DE102009032133A1

DE102009032133A1 - Verfahren zum Kontrollieren eines Betriebs eines Rechennetzwerks

Info

Publication number: DE102009032133A1
Application number: DE102009032133A
Authority: DE
Inventors: Matthias RÖBKE; Helmut Krack-Haller
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2011-01-13
Also published as: WO2011003375A1; EP2452249A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (32) zum Kontrollieren eines Betriebs eines Rechennetzwerks (28), das eine Anzahl regional verteilter Rechenzentren (12, 16, 20, 24) umfasst,
wobei vorgesehen ist, dass elektrische Energie zum Betreiben der Rechenzentren (12, 16, 20, 24) von jeweiligen regional verteilten Energielieferanten (14, 18, 22, 26) eines Energienetzwerks (30) bereitgestellt wird,
wobei die Anordnung (32, 38) mindestens eine Energiekontrollinstanz (34, 40, 42) aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen potentiellen und/oder aktuellen Energiebedarf wenigstens eines Rechenzentrums (12, 16, 20, 24) zu ermitteln, mit einem entsprechend regional vorhandenen Energieangebot zu vergleichen und eine von dem Rechennetzwerk (28) zu erbringende Rechenleistung entsprechend dem regionalen Energieangebot auf das mindestens eine Rechenzentrum (12, 16, 20, 24) zu verteilen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Kontrollieren eines Betriebs eines Rechennetzwerks. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung zum Kontrollieren eines Betriebs eines Rechennetzwerks, ein Computerprogrammprodukt und ein entsprechendes Computerprogramm.
Hintergrund der Erfindung
Bei der Nutzung regenerativer Energien wie Windkraft, Solarenergie, Wasserkraft usw., deren Verfügbarkeit von der Jahres- und/oder Tageszeit sowie der Witterung abhängen kann, kann es bei der Energieerzeugung regional und zeitlich zu Diskrepanzen zwischen verfügbarer und benötigter Energie kommen. So ist eine Situation denkbar, wonach z. B. in einer Region A aufgrund ggf. zeitlich begrenzter erhöhter Sonneneinstrahlung oder starkem Wind ein Überangebot an Energie besteht, wobei diese Energie jedoch nicht in der Nähe der genannten Region A benötigt wird oder verbraucht werden kann.
Durch die Telekommunikations- und IT-Industrie wurden in den letzten Jahren große Rechennetzwerke bzw. Rechnernetze aufgebaut, die in der Regel regional verteilt sind. Der Energiebedarf einzelner Rechenzentren innerhalb des Rechennetzes variiert je nach Auslastungsgrad des jeweiligen Rechenzentrums und ist üblicherweise sowohl zeitlich als auch regional unterschiedlich.
Ein Anwender, der auf die Rechenkapazität der beschriebenen Rechnernetze zugreift, hat üblicherweise von der Topologie des eigentlichen Rechennetzes keine Kenntnis. Demnach ist für den Anwender nicht ersichtlich, ob die Rechenleistung von einem Rechenzentrum in der Region A oder einem Rechenzentrum in der Region B erbracht wird. Unter diesem Aspekt ist eine Architektur des Rechnernetzes virtualisiert.
Kraftwerke von Energielieferanten, die in unterschiedlichen Regionen verteilt sind, und u. a. regenerative Energien unter Nutzung verschiedener neuer Technologien bereitstellen, produzieren die Energie ggf. regional und zeitlich unterschiedlich verteilt, so dass regional ein Über- bzw. ein Unterangebot an Energie im Vergleich zur tatsächlich benötigen Energie zum jeweiligen Zeitpunkt entstehen kann.
Eine Steuerung der Lastverteilung der innerhalb des Rechnernetzes miteinander verbundenen Rechenzentren erfolgt bislang nur im Fehlerfall unter Ausnutzung vorhandener Redundanzmechanismen. Dies kann bedeuten, dass bei einem teilweisen oder kompletten Ausfall eines Rechenzentrums wenigstens ein zweites Rechenzentrum die Aufgaben des ersten Rechenzentrums übernimmt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kontrollieren eines Betriebs eines Rechennetzwerks, das eine Anzahl regional verteilter Rechenzentren umfasst. Es ist vorgesehen, dass elektrische Energie zum Betreiben der Rechenzentren von jeweiligen regional verteilten Energielieferanten bzw. Energieerzeugern eines Energienetzwerks bereitgestellt wird. Die Anordnung weist mindestens eine Energiekontrollinstanz bzw. -einheit auf. Die mindestens eine Energiekontrollinstanz ist dazu ausgebildet, einen potentiellen und/oder aktuellen Energiebedarf wenigstens eines Rechenzentrums zu ermitteln und mit einem entsprechend regional vorhandenen Energieangebot zu vergleichen. Außerdem ist die mindestens eine Energiekontrollinstanz dazu ausgebildet, eine von dem Rechennetzwerk zu erbringende Rechenleistung entsprechend dem regionalen Energieangebot bzw. einer regionalen Verfügbarkeit der typischerweise elektrische Energie auf das mindestens eine Rechenzentrum zu verteilen.
Eine Verteilung der Rechenleistung bzw. Rechenkapazität ist u. a. dadurch vorzunehmen, indem zur Durchführung von Rechenanwendungen bzw. Rechenapplikationen und somit von Aufgaben des Rechennetzes mindestens ein bestimmtes Rechenzentrum gezielt ausgewählt wird und die Rechenanwendungen von diesem mindestens einen Rechenzentrum ausgeführt werden. Das mindestens eine in einer Region angeordnete Rechenzentrum bezieht seine Energie typischerweise von mindestens einem Energielieferanten aus derselben Region. Demnach erfolgt eine regionenabhängige Auswahl des mindestens einen Energielieferanten und der von diesem bereitgestellten Energie durch die Auswahl des mindestens einen Rechenzentrums, das dem mindestens einen Energielieferanten regional zugeordnet ist.
Die vorgesehene Energiekontrollinstanz, kann zentral angeordnet sein. In Ausgestaltung ist die mindestens eine Energiekontrollinstanz dazu ausgebildet, je nach jeweils regional vorhandenem Energieangebot zwischen den Rechenzentren eine entsprechende Verteilung der Rechenleistung vorzunehmen, d. h. zu initiieren und zu kontrollieren.
Die Energiekontrollinstanz kann zudem dazu ausgebildet sein, in vorgebaren Zeitabständen je einen tatsächlichen Energiebedarf der jeweiligen Rechenzentren zu ermitteln, und in Abstimmung mit dem jeweils regional vorhandenen Energieangebot ggf. eine entsprechende zeitliche und regionale, unterbrechungsfreie Verlagerung der Rechenleistung zwischen den Rechenzentren zu regeln.
Die Anordnung kann in einer Variante wenigstens eine mit der mindestens einen Energiekontrollinstanz verbundene bzw. zusammenwirkende Steuerinstanz für das Rechennetzwerk aufweisen, die dazu ausgebildet ist, Daten oder Informationen über den Energiebedarf und/oder die jeweils benötigte Rechenleistung bzw. Rechenkapazität der Rechenzentren bereitzustellen und Rechenleistungen auf die Rechenzentren zu verteilen. Diese wenigstens eine Steuerinstanz, die als Teil eines Managementsystems ausgeführt sein kann, kann von der mindestens einen Energiekontrollinstanz initialisiert werden.
Außerdem kann die Anordnung wenigstens ein mit der mindestens einen Energiekontrollinstanz verbundenes bzw. zusammenwirkendes Managementsystem für das Energienetzwerk aufweisen, das dazu ausgebildet ist, Daten oder Informationen mit Parametern über die regionale und/oder zeitliche Verfügbarkeit der Energie bzw. über die jeweiligen Energieangebote bereitzustellen. Die Daten oder Informationen können auch Parameter über einen Energiepreis und/oder genutzte Energiequellen umfassen. Die derart bereitgestellten Daten werden von der Energiekontrollinstanz bei einer vorzunehmenden Verteilung der Rechenleistung unter Berücksichtigung der Energie genutzt.
Es ist auch denkbar, dass die Energiekontrollinstanz zur Planung der Verteilung der Rechenleistung direkt mit den Energielieferanten und den Rechenzentren unter typischerweise gegenseitigem Austausch von Daten zusammenwirkt, so dass ein Einsatz von Steuerinstanzen und/oder Managementsystemen nicht unbedingt erforderlich ist.
Es können auch mehrere dezentrale Energiekontrollinstanzen vorgesehen sein. Folglich kann die Anordnung mindestens eine dem Rechennetzwerk zugeordnete Energiekontrollinstanz und/oder mindestens eine dem Energienetzwerk zugeordnete Energiekontrollinstanz aufweisen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Kontrollieren eines Betriebs eines Rechennetzwerks, das eine Anzahl regional verteilter Rechenzentren umfasst. Es ist vorgesehen, dass elektrische Energie zum Betreiben der Rechenzentren von jeweiligen regional verteilten Energielieferanten eines Energienetzwerks bereitgestellt wird. Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Energiebedarf mindestens eines Rechenzentrums ermittelt und mit einem regional vorhandenen Energieangebot von mindestens einem Energielieferanten verglichen. Weiterhin wird eine von dem Rechennetzwerk zu erbringende Rechenleistung entsprechend der regionalen angebotenen Menge an Energie bzw. dem regionalen verfügbaren Energieangebot auf das mindestens eine Rechenzentrum regional verteilt.
Bei einer Ausführung des Verfahrens werden bedarfsabhängig Energielieferanten bzw. Energieversorger ausgewählt, wobei typischerweise Energielieferanten bevorzugt werden können, die die Energie günstig und/oder aus üblicherweise regenerativen Energiequellen anbieten.
Im Rahmen des Verfahrens kann eine Verteilung der jeweiligen Rechenkapazitäten bzw. Rechnerleistungen der Rechenzentren an das jeweils regionale Energieangebot angepasst werden, was abhängig von einem Energiebedarf und/oder -verbrauch erfolgen kann.
Alternativ oder ergänzend kann eine Verteilung der Rechenleistungen entsprechend einem jeweils regional vorhandenen Energieangebot, einer zeitlichen Verfügbarkeit der Energie und/oder in Abhängigkeit eines Energiepreises zwischen den Rechenzentren zeitlich kontrolliert verteilt werden. Außerdem ist es möglich, die Rechenleistung abhängig davon zu verteilen, aus welchen Energiequellen die Energie bereitgestellt wird.
Die Rechenzentren sind innerhalb des Rechennetzwerks üblicherweise untereinander verknüpft. Dasselbe kann auch für die Energielieferanten bzw. deren Kraftwerke innerhalb des Energienetzwerks vorgesehen sein.
Die Rechenzentren und die Energielieferanten sind innerhalb eines Gebiets, das mindestens ein Land und/oder mindestens einen Teil eines Landes umfassen kann, regional bzw. geographisch verteilt. Innerhalb einer Region können mindestens ein Rechenzentrum sowie mindestens ein Energielieferant angeordnet sein. Üblicherweise erhält ein Rechenzentrum seine benötigte elektrische Energie von einem Energielieferanten aus seiner Umgebung, in der Regel einem Energielieferanten, der zu dem Rechenzentrum einen geringsten Abstand aufweist.
Mit der Erfindung werden u. a. Mechanismen bereitgestellt, die es ermöglichen den Energieverbrauch von Rechennetzwerken mit ihren geographisch verteilten Rechenzentren intelligent und damit regional übergreifend und effizient zu steuern. In Ausgestaltung erfolgt eine Verschiebung der benötigten Rechnerkapazität zur effizienten Nutzung des lokal bereitgestellten Energieangebots.
Die beschriebene Anordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Anordnung, üblicherweise der mindestens einen Energiekontrollinstanz, durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Anordnung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Anordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte des Verfahrens als Funktionen einzelner Komponenten der Anordnung oder der gesamten Anordnung realisiert werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, mit deren Hilfe alle Schritte eines vorgestellten Verfahrens durchgeführt werden können, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere unter Verwendung einer beschriebenen Anordnung, ausgeführt wird.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt weist ein computerlesbares Medium und ein auf dem computerlesbaren Medium gespeichertes Computerprogramm mit Programmcodemitteln auf, die dazu geeignet sind, dass alle Schritte eines beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden können, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere unter Verwendung einer vorgestellten Anordnung, ausgeführt wird.
Die Erfindung umfasst in Ausgestaltung ein Verfahren und eine Anordnung bzw. Instanz zur Kontrolle der Energiebilanz und Verlagerung von Rechnerleistung einer Anzahl erster Rechenzentren in eine Anzahl zweiter, anderer Rechenzentren. Somit ist es möglich, eine energetische Auslastung effizienter zu verlagern und somit zu gestalten.
Abhängig von der angebotenen Energie werden Rechenanwendungen bzw. Rechenapplikationen, die üblicherweise durch Rechenoperationen durchgeführt werden, zwischen den Rechenzentren verschoben, so dass es möglich ist, die Rechenleistung durch Verteilung der Anwendungen zu verteilen bzw. anzupassen.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass eine regionale Lastverteilung der elektrischen Energie nicht auf Anforderung mindestens eines Betreibers des Energienetzwerks und somit Energielieferanten, sondern aufgrund von Vorgaben des Abnehmers erfolgt. Der Abnehmer kann sich durch regionale Verteilung der Rechenleistung an regional und zeitlich unterschiedliche Energieangebote, bspw. im Hinblick auf Stromtarife, anpassen.
Demnach kann der Abnehmer, d. h. ein Betreiber des Rechennetzwerks, die Abnahme der elektrischen Energie von den Energielieferanten dadurch selbst bestimmen, indem er die Rechenkapazitäten auf mindestens ein Rechenzentrum konzentriert, das innerhalb einer Region durch einen von ihm bevorzugten Energielieferanten mit elektrischer Energie beliefert wird. Dies erfolgt u. a. dadurch, indem die auszuführenden Rechenanwendungen, die von dem Rechennetzwerk auszuführen sind, zu mindestens einem Rechenzentrum, das von dem Energielieferanten bedient wird, verlagert werden. Eine Auswahl eines Energielieferanten erfolgt demnach nicht extern sondern intern, innerhalb des Rechennetzwerks durch geeignete Zuordnung der Rechenanwendungen zu mindestens einem Rechenzentrum.
Eine regional übergreifende Komponente der Anordnung oder Instanz zur Kontrolle der Energiebilanz in Rechennetzwerken, die typischerweise als Energiekontrollinstanz bezeichnet wird, ist dazu ausgebildet die zeitlich und regionale Verteilung der benötigten Rechenleistung in Abstimmung mit der jeweils vor Ort verfügbaren Energie zu kontrollieren und somit zu steuern und/oder zu regeln. Die Energiekontrollinstanz ermittelt hierzu permanent bzw. in vorgebbaren Zeitabständen den tatsächlichen Energiebedarf mindestens eines Rechenzentrums, das Teil des verteilten Rechennetzwerks ist. Die Energiekontrollinstanz ist dazu ausgebildet, diesen Energiebedarf mit dem jeweils vor Ort regional vorhandenen Energieangebot zu vergleichen.
Im Falle eines möglichen mengenmäßigen Unterangebots an benötigter Energie für ein erstes, lokales Rechenzentrum A prüft die Energiekontrollinstanz, welches zweite, in einer anderen Region angesiedelte Rechenzentrum B zusätzliche Rechenleistung aufnehmen kann und verschiebt regional übergreifend und unterbrechungsfrei den Betrieb der jeweiligen Applikationen aus dem Rechenzentrum A kapazitätsgerecht in das ermittelte Rechenzentrum B.
Diese Verschiebung in das ermittelte Rechenzentrum B erfolgt durch eine regional übergreifende Steuerinstanz für das Rechen- und/oder Energienetzwerk, das von der Energiekontrollinstanz initialisiert wird. Ein Managementsystem für Rechennetzwerke wird bspw. im Fehlerfall zur Umsetzung von Redundanzmechanismen zwischen den regional verteilten Rechenzentren genutzt. Gleiches gilt im Fall eines mengenmäßigen Überangebots an Energie in der Region eines bestimmten Rechenzentrums in einer Ausführung der Erfindung. Besteht ein solches Überangebot an Energie, so können mit Hilfe der Energiekontrollinstanz Rechenleistungen regional durch ausgewählte Durchführung von Rechenanwendungen aus anderen Regionen zu diesem Rechenzentrum verlagert werden, um das mengenmäßige Überangebot an Energie zu kompensieren.
Die Energiekontrollinstanz hat in der Regel sowohl über die Energiebilanz eines regional verteilten Rechnernetzes als auch über die tatsächlich verfügbare Energie in einer bestimmten Region Kenntnis.
Um Daten über die verfügbare Energie und die benötigte Rechenkapazität bzw. -leistung zu erhalten, ist die Energiekontrollinstanz sowohl mit dem wenigsten einen Managementsystem mindestens eines Energieversorgers bzw. -lieferanten als auch mit der wenigstens einen Steuerinstanz des Rechennetzwerks verbunden. Wird von der Energiekontrollinstanz ein Ungleichgewicht zwischen tatsächlich benötigter und regional verfügbarer Energie oder eine sonstige Diskrepanz hinsichtlich tatsächlich benötigter Energie und einem regional vorhandenem Energieangebot, bspw. hinsichtlich eines geltenden Energietarifs, festgestellt, so veranlasst die Energiekontrollinstanz gemäß einer Vorgehensweise, wie sie bei Redundanzmechanismen zur Verteilung von Rechenleistungen vorgesehen sein können, eine geeignete unter-brechungsfreie Verlagerung der Rechenleistung.
Auslösende Faktoren für eine solche Verlagerung der Rechenleistung können neben dem regionalen mengenmäßigen Überangebot an Energie, unsymmetrisch ausgelastete Energie- und/oder Rechennetzwerke, unterschiedliche Energietarife in verschiedenen Regionen usw. sein.
Durch den Einsatz der geographisch übergreifenden Energiekontrollinstanz kann der Betreiber der verteilten Rechenzentren aus Gründen der Netzsicherheit einen eventuellen Schwenk von Rechenzentrum A zu Rechenzentrum B ggf. auch manuell beeinflussen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Gebiet mit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umsetzung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens für ein verteiltes Rechennetzwerk.
2 zeigt in schematischer Darstellung das in 1 vorgestellte Gebiet mit einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für ein Gebiet 2, das eine erste geographische Region 4, eine zweite geographische Region 6, eine dritte geographische Region 8 sowie eine vierte geographische Region 10 aufweist. Innerhalb des Gebiets 2 sind der ersten Region 4 ein erstes Rechenzentrum 12 und ein erster Energielieferant 14 zugeordnet. Der zweiten Region 6 sind ein zweites Rechenzentrum 16 und ein zweiter Energielieferant 18 zugeordnet. Entsprechend sind der dritten Region 8 ein drittes Rechenzentrum 20 sowie ein dritter Energielieferant 22 und der vierten Region 10 ein viertes Rechenzentrum 24 sowie ein vierter Energielieferant 26 zugeordnet.
Es ist vorgesehen, dass alle genannten Rechenzentren 12, 16, 20, 24 regionenübergreifend zu einem gemeinsamen Rechennetzwerk 28 zusammengeschlossen sind. Die Energielieferanten 14, 18, 22, 26 sind zu einem gemeinsamen Energienetzwerk 30 zusammengeschlossen. Die Rechenzentren 12, 16, 20, 24 sind innerhalb des Rechennetzwerks 28 zur Ausführung von Rechen- bzw. Datenverarbeitungsanwendungen ausgebildet. Dabei können Rechenanwendungen und somit Rechenleistungen je nach Belastung innerhalb des Rechennetzwerks 28 zwischen den Rechenzentren 12, 16, 20, 24 verteilt werden. Innerhalb des Energienetzwerks 30 wird von den Energielieferanten 14, 18, 22, 26 Energie produziert, die dem Netzwerk 28 zum Betrieb der Rechenzentren 12, 16, 20, 24 bereitgestellt wird.
Eine in der 1 schematisch dargestellte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 32 umfasst eine erste Ausführungsform einer zentralen Energiekontrollinstanz 34. Diese Energiekontrollinstanz 34 ist dazu ausgebildet, über eine Steuerinstanz 36 des Rechennetzwerks 28 mit dem Rechennetzwerk 28 zusammenzuwirken. Zwischen der Energiekontrollinstanz 34 und der Steuerinstanz 36 des Rechennetzwerks 28 werden Informationen über eine regionale Auslastung der Rechenzentren 12, 16, 20, 24 ausgetauscht. Weiterhin ist Energiekontrollinstanz 34 dazu ausgebildet, mit dem Energienetzwerk 30 zusammenzuwirken und von dem Energienetzwerk 30 hierbei Informationen über eine von den jeweiligen Energielieferanten angebotene elektrische Energie zu erhalten.
In 1 ist die Energiekontrollinstanz 34 als Bindeglied zwischen dem Energienetzwerk 30 der Energielieferanten 14, 18, 22, 26 und den Betreibern der Rechenzentren 12, 16, 20, 24 des Rechennetzwerks 28 ausgebildet. Die Energiekontrollinstanz 34 stellt hier in Bezug auf das Energienetzwerk 30 und das Rechennetzwerk 28 eine zentrale Einheit dar.
Die Anbindung der Energiekontrollinstanz 34 an ein Steuerungssystem der Energielieferanten 14, 18, 22, 26 als auch an die des Betreibers der Rechenzentren 12, 16, 20, 24 innerhalb des Rechennetzwerks 28 erfolgt in der vorliegenden Ausführungsform über bekannte, industrieübliche Mechanismen und den damit einhergehenden Kommunikationsprotokollen.
In 2 ist das bereits anhand von 1 schematisch dargestellte Gebiet 2 erneut dargestellt. Außerdem zeigt 2 in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 38, die sich von der in 1 gezeigten Anordnung 32 unterscheidet. Die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 38 umfasst eine erste Energiekontrollinstanz 40, die dem Rechennetzwerk 28 zugeordnet ist, sowie eine zweite Energiekontrollinstanz 42, die dem Energienetzwerk 30 zugeordnet ist. Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch gemeinsames Zusammenwirken der beiden Energiekontrollinstanzen 40, 42 unter Austausch von Informationen zwischen den beiden Energiekontrollinstanzen 40, 42 ausgeführt.
Alternativ zu einer zentralen Energiekontrollinstanz 34 können, wie 2 zeigt, in einer weiteren Ausgestaltung auch zwei getrennte, verteilte Energiekontrollinstanzen 40, 42 vorgesehen sein. In diesem Fall überwacht eine erste Energiekontrollinstanz 42 die Energiebilanz im Energienetzwerk 30 und eine zweite, andere Energiekontrollinstanz 40 die Ressourcenbilanz im Rechennetzwerk 28.
Kommt es in dieser Ausgestaltung zu einem mengenmäßigen Überangebot oder Angebotsdefizit im Energienetzwerk 30 der Energielieferanten 14, 18, 22, 26 wird dieses Ereignis, zusammen mit einer Anfrage, zu welchen Rechenzentren 12, 16, 20, 24 in welcher Region 4, 6, 8, 10 die Rechenleistung umgeschaltet oder umgeleitet werden soll, an die Energiekontrollinstanz 40 im Rechennetzwerk 28 signalisiert. Die Energiekontrollinstanz 40 im Rechennetzwerk 28 wertet die Anfrage aus und veranlasst die angeforderte Umschaltung oder signalisiert der Energiekontrollinstanz 42 im Energienetzwerk 30 der Energielieferanten 14, 18, 22, 26, dass ein Umschalten mit den mitgelieferten Parametern zu einer ausgewählten Region 4, 6, 8, 10 nicht möglich ist. Die Kontrollinstanz im Stromnetz bzw. Energienetzwerk 30 kann dann ggf. die Anfrage mit einer geänderten Zielregion wiederholen. Die beschriebenen Funktionen der zwei Energiekontrollinstanzen 40, 42 können typischerweise auch von nur einer Energiekontrollinstanz 34, wie sie in 1 gezeigt ist, durchgeführt werden.
Die mindestens eine Energiekontrollinstanz 34, 40, 42 kann in den anhand der 1 und 2 beschriebenen Ausgestaltungen weitere Daten für die Entscheidung der Umschaltung bzw. Verlagerung heranziehen. So können statistische Werte, wie z. B. ein prognostizierter Stromverbrauch einer Region 4, 6, 8, 10 oder eine zu erwartende Rechenleistung eines Rechenzentrums 12, 16, 20, 24, herangezogen werden. Weiter ist es möglich, geeignete Schwellwerte für die Umschaltung zwischen Rechenzentren 12, 16, 20, 24 zu definieren, um bspw. sog. Hysterese-Effekte zu vermeiden.
In beiden anhand der 1 und 2 vorgestellten Ausführungsformen erfolgt eine Auswahl mindestens eines Energielieferanten 14, 18, 22, 26 und somit der von ihm bereitgestellten Energie durch Auswählen mindestens eines Rechenzentrums 12, 16, 20, 24, das regional von mindestens einem Energielieferanten 14, 18, 22, 26 mit Energie versorgt wird. Eine Auswahl des mindestens einen Rechenzentrums 12, 16, 20, 24 wird durch Zuordnung von Rechenanwendungen bzw. Rechenapplikationen und somit von Rechenleistung zu dem mindestens einen Rechenzentrum 12, 16, 20, 24 vorgenommen. Das mindestens eine ausgewählte Rechenzentrum 12, 16, 20, 24 bezieht seine benötigte Energie regionenabhängig von mindestens einem Energielieferanten 14, 18, 22, 26, der typischerweise in derselben Region 4, 6, 8, 10 wie das mindestens eine Rechenzentrum 12, 16, 20, 24 ansässig ist.

Claims

Anordnung zum Kontrollieren eines Betriebs eines Rechennetzwerks (28), das eine Anzahl regional verteilter Rechenzentren (12, 16, 20, 24) umfasst, wobei vorgesehen ist, dass elektrische Energie zum Betreiben der Rechenzentren (12, 16, 20, 24) von jeweiligen regional verteilten Energielieferanten (14, 18, 22, 26) eines Energienetzwerks (30) bereitgestellt wird, wobei die Anordnung (32, 38) mindestens eine Energiekontrollinstanz (34, 40, 42) aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen potentiellen und/oder aktuellen Energiebedarf wenigstens eines Rechenzentrums (12, 16, 20, 24) zu ermitteln, mit einem entsprechend regional vorhandenen Energieangebot zu vergleichen und eine von dem Rechennetzwerk (28) zu erbringende Rechenleistung entsprechend dem regionalen Energieangebot auf das mindestens eine Rechenzentrum (12, 16, 20, 24) zu verteilen.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der die mindestens eine Energiekontrollinstanz (34, 40, 42) dazu ausgebildet ist, je nach jeweils regional vorhandenem Energieangebot eine entsprechende Verteilung der Rechenleistung zwischen den Rechenzentren (12, 16, 20, 24) zu initiieren und zu kontrollieren.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die mindestens eine Energiekontrollinstanz (34, 40, 42) dazu ausgebildet ist, in vorgebaren Zeitabständen je einen tatsächlichen Energiebedarf der jeweiligen Rechenzentren (12, 16, 20, 24) zu ermitteln, und in Abstimmung mit dem jeweils regional vorhandenen Energieangebot ggf. eine entsprechende zeitliche und regionale, unterbrechungsfreie Verlagerung der Rechenleistung zwischen den Rechenzentren (12, 16, 20, 24) zu regeln.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, die wenigstens eine mit der mindestens einen Energiekontrollinstanz (34, 40, 42) zusammenwirkende Steuerinstanz (36) für das Rechennetzwerk (28) aufweist, die dazu ausgebildet ist, Daten über eine jeweils benötigte Rechenkapazität der Rechenzentren (12, 16, 20, 24) bereitzustellen.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, die wenigstens ein mit der mindestens einen Energiekontrollinstanz (34, 40, 42) zusammenwirkendes Managementsystem für das Energienetzwerk (30) aufweist, das dazu ausgebildet ist, Daten über die jeweils regional vorhandenen Energieangebote bereitzustellen.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, das mindestens eine dem Rechennetzwerk (28) zugeordnete Energiekontrollinstanz (34, 40, 42) und mindestens eine dem Energienetzwerk (30) zugeordnete Energiekontrollinstanz (34, 40, 42) aufweist.
Verfahren zum Kontrollieren eines Betriebs eines Rechennetzwerks (28), das eine Anzahl regional verteilter Rechenzentren (12, 16, 20, 24) umfasst, wobei vorgesehen ist, dass elektrische Energie zum Betreiben der Rechenzentren (12, 16, 20, 24) von jeweiligen regional verteilten Energielieferanten (14, 18, 22, 26) eines Energienetzwerks (30) bereitgestellt wird, wobei zur Durchführung des Verfahrens ein Energiebedarf mindestens eines Rechenzentrums (12, 16, 20, 24) ermittelt und mit einem regional vorhandenen Energieangebot von mindestens einem Energielieferanten (14, 18, 22, 26) verglichen wird, und bei dem eine von dem Rechennetzwerk (28) zu erbringende Rechenleistung entsprechend dem regional vorhandenen Energieangebot auf das mindestens eine Rechenzentrum (12, 16, 20, 24) verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem eine Verteilung der jeweiligen Rechenleistungen auf die Rechenzentren (12, 16, 20, 24) an das jeweils regionale Energieangebot angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem die jeweiligen Rechenleistungen entsprechend einem jeweilig regional vorhandenen Energieangebot zwischen den Rechenzentren (12, 16, 20, 24) zeitlich kontrolliert verteilt bzw. verlagert werden.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, mit deren Hilfe alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 9 durchgeführt werden können, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Anordnung (32, 38) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit einem computerlesbaren Medium und einem auf dem computerlesbaren Medium gespeicherten Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die dazu geeignet sind, dass alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 9 durchgeführt werden können, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Anordnung (32, 38) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ausgeführt wird.