Berechnung Stromkosten / Virtualisierung vs. dedizierte Server

[Rayv1]

Hi,

ich sitze gerade vor meiner Projektdokumentation und möchte die Stromkosten von meinen Servern vergleichen.

Ich habe zwei Server für die Virtualisierung und zwei kleine dedizierte Server.

Lösung 1:Die beiden Server für die Virtualisierung besitzen jeweils 2 Netzteile à 460W & jeweils 96GB Arbeitsspeicher

Lösung 2:Die kleineren dedizierten besitzen jeweilis 1 Netzteil à 300W 4GB Arbeitsspeicher

Damit ich überhaupt etwas bei der Virtulisierungs-Lösung berechnen kann, habe ich den Arbeitsspeicher in Kontingente aufgeteilt, wobei ein Kontingent 4GB Arbeitsspeicher entspricht. Bei Lösung 1 erhalte ich somit 48 Kontingente(192GB / 4GB). Bei Lösung 2 erhalte ich 2 Kontingente (8GB / 4GB).

Nun also zur Berechnung.

Ich teile den Verbrauch unter "Volllast" durch die jeweilige Anzahl der Kontingente.

Lösung 1(Server zusammengefasst):

1,84kWh(0,46kWh*4) / 48 Kontingente = 0,038kWh pro Kontingent

Lösung 2(Server zusammengefasst):

0,6kWh(0,3kWh*2) / 2 kontingente = 0,3kWh pro Kontingent

Dort sieht man schon den gewaltigen Unterschied an Stromverbrauch unter Volllast. Ich weiß, dass diese Berechnung nur theoretisch möglich ist, da die Server wahrscheinlich nicht durchgehend unter Volllast laufen und auch bei der Berechnung der Kontingente ist es unwahrscheinlich, dass man den Server bis an die Grenze auslastet.

Mir kommt die Rechnung aber irgendwie falsch vor oder zu ungenau.

Habt ihr da möglicherweise eine bessere Lösung, um die jeweiligen Kosten zu berechnen?

Danke!

Ray

[euro]

interessanter Ansatz! Ich kenne nur die pauschale Behauptung, dass virtuelle Server billiger sind und meine Nachfragen ergaben immer erhebliche Unsicherheiten bei den Geprüften.

Der Haken ist, dass du da absolute Größen betrachtest, die nur scheinbar absolut sind. Die Server für die Virtualisierung werden kaum 2 Netzteile zu 460 Watt haben, weil sie 920 Watt brauchen ... sie werden zur Ausfall-Sicherheit da sein. D.h. der Server ist auf maximal 460 Watt Energieverbrauch ausgelegt.

Die Netzteile markieren das oberste Ende des theoretisch möglichen Energieverbrauchs ... kaum ein Server ist aber so ausgebaut, dass er im Normalbetrieb an die 90% Energieverbrauch des Netzteils 'rankommt. Dazu müsste er voll ausgebaut sein (größte CPU, viele Festplatten, größtmögliche Grafikkarte der Serie, max RAM, noch so ein paar Steckkarten, ... ) und dann müsste noch Software auf der Kiste laufen, die die CPU zum Glühen bringt.

Ich nehme mal an, dass du die kleinen Server virtualisiert hast ... und jetzt nachrechnest, ob die virtuellen wirklich billiger sind. Dabei würde ich an deiner Stelle mal Richtung CPU-Auslastung nachdenken und das auch berücksichtigen. Daneben die Sicherheit beim Ausfall der Hardware (bisher bei dezidierten Servern war ein Ausfall einer Hardware gleichbedeutend mit dem Wegfall einer Serverfunktion) ... jetzt kann einfach auf den Ersatzhobel geschaltet werden dank Virtualisierung.

Fair wäre eher: ein virtueller Server gegen die beiden dezidierten. Und dann noch eine (cpu-)last abhängige Komponente einbringen.

[Rayv1]

Danke für die Antwort.

Also sollte ich lieber nur einen Server für die Virtualisierung gegen beide kleinen dedizierten Server gegenüberstellen?

Und anstatt den Server in RAM Kontingente aufteilen, lieber die CPU aufteilen?

Was wäre denn eine CPU lastige Komponente?

[Rayv1]

Noch eine Frage..

Ich könnte als Möglichkeit ja auch die möglichen vCPUs der Maschinen berechnen und aufteilen.

Wäre das möglicherweise eine bessere berechnung?

Bei den Berechnung der Stromkosten würde ich, dann

bei der Lösung mit der virtualisierung nur ein Netzteil*0,9/Anzahl vCPUs.

Eigentlich müsste ich, dann eine gute Berechnung haben.

[euro]

Die Frage ist doch: wo willst du hin?

Du hast wohl 2 ältere, dezidierte Server, die jeweils eine Applikation fahren.

Warum wurden die virtualisiert, außer dass du 'n Thema für deine Abschlussarbeit brauchst?

Was kostet so ein Server? Was kostet es, bei Ausfall eines der dezidierten, einen neuen aufzusetzen (Restore ... klappt der auch bei neuerer Hardware?)? Was steht in der Zeit still (nur irgendeine unwesentliche Datenbank oder der Abteilungsserver und kein Mensch kann mehr arbeiten?) und wie viel kostet das?

Auf dem neuen virtuellen Server wird noch viel Platz für anderes sein ... schau doch mal einfach, wie hoch die cpu- und Netzwerkbelastung ist. Und daraus schätze den "Füllgrad" des Servers.

Wenn du Stromkosten berechnen willst, dann geh' zu deinen Stadtwerken und leih dir 'n passendes Gerät für 'n halben Tag, sollte kostenlos sein.

[Rayv1]

Also um das mal zu konkretisieren.

Derzeit habe ich nur einen Server. Da dieser häufiger ausfällt, soll eine Lösung gefunden werden. Die neue Lösung soll Hochverfügbarkeit bieten und wird daher auf zwei unterschiedlichen Servern ausgeführt. Der Dienst der bereitgestellt wird, ist ein Proxy-Server.

Um in die Abschlussarbeit ein paar wirtschaftliche Aspekte reinzubringen, ist nun die Frage, ob die neue Lösung virtualisiert werden soll oder zwei "kleinere" dedizierte Server dafür gekauft werden sollen.

Ich denke die Stromkosten werden rausgenommen, da ich leider nicht mehr bis zur Abgabe im Unternehmen bin und somit auch kein Gerät mehr anschließen kann, um den tatsächlichen Stromverbrauch zu berechnen.

Dafür wird dann eine Kosten-Nutzen-Analyse kommen, wo ich die festgestellten anteiligen Kosten der virtualisierten Lösung gegen die alte Lösung stelle(Ausfallkosten etc).

Das Problem hierbei ist aber auch wieder die Berechnung der Kosten, wenn es zu einem Ausfall kommt.

Wieviele Nutzer "surfen" gerade etc.. bei ca. 1900 Benutzern, werde ich auch hier wohl wieder eine Annahme treffen müssen.

Danke für deine bisherigen Antworten ! Hat mir echt viel geholfen.

lg Ray

[Crash2001]

Da bei einer VM meist CPU und Speicher manuell zugeordnet werden (zumindest die Begrenzungen), würde ich einfach diese als Anhaltswert nehmen. Ob sie dann wirklich ausgeschöpft werden, ist ja noch die andere Frage.

Virtuelle Server lohnen sich eigentlich nur, wenn auch mehrere VMs drauf laufen. Ansonsten hast du noch den Overhead vom Wirtsbetriebssystem und der für mehrere VMs nunmal größer dimensioniert benötigten Hardware (CPU, RAM, Netzteil, ...), die bei kleinen Servern halt nicht so anfällt, eventuell noch das SAN, ...

Ich würde also die CPU und den RAM in Kontingente aufteilen mit der Leistung eines kleinen Servers und daraus dann ein Gesamtkontingent berechnen, welche Leistung verbraucht wird pro VM.

Ob 2 Netzteile ausgelastet werden oder nicht hängt stark davon ab, was für Netzteile man einsetzt. Man kann es so dimensionieren, dass die Leistung von beiden Netzteilen zusammen ausreicht (also nur Lastverteilung), oder aber so, dass die Leistung von einem Netzteil bereits ausreicht und jedes Netzteil dann an einen separaten Stromkreis hängen zu Redundanzzwecken plus Lastverteilung.

Die Frage ist ja auch noch zusätzlich, ob man die beiden Server parallel laufen lassen will (Anfragen per Round Robin oder anderer Verfahren jeweils auf die beiden Server verteilt), oder ob der zweite nur dann übernehmen soll, wenn der erste ausfällt.

Bei einer VM könnte man da innerhalb von Sekunden die entsprechende VM starten, so dass diese übernehmen kann. Bei 2 physikalischen Servern müsste der zweite entweder durchgehend laufen (doppelte Stromkosten und Verschleiss), oder aber er müsste dann manuell hochgefahren werden (dauert ein paar Minuten, bis der Server komplett gestartet und einsatzbereit ist).

Zudem kann man bei einer VM die laufende Maschine sogar zum anderen Server rüberschieben (komme grad nicht auf den Namen der Funktion), wenn am einen Server z.B. eine Wartung (Strom aus, Umzug des Servers, Hardwaretausch, ...) stattfinden soll.

[Rayv1]

Danke Crash.

Erstmal zur Aufteilung der CPU.

Teile ich diese anhand der Kerne auf?Oder anhand der GHz?

Virtualisierungsserver haben pro Server

2x Intel Xeon E5 2640 6 Core 2,5 GHz

"kleine" Server haben lt. Angebot

1x Intel Xeon Processor E3-1220 4 Core 3,1 GHz

Wie siehts denn aus mit dem Overhead bei dem Wirtbetriebssystem?Gibt es dort eine allgemeine Aussage? Oder ist der abhängig von der Anzahl der Virtualisierten Maschinen?

Da meine Lösung auf Pacemaker/Corosync basiert und mit "heartbeats" arbeitet, müssen beide Server parallel laufen.

Eine Round-Robin-Funktion für den Proxy-Server ist erstmal nicht gedacht. Ist momentan wirklich nur ein aktiv/passiv Cluster

Die Stromkostenberechnung nehme ich nun raus. Ist dann doch etwas viel.

Ich habe nun eine Kosten-Nutzen-Analyse erstellt, bei der ich die jeweiligen Anschaffungskosten gegen die "Ausfallkosten" stelle.

Ich habe bei diesen nun den ganzen Server als Anschaffungkosten eingetragen. Kann ich das so stehen lassen, oder sollte ich nur die Kosten der Kontingente dort eintragen?Der Server ist ja schließlich schon vorher beschafft worden.

Wie seht ihr das?

Tolle Antworten!Danke!

[Crash2001]

[...]Erstmal zur Aufteilung der CPU.

Teile ich diese anhand der Kerne auf?Oder anhand der GHz?

Anhand der Leistung (M/GFLOPS) wäre wohl denke ich das sinnvollste. Ansonsten rechne es halt um anhand Anzahl der Kerne und Taktfrequenz um einen Näherungswert zu erhalten.

2*6*2,5GHz / 4*3,1GHz = ca. 2,4 => der große Server ist grob 2,4mal so stark wie der kleine.

Ist natürlich kein genaues ausrechnen, sondern nur eine Grobüberschlagung, da der E3 theoretisch weniger berechnen kann wie der E5 bei der gleichen Frequenz und gleichen Anzahl an Kernen.

Ich würde mal schätzen, dass der große irgendwas zwischen 2,5 und 3 mal so schnell/stark ist wie der kleinere.

Wie siehts denn aus mit dem Overhead bei dem Wirtbetriebssystem?Gibt es dort eine allgemeine Aussage? Oder ist der abhängig von der Anzahl der Virtualisierten Maschinen?

Wie viel es genau ist - keine Ahnung. Je mehr virtuelle Maschinen drauf laufen, um so träger wird halt die gesamte Maschine und somit auch das Wirtsbetriebssystem. Da kommt es dann halt auch drauf an, ob es ein normales vollwertiges Betriebssystem ist, auf dem z.B. ein VMWare Server läuft, oder ob es eine für diese Fälle optimierte Betriebsumgebung ist (z.B. ESX Server oder XEN).

[Rayv1]

Danke.

Ich habe nun recherchiert, dass der E5 ca. 240Gflops(2 CPUs) leistet und der der E3 99,2 Gflops(1 CPU).

Nächster Schritt:

Aufteilung von CPU und Arbeitsspeicher in Kontingente.

Ich würde also die CPU und den RAM in Kontingente aufteilen mit der Leistung eines kleinen Servers und daraus dann ein Gesamtkontingent berechnen, welche Leistung verbraucht wird pro VM.

Wie stell ich das an? Wenn ich die gesamten 240 GFlops durch 99 GFlops teile, komme ich auf 2,6 Kontingente. Somit hätte ich dann ein Kontingent, was der Leistung des kleinen Servers entspricht. Hört sich irgenwie zu wenig an..

Vielleicht habe ich aber auch nur eine Denkblockade und du hilfst mir auf den richtigen weg.

Danke!

Bearbeitet 30. April 2014 von Rayv1

[Crash2001]

41% der CPU-Leistung der zwei E5s entspricht also 100% der CPU-Leistung von einer E3.

Da es zwei CPUs sind, entspricht also die Leistung eines E3 der Leistung bei ca. 81% Last beim E5.

Dann einfach mal raussuchen, wie die Leistungsaufnahme einer E5 und einer E3-CPU sind. Nimmt die E3-CPU mehr als 80% der Aufnahemleistung der E5 auf, so ist die E5 sparsamer. Ansonsten andersherum.