{"id":23260,"date":"2023-04-24T11:42:00","date_gmt":"2023-04-24T09:42:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sysbus.eu\/?p=23260"},"modified":"2023-04-18T10:24:29","modified_gmt":"2023-04-18T08:24:29","slug":"wie-cloud-native-funktionen-den-energieverbrauch-reduzieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sysbus.eu\/?p=23260","title":{"rendered":"Wie Cloud-native Funktionen den Energieverbrauch reduzieren"},"content":{"rendered":"\n

Autor\/Redakteur: Frank Thias, Principal Solutions Engineer bei F5<\/a>\/gg<\/p>\n\n\n\n

Energiekrise, Inflation, Nachhaltigkeitsziele: Es gibt viele Gr\u00fcnde, den Strombedarf zu senken. Gerade energieintensive IT-Bereiche wie die Telekommunikation stehen hier im Fokus. Eine effiziente L\u00f6sung bieten Cloud-native Funktionen (CNF).<\/p>\n\n\n\n

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Bild: F5<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n\n\n\n\n

Die dringlichste betriebliche Herausforderung f\u00fcr Unternehmen aus dem Bereich Telekommunikation (TK) ist die Senkung des Energieverbrauchs. Das sagen 64 Prozent der Befragten im k\u00fcrzlich ver\u00f6ffentlichten Climate Action Survey Report 2022<\/a> von Telecoms.com. Entsprechend gewinnen \u00dcberlegungen zur Dienstkonsolidierung und zu alternativen, modernen Bereitstellungsmodellen in der gesamten Branche weltweit deutlich an Bedeutung. Denn Entscheidungstr\u00e4ger suchen nach M\u00f6glichkeiten, mit minimalen Beeintr\u00e4chtigungen und Zusatzkosten die Effizienz zu verbessern \u2013 von den Netzkernen bis zu den Rechenzentren und dar\u00fcber hinaus.<\/p>\n\n\n\n

Laut der globalen 5G-Umfrage 2023<\/a> von Heavy Reading konzentrieren sich die Netzwerkstrategen bei der Reduzierung des Stromverbrauchs darauf, so viele Funktionen wie m\u00f6glich auf eine gemeinsame Infrastrukturplattform zu verlagern (52 Prozent). Es folgen die Reduzierung des Infrastruktur-Footprints und die Steigerung der Energieeffizienz durch Edge Computing (45 Prozent) sowie die Konsolidierung von Funktionen und Anbietern f\u00fcr ein strafferes Energiemanagement und Kosteneffizienz (40 Prozent).<\/p>\n\n\n\n

Gabriel Brown, Principal Analyst bei Heavy Reading, kommentiert die Ergebnisse: \u201eDisaggregation und mehrere Anbieter f\u00fchren naturgem\u00e4\u00df zu Ineffizienzen. Deshalb ist es wichtig, dar\u00fcber nachzudenken, wie man dieses Problem l\u00f6sen kann.\u201c Er f\u00fcgt hinzu, dass die Konsolidierung von Kernarbeitslasten auf einer gemeinsamen Cloud-Plattform \u201eder konsequenteste Schritt f\u00fcr Betreiber zu sein scheint, um den Energieverbrauch im 5G-Mobilfunkkern zu reduzieren.\u201c Die Gesamtverteilung der Antworten deutet jedoch darauf hin, dass die Betreiber \u201emehrere Ans\u00e4tze in ihrer Strategie zur Energieeinsparung kombinieren werden.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Cloud-nativ als Rettung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Eine andere aktuelle Studie \u2013 der Capgemini Research Institute Report Networks on Cloud: A Clear Advantage<\/a> \u2013 sagt, dass fast die H\u00e4lfte der Kapazit\u00e4t von TK-Netzen in den n\u00e4chsten drei bis f\u00fcnf Jahren vollst\u00e4ndig Cloud-nativ sein wird. F\u00fcr diese Cloud-Umstellung geben die Betreiber in den n\u00e4chsten f\u00fcnf Jahren j\u00e4hrlich 206 Millionen US-Dollar aus. Unternehmen, die sich fr\u00fchzeitig f\u00fcr einen Wechsel auf Cloud-native L\u00f6sungen entscheiden, werden wahrscheinlich den gr\u00f6\u00dften Nutzen in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Umweltvertr\u00e4glichkeit erzielen.<\/p>\n\n\n\n

Gem\u00e4\u00df der Studie reduzieren diejenigen, welche die TK-Cloud nutzen, in den n\u00e4chsten drei bis f\u00fcnf Jahren die Treibhausgasemissionen um f\u00fcnf Prozent. Die TK-Cloud wird auch die betrieblichen Emissionen senken, etwa durch weniger physische Hardware und Energiebedarf, automatische Skalierung des Netzwerks und Verwaltung des Stromverbrauchs von Mobilfunkmasten mithilfe von KI und Machine Learning.<\/p>\n\n\n\n

Eine effiziente L\u00f6sung bieten hierf\u00fcr Cloud-native Funktionen (CNF)<\/a>. Dies sind Software-Implementierungen einer Funktion oder Anwendung, die traditionell auf einem physischen Ger\u00e4t ausgef\u00fchrt wird. Die Technologie wurde zur Verlagerung von Workloads auf Cloud-native Architekturen entwickelt, um schwerf\u00e4llige herk\u00f6mmliche Virtualisierungs-Software-Schichten zu ersetzen. So lassen sich Abl\u00e4ufe automatisieren und orchestrieren, die Effizienz erh\u00f6hen und Netzwerke schneller skalieren.<\/p>\n\n\n\n

Konsolidierung auf einer Plattform<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Unternehmen k\u00f6nnen damit auch mehrere Funktionen auf einer Plattform kombinieren. Das bedeutet h\u00f6here Leistung bei gleichzeitig weniger Serverkapazit\u00e4t, weniger CPU-Zyklen und damit weniger Energieverbrauch. So k\u00f6nnen beispielsweise Betreiber von 5G-Netzen bestehende Netzwerkfunktionen auf Cloud-native Versionen migrieren.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Dabei sollten sie beachten, dass mit konsolidierten CNFs ein einziger Befehl oder API-Aufruf mehrere Netzwerkfunktionen aktivieren kann, wie Domain Name Server (DNS), Gateway-Internet Firewall (GiFW) und Carrier-Grade Network Address Translation (CGNAT). Dies erh\u00f6ht deutlich die Flexibilit\u00e4t, einschlie\u00dflich der sofortigen Skalierung von Workloads nach Bedarf.<\/p>\n\n\n\n

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Grafik: F5<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Ein Betreiber k\u00f6nnte zum Beispiel CNFs nutzen, um schnell Server- und Netzwerkkapazit\u00e4ten f\u00fcr ein gro\u00dfes Sportereignis bereitzustellen und danach wieder abzubauen. Bei einem herk\u00f6mmlichen Ansatz mit Funktionen auf Basis dedizierter Hardware kann die Einrichtung mehrere Monate dauern. Im Gegensatz dazu erm\u00f6glicht eine konsolidierte CNF-Plattform ein schnelles Hoch- und Herunterfahren bei minimalem Stromverbrauch. Das Prinzip entspricht dabei dem Energiesparmodus eines gerade nicht genutzten Fernsehers oder Smartphones.<\/p>\n\n\n\n

Moderne L\u00f6sungen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Anbieter moderner L\u00f6sungen haben dabei die Kontroll- und Datenebenen vollst\u00e4ndig neu aufgebaut, um von Grund auf echte Cloud-native Funktionen zu entwickeln. So lassen sich die Datenebene skalieren sowie kritische Anwendungen und Funktionen (wie CGNAT) in wenigen Sekunden hoch- und herunterfahren, w\u00e4hrend dies bei herk\u00f6mmlichen CNF-nahen L\u00f6sungen etwa 15 Minuten dauert. Denn ein virtualisierter \u201eWrapper\u201c ist weniger effektiv als ein echter CNF und erfordert verschiedene Funktionen auf verschiedenen Servern.<\/p>\n\n\n\n

Aktuelle Software-Sicherheitsfunktionen f\u00fcr die Hardware und virtuelle Netzwerkfunktionen sollten in einem CNF-Formfaktor bereitstehen, einschlie\u00dflich Edge Firewall, CGNAT, DNS und Policy Enforcer. Diese Kompatibilit\u00e4t erm\u00f6glicht TK-Unternehmen eine nahtlose Migration zu einer Cloud-nativen Architektur, wenn dies sinnvoll ist, und sch\u00fctzt gleichzeitig ihre urspr\u00fcnglichen Investitionen.<\/p>\n\n\n\n

Dar\u00fcber hinaus bietet die Ausf\u00fchrung auf CNF-optimierter Hardware zus\u00e4tzliche Flexibilit\u00e4t. Mit dem Auslagern ausgew\u00e4hlter Funktionen auf Hardware l\u00e4sst sich die Leistung erheblich steigern. Au\u00dferdem erhalten Unternehmen so das Beste aus beiden Welten: Cloud-native Eigenschaften mit der h\u00f6heren Leistungsf\u00e4higkeit einer Hardware-Appliance. Dabei ist die individuell optimale Wahl zu treffen \u2013 denn es gibt kein Patentrezept f\u00fcr einen nachhaltigeren Betrieb.<\/p>\n\n\n\n

Einen Effekt erzielen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Selbst wenn die Energiepreise in Zukunft wieder sinken, wird sich die Konsolidierung auszahlen: Eine schlankere L\u00f6sung kann h\u00f6here und zuverl\u00e4ssigere Leistung zu geringeren Kosten erbringen. Durch verringerte Komplexit\u00e4t k\u00f6nnen TK-Unternehmen die Flexibilit\u00e4t, Skalierbarkeit und Portabilit\u00e4t von 5G-CNFs in vollem Umfang nutzen \u2013 die wichtigsten Vorteile gegen\u00fcber dem Betrieb derselben Funktionen auf dedizierter Hardware oder virtuellen Netzwerkfunktionen (VNFs).<\/p>\n\n\n\n

Dies ist nicht nur graue Theorie, sondern wird von ersten TK-Unternehmen bereits umgesetzt. So konnte etwa Rakuten Mobile durch die Konsolidierung von CNFs in seiner 5G-Datenebene die CPU-Nutzung um mehr als 60 Prozent senken und gleichzeitig die Anzahl der CPU-Spr\u00fcnge und die Latenzzeit verringern. Die Architektur des TK-Anbieters optimiert nun den Ressourcenverbrauch, w\u00e4hrend die verschlankte Netzwerkstruktur die Bereitstellung neuer Dienste und Software-Updates erleichtert. Dies ist ein anschauliches Beispiel f\u00fcr die neuen M\u00f6glichkeiten, von denen k\u00fcnftig viele weitere TK-Unternehmen profitieren.<\/p>\n\n\n\n

Eine F5-Studie sch\u00e4tzt, dass die Konsolidierung der Netzwerkfunktionen im N6-LAN die Investitionskosten um 60 Prozent senken kann, bei gleichzeitig geringeren Betriebskosten. Zus\u00e4tzlich haben Tests mit einer Kombination von CNFs mit hochdichten 64-Core-Hochleistungschips gezeigt, dass sich die Leistung tats\u00e4chlich steigern<\/a> l\u00e4sst, w\u00e4hrend das Rechenzentrum weniger Strom verbraucht und weniger K\u00fchlung ben\u00f6tigt. Entsprechend ist zu erwarten, dass die Konsolidierung bei TK-Unternehmen und die damit verbundenen Innovationen, die auf spezifische Anwendungsf\u00e4lle ausgerichtet sind, weiter an Fahrt gewinnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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