Поделиться через

Методология проектирования устойчивых рабочих нагрузок в Azure

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 помощь в создании более углеродно-эффективных решений, измерение вашего углеродного следа и, в конечном итоге, сокращение ненужного использования энергии и выбросов.

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 дизайна, будут отражаться на других областях дизайна. Ознакомьтесь с рассмотрениями и рекомендациями в каждой области проектирования, чтобы понять последствия и влияние, а также 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.
  • Выбросы второй категории: косвенные выбросы, которые являются следствием производства электричества или тепла, которое вы используете.
  • Выбросы по третьей категории: косвенные выбросы от всех других мероприятий, в которых вы участвуете. Для бизнеса выбросы по категории Scope 3 могут быть значительными. 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 третьего уровня компании зачастую гораздо более существенные, чем выбросы первого и второго уровней вместе взятых.

Для клиентов контекст выбросов Scope 3 может включать конфигурацию сети и доставку, потребление энергии и использование устройств за пределами центра обработки данных. Если приложение использует избыточную пропускную способность или слишком большой размер пакета, это будет влиять на весь путь от момента, когда трафик покидает центр обработки данных, через различные узлы в сети, 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.

Более подробные сведения и определения см. в документе по методологии Scope 3 компании Azure, опубликованном в 2021 году.

Измерение и отслеживание влияния на выбросы углерода

Корпорация Майкрософт сотрудничает с Фондом зеленого программного обеспечения, ответственным 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

Where:

  • E = энергия, потребляемая программной системой. Измеряется в kWh.
  • I = маргинальные выбросы углерода с учетом местоположения. Углерод, генерируемый на kWh энергии, gCO2/kWh.
  • M = воплощенные выбросы программной системы. Углерод, который выделяется с помощью оборудования, 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.

Сокращение выбросов углерода от Azure

Оптимизация углерода Azure — это служба Azure, которая помогает понять выбросы углерода облачных рабочих нагрузок. Оптимизация 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 отчеты о выбросах с помощью панели мониторинга влияния на выбросы

Корпорация Майкрософт предлагает панель мониторинга влияния на выбросы для Azure и Microsoft 365, которая 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 приложение Power BI для панели мониторинга влияния выбросов 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
  • Граничные сервисы 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:

Производительность приложения Стоимость приложения Вероятный результат
High Без изменений Оптимизированное приложение
High Ниже 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.
High High Приложение может производить ненужный углерод

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

  • Себестоимость
  • Performance
  • 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

Дополнительные сведения см. в статье "Измерение устойчивости приложений Azure" с помощью оценки SCI в Центре архитектуры Azure.

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 стать углеродно-отрицательной к 2030 году, и к 2050 году удалить весь углеродный след, который компания накопила с момента своего 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 будет полезно, если вы рассмотрите возможность масштабирования до соответствующего уровня ресурса (оптимизация) или развернете больше приложений на одних и тех 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.

Дальнейшие шаги

Ознакомьтесь с принципами проектирования для обеспечения устойчивости.

Принципы проектирования

  • Last updated on