Методология проектирования устойчивых рабочих нагрузок в Azure

Статья
06/18/2024

Для создания устойчивого приложения на любой облачной платформе требуются технические знания и понимание принципов устойчивости в целом и для конкретной облачной платформы.

Эта методология проектирования направлена на создание более эффективных решений по углероду, измерение влияния на выбросы углерода и в конечном итоге сокращение ненужных выбросов и выбросов энергии.

1. Проектирование бизнес-требований

Предприятия глобально имеют разные требования. Ожидается, что рекомендации по обзору и рекомендации по проектированию, предоставляемые этой методологией проектирования, будут давать различные решения по проектированию и компромиссы для различных сценариев и организаций.

Определите бизнес-требования и приоритеты, а затем просмотрите методологии проектирования в соответствии с этими требованиями.

2. Оценка областей проектирования с помощью принципов проектирования

Ознакомьтесь с принципами проектирования устойчивости и областями проектирования, приведенными ниже, для рабочих нагрузок устойчивости.

Решения, принятые в каждой области проектирования, будут эхо в других областях дизайна. Ознакомьтесь с рекомендациями и рекомендациями в каждой области проектирования, чтобы понять последствия и влияние и любые известные компромиссы.

Области проектирования:

3. Понимание выбросов

Чтобы снизить выбросы, необходимо понять, как измерять усилия по обеспечению устойчивости.

Кратко о областях выбросов

В Корпорации Майкрософт мы сегментируем выбросы парниковых газов (GHG) на три категории в соответствии с протоколом парниковых газов.

Область 1 выбросов: прямые выбросы, создаваемые вашей деятельностью.
Область 2 выбросов: косвенные выбросы, которые приводят к производству электроэнергии или тепла, используемого вами.
Область 3 выбросов: косвенные выбросы от всех других действий, которые вы участвуете. Для бизнеса эти выбросы в области 3 могут быть обширными. Они должны учитываться в своей цепочке поставок, материалах в своих зданиях, бизнес-путешествиях сотрудников и жизненном цикле его продуктов (включая потребителей электроэнергии, потребляемых при использовании продуктов). Выбросы в области 3 компании зачастую гораздо более значительны, чем в области 1 и 2 в сочетании.

Как клиент, контекст выбросов Scope 3 может быть конфигурацией сети и доставкой, потреблением энергии и устройствами за пределами центра обработки данных. Если приложение использует превышение пропускной способности или размер пакета, оно будет влиять от того, когда трафик покидает центр обработки данных через различные прыжки в Интернете, вплоть до устройства конечного пользователя. Таким образом, снижение пропускной способности сети может оказать значительное влияние на цепочку доставки. Те же рекомендации применяются к вычислительным ресурсам, хранилищу данных, решениям платформы приложений, проектированию приложений и т. д.

Дополнительные сведения и определения см. в техническом документе по методологии 3 в области 3 в Azure, опубликованном в 2021 году.

Измерение и отслеживание влияния на выбросы углерода

Корпорация Майкрософт соответствует Зеленому программному фонду, ответственному за создание спецификации Software Carbon Intensity (SCI).

Чтобы измерить влияние углерода приложения, GSF предоставил методологию оценки под названием SCI, вычисленную следующим образом:

SCI = ((E*I)+M) per R

Где:

E = энергия, потребляемая программной системой. Измеряется в kWh.
I = маргинальные выбросы углерода на основе расположения. Углерод, генерируемый на kWh энергии, gCO2/kWh.
M = воплощенные выбросы программной системы. Углерод, который создается через оборудование, на котором работает программное обеспечение.
R = функциональная единица, которая является способом масштабирования приложения; на дополнительного пользователя, на вызов API, на службу и т. д.

С помощью этих знаний важно учитывать не только инфраструктуру приложений и оборудование, но и пользовательские устройства и масштабируемость приложений, так как это может значительно изменить экологический след.

Прочитайте полную спецификацию SCI на GitHub.

Оптимизация углерода Azure

Оптимизация углерода Azure — это служба Azure, которая помогает понять выбросы углерода облачных рабочих нагрузок. Сокращение выбросов углерода предоставляет аналитические сведения о выбросах углерода ресурсов Azure и помогает оптимизировать облачные рабочие нагрузки для обеспечения устойчивости.

Вы получаете подробные данные о выбросах на портале Azure за последние 12 месяцев использования всех продуктов и служб Azure. Вы также можете просмотреть выбросы углерода ресурсов по регионам, подписке и группе ресурсов.

Отслеживание и отчетность по углероду с помощью Баланс выбросов углекислого газа

Корпорация Майкрософт предлагает Баланс выбросов углекислого газа для Azure и Microsoft 365, что помогает измерять выбросы на основе облака и потенциал экономии углерода.

Мы рекомендуем использовать это средство для получения аналитических сведений и прозрачности, необходимых для понимания углеродного следа, а также для измерения и отслеживания выбросов с течением времени.

Скачайте Баланс выбросов углекислого газа приложение Power BI для Azure, чтобы приступить к работе.

Использование Microsoft Sustainability Manager

Клиенты, использующие Microsoft Cloud для устойчивого развития, могут использовать Microsoft Sustainability Manager. Это расширяемое решение объединяет аналитику данных и обеспечивает комплексное, интегрированное и автоматизированное управление устойчивостью для организаций на любом этапе их развития. Он автоматизирует ручной процесс, позволяя организациям записывать, сообщать и уменьшать их выбросы более эффективно.

Использование прокси-решения для измерения выбросов

Одним из способов оценки выбросов углерода из рабочих нагрузок является проектирование архитектуры прокси-решения на основе модели SCI, как описано выше.

Определение прокси-серверов для приложений можно сделать разными способами. Например, используя следующие переменные:

Любой известный выброс углерода инфраструктуры
Стоимость инфраструктуры
Пограничные службы и выбросы углерода инфраструктуры
Число пользователей, которые одновременно используют приложение
Метрики приложения для информирования о производительности с течением времени

Создавая уравнение с помощью приведенных выше переменных, можно оценить оценку углерода (приблизительное значение), помогая понять, создаете ли вы устойчивые решения.

Существует также аспект производительности приложения. Вы можете связать производительность с затратами и углеродом и предположить, что эта связь дает значение. С помощью этого отношения можно упростить представление следующим образом:

Мониторинг производительности	Стоимость приложения	Вероятный результат
Высокая	Без изменений	Оптимизированное приложение
Высокая	Lower	Оптимизированное приложение
Без изменений или более низких	Выше	Согласно зеленым принципам, более высокая стоимость энергии может привести к более высоким выбросам углерода. Поэтому можно предположить, что приложение создает ненужные выбросы углерода.
Высокая	Высокая	Приложение может производить ненужный углерод

Поэтому создание панели мониторинга оценки углерода может использовать следующие прокси-серверы:

Себестоимость
Производительность
Выбросы углерода инфраструктуры (если они известны или доступны)
Использование с течением времени (запросы, пользователи, вызовы API и т. д.)
Любые дополнительные измерения, относящиеся к приложению

4. Модель общей ответственности за устойчивость

Сокращение выбросов — это общая ответственность между поставщиком облачных служб и клиентом, разрабатывающим и развертывающим приложения на платформе.

Способы сокращения выбросов

Сокращение выбросов углерода может произойти с тремя возможными решениями:

Нейтрализация углерода; компенсация выбросов углерода
Избегание углерода; не генерирует углерод в первую очередь
Удаление углерода; Вычитание углерода из атмосферы

Цель зеленого программного обеспечения заключается в том, чтобы избежать ненужных выбросов в первую очередь, поэтому активно работает в направлении более устойчивого будущего. Кроме того, удаление углерода является предпочтительной целью для удаления выбросов из нашей атмосферы.

Корпорация Майкрософт стремится быть отрицательным углеродом к 2030 году, и к 2050 году, чтобы удалить весь углерод, который компания выдала с момента ее основания в 1975 году.

Общая ответственность

Как поставщик облачных услуг корпорация Майкрософт отвечает за центры обработки данных, в котором размещаются ваши приложения.

Однако развертывание приложения в облаке Майкрософт не делает его устойчивым, даже если центры обработки данных оптимизированы для обеспечения устойчивости. Приложения, которые не оптимизированы, могут по-прежнему выдавать больше углерода, чем необходимо.

Рассмотрим пример.

Вы развертываете приложение в службе Azure, но используете только 10 % выделенных ресурсов. Подготовленные ресурсы недостаточно используются, что в конечном счете приводит к ненужным выбросам.

Это поможет, если вы рассмотрите возможность масштабирования на соответствующий уровень ресурса (прав) или развертываете больше приложений в одних и том же подготовленных ресурсах.

Мы рекомендуем сделать приложения более эффективными для использования емкости центра обработки данных наилучшим образом. Устойчивость — это общая цель ответственности, которая должна объединить усилия поставщика облачных услуг и клиентов в разработке и реализации приложений.

Следующие шаги

Ознакомьтесь с принципами проектирования для обеспечения устойчивости.

Принципы проектирования

Поделиться через