentation et du refroidissement.

4. Types de serveurs dans un datacentre Rack Lame Tour Mainframe

5. Serveurs rack et serveurs tour

6. Châssis et serveurs lame type Châssis et serveurs lame

7. Serveurs double et multi-nœuds Serveur double-nœuds type Lame double-nœuds (SUN)

8. Notions générales d’efficacité énergétique des serveurs

9. Types de datacentres Source: [Hint 2010]

10. Proportion des types des serveurs dans les datacentres Source: [Hint 2010]

11. Options de gestion d’alimentation du niveau composant au niveau système

12. Options de gestion d’alimentation du niveau composant au niveau système

13. Consommation d’énergie et efficacité des processeurs AMD et Intel

14. TDP (Thermal design power) et puissance moyenne de processeurs AMD

15. Amélioration d‘efficacité énergétique selon les types et générations des processeurs G5 (2.66 GHz, Xeon L5430) G6 (2.40 GHz, Xeon L5530) G7 (2.26 GHz,Xeon L5640)

16. Amélioration d‘efficacité énergétique selon les types et générations des processeurs G7 (2.26 GHz,Xeon L5640) G7 (3.07 GHz, Intel Xeon X5675)

17. Technologie Turbo Boost développée par Intel

18. Stratégie d‘optimisation de la capacité d‘alimentation – power capping Effet du power capping Réduction de la demande d‘énergie maximale grâce au power capping (étude de cas HP)

19. Energy Star: exigences d’efficacité pour l‘alimentation des serveurs

20. Energy Star: exigences au niveau du facteur de puissance pour l‘alimentation des serveurs

21. Exigences d‘efficacité énergétique et de facteur de puissance dans le programme 80plus

22. Point de fontionnement type de l‘alimentation selon l‘étude d‘Energy Star

23. Utilisation des équipements selon les différents types d’application

24. Gestion d‘alimentation en fonction des profils de puissance

25. Modes d‘économie d‘énergie au niveau du système d‘exploitation (e.g. Windows Server 2008)

26. Evaluation des options de consolidation avec des supports logiciels (e.g. Capacity Advisor) Profils de différentes charges analysés à la consolidation

27. Evaluation des options de consolidation avec des supports logiciels (e.g. Capacity Advisor) Profil des charges combinées

28. Fonctions des outils de planification de la capacité: e.g. HP capacity advisor • Recueil des données sur les cœurs des processeurs, la mémoire, le réseau, l’E/S disque, et l’utilisation de l’énergie • Visualisation de l’utilisation historique des ressources de l’ensemble de système d’exploitation et suivi des workloads (pour les systèmes HP-UX et Open VMS); visualisation de l‘utilisation des ressources de l’ensemble de système d’exploitation (pour Microsoft Windows et Linux) • Visualisation de l’utilisation historique des ressources par workload et l’utilisation globale sur le partitioning continuum. • Génération de rapports d’utilisation des ressources • Planification des modifications de workload ou du système, et évaluation des impacts sur l’utilisation des ressources • Evaluation des impacts de l’utilisation des ressources pour les modifications proposées • Evaluation des tendances pour des prévisions de la demande en ressources

29. Fonctions des outils de la gestion de la consommation d‘énergie: e.g. Active Energy Manager IBM • Suivi et enregistrement des données sur la consommation d’énergie • Gestion d’alimentation (power management), notamment • Configuration des options d’économie d’énergie • Configuration des power caps • Automatisation des tâches liées à l’alimentation • Configuration des instruments de mesure tels que PDU et capteurs • Visualisation des événements • Calcul des coûts d’énergie et estimations des économies d’énergie • Réglage des seuils • Développement et mise en place de stratégies énergétiques • Suivi des équipements d’alimentation et refroidissement liés aux matériels informatiques

30. Options d’économies d’énergie pour les serveurs lame et serveurs multi-nœuds

31. Bénéfices des technologies lame et multi-nœuds • Principaux avantages des serveurs lame : • Haute densité de calcul et faible encombrement ; • Réduction du temps d’entretien et expansion du système en raison de la possibilité de connecter/déconnecter les modules à chaud (hot-plug) et les fonctionnalités de gestion intégrées; • L’efficacité énergétique est plus élevée par rapport aux serveurs rack lorsque la gestion d’alimentation et du refroidissement est optimisée. • Principaux avantages des serveurs multi-nœuds : • Coûts et encombrement moins élevés que pour les serveurs rack standards ; • Consommation d’énergie légèrement plus faible en raison de l’alimentation et des ventilateurs partagés.

32. Efficacité de l’alimentation labélisée Platine (80plus, 2011) pour un châssis lame Efficacité énergétique de l’alimentation des serveurs lame

33. Efficiency of platin level power supply for blade chassis Comparaison de l’efficacité énergétique entre serveurs lame et rack Comparaison SPECpower_ssj2008 pour un serveur lame Dell M610 et un serveur rack R610 1U : (2 x Intel Xeon 5670, 2,93GHz), Juillet/Septembre 2010 par SPEC

34. Efficiency of platin level power supply for blade chassis Définition de la capacité de puissance maximale en fonction du power capping Exemple d’optimisation de la puissance par power capping : Définition d’un power cap avec „Insight control (HP)“

35. Démarche d‘optimisation de la capacité d‘alimentation S1 S2 S3 S4 S5 S6 ->Mettre en place un groupe de travail en collaboration avec les experts responsables des installations d‘alimentation et de refroidissement. ->Vérifier les options de gestion d‘alimentation et de power capping de vos équipements. ->Effectuer une optimisation grossière de la capacité d‘énergie/de refroidissement, basée sur les calculateurs de puissance fournis par les fabricants. ->Evaluer la demande réelle en énergie à l‘aide des outils de gestion disponibles pour un cycle d‘utilisation complet et définir les power caps en fonction des pics de charge. ->Ajuster les exigences de la demande d‘énergie pour le refroidissement au système bien réglé, basé sur les power caps. ->Mettre en place les mesures pertinentes pour la conception de l‘alimentation et du refroidissement. Continuer à surveiller l‘utilisation de l‘énergie et peaufiner les réglages.

36. Défis pour les systèmes lames à haute densité Défis Capacité de refroidissement suffisante et conception du refroidissement appropriée aux points chauds Distribution de puissance suffisante (capacité des PDU locales, câblage d’alimentation, etc.) Analyses à réaliser Capacité de puissance disponible – capacité et distribution locales, UPS Capacité de refroidissement disponible et distribution – capacité totale et distribution/utilisation pour les points chauds Demande en refroidissement du système lame

37. Conception d‘un système lame et refroidissement au niveau du datacentre

38. Principaux avantages de la virtualisation des serveurs Consolidation et confinement: accroit l’utilisation des serveurs de 5-15% à 60-80%. Optimisation des tests et du développement: provisionnement rapide de serveurs de tests et développement par la réutilisation de systèmes préconfigurés, favorisation de la collaboration développeurs Continuité de l’activité: Réduction des coûts et de la complexité de la continuité de l’activité (haute disponibilité et solutions de récupération après une panne) en encapsulant des systèmes entiers en fichiers simples qui peuvent être répliqués et restaurés sur quel serveur cible. Enterprise Desktop: Sécuriser les PCs, stations de travail et ordinateurs portables sans compromettre l’autonomie de l’utilisateur final en superposant la stratégie de sécurité dans le logiciel autour des machines virtuelles de bureau.

39. Virtualisation des serveurs

40. Présentation du marché des produits de virtualisation • VMWare ESX/ESXi, Vsphere • Entrée sur le marché en 2001 • Support pour la plupart des systèmes d’exploitation hôtes • Puissants outils de gestion • Microsoft HyperV • Faible empreinte • Il se branche sur les environnements informatiques existants • Puissants outils de gestion • CitrixXENServer • Un moyen économique pour mettre en place la virtualisation

41. Economies d‘énergie par virtualisation des serveurs Exemple 1: virtualisation Server+Desktop Fig. Virtualisation Server et Desktop (SUN 2009)

42. Economies d‘énergie par virtualisation des serveurs Exemple 2: Virtualisation des serveurs Virtualisation des serveurs au Ministère de l‘environnement en Allemagne

43. Outils logiciels de planification de la virtualisation et calcul ROI/TCO (MAP-Toolkit) Fonctionnalités • Détecte les clients, les serveurs et les applications dans l’environnement informatique • Réalise les évaluations de la migration et de la virtualisation • Génération automatique de rapports et de proposition • Adaptations des solutions aux petites comme aux grandes entreprises • Calcule les économies d’énergie et présente des propositions pour la virtualisation • Rapport et proposition de migration de serveurs: reporting Windows Server 2008 et “virtualized guests by hosts” • Rapport et propositions de migration de la virtualisation d’application Microsoft: recommandations pour l’application de la virtualisation à l’aide de App-V.

44. Calculateur ROI/TCO de Microsoft

45. Calcul de TCO/ROI à l‘aide du calculateur VMWare

46. Calcul de TCO/ROI à l‘aide du calculateur VMWare

47. Gestion d‘alimentation par migration des serveurs: Outil DPM de VMWare

48. Gestion d‘alimentation avec la migration DPM (distributed power management)Fonctions de l‘outil de migration DPM • Une évaluation précise de la demande en ressources du workload. La surestimation peut entraver les économies d’énergie. La sous-estimation peut gêner la performance voire entrainer le non-respect des accords du niveau de qualité de service (SLA). • Eviter de mettre sous et hors tension les serveurs trop souvent. Cela réduit la performance à cause de la réalisation d’opérations inutiles par VMotion. • Réaction rapide à l’augmentation soudaine de la charge : ainsi les économies d’énergie n’entravent pas les performances. • Sélection appropriée des hôtes à mettre sous/hors tension. Déconnecter un hôte hébergeant un grand nombre des machines virtuelles peut contrarier la plage d’utilisation visée d’un ou plusieurs hôtes de plus petite taille. • Redistribuer intelligemment les machines virtuelles après que les hôtes soient mis sous/hors tension en tirant profit continuellement de la planification des ressources distribués (DRS).

49. Differentes options pour utiliser l‘outil VMware DPM • Réglage de Vmware DPM en mode automatique et laissez l’algorithme DPM décider quand mettre les hôtes sous/hors tension. • Réglage en mode plus conservateur ou agressif en décalant le seuil DPM dans les paramètres du cluster ou le ratio demande/capacité cible. • Augmenter le ratio demande/capacité cible. Pour économiser plus d’énergie en augmentant l’utilisation de l’hôte (plus de machines virtuelles sur moins d’hôtes), ce ratio peut être augmenté de la valeur par défaut (63%) à 70% par ex. • Utiliser VMware DPM pour forcer la mise sous tension de tous les hôtes avant les heures d’activité and ensuite la mise hors tension progressive après la période de pic d’activité.

50. Exigences au niveau de l‘alimentation et du refroidissement après virtualisation Adaptation d’infrastructure à la charge Une information précise sur la demande des capacités d’alimentation et de refroidissement est essentielle afin d’assurer que la capacité d’infrastructure puisse être adaptée selon les changements de profils de charge dans le temps.