¿Cuánta energía se necesita para enviar un paquete de 4KB a través de una red de centros de datos de última generación?

¡Interesante pregunta! La respuesta depende en gran medida de cómo se realiza la medición. Para calcular la energía, debe multiplicar la potencia (por ejemplo, en vatios) por el tiempo. Hay varias opciones para medir el poder y para medir el tiempo. Aquí hay un intento de hacerlo:

Poder :

Suponiendo un árbol de múltiples capas de Clos plegado, de múltiples raíces, con conmutadores de 64 puertos (10 a Gb / s). Dicha red tiene:

  • 65.536 anfitriones
  • 5,120 interruptores
  • 196,608 cables
  • 393,216 transceptores (incluidos los hosts finales)
  • 327,680 conmutadores transceptores (conmutador a conmutador)

Asumiré que no se necesitan transceptores entre los hosts y los conmutadores de la parte superior del bastidor (ToR), por lo que solo nos interesan los transceptores de conmutador a conmutador. Algunas estimaciones de potencia razonables para lo anterior son:

  • 1 host: 295 W (un HP DL 360 G6, 2 CPU, 8 núcleos, 24 GB de ram)
  • 1 conmutador: 566 W (Cisco Nexus 5596UP, conmutador de 96 puertos)
  • 1 transceptor: 2.5W (10G SFP +)

Estas topologías de red de árbol con múltiples raíces ofrecen muchas, muchas rutas que un paquete podría tomar desde el origen hasta el destino. Podríamos elegir medir solo el consumo de energía de uno de esos caminos, o podríamos medir el consumo de energía de toda la red. Si suponemos que su paquete de 4KB es el único paquete en la red (y, por lo tanto, no podemos amortizar el resto de la infraestructura sobre otros paquetes), entonces el consumo de energía de toda la red es “propiedad” de su paquete.

El consumo de energía de la estructura de red, incluidos dos de los servidores (el origen y el destino) es:

5.120 * 566W + 327.680 * 2.5W + 2 * 295W = 3.718 x 10 ^ 6 W = 3.718 MW

Como comentario, eso es 4,986 caballos de fuerza 🙂

Para calcular el tiempo, tenemos que hacer suposiciones de cuánto tiempo permanece el paquete en la red, lo que depende del almacenamiento en búfer, el soporte de corte, otro tráfico, etc., etc. Para simplificar las cosas, asumiremos un corte perfecto y sin latencia de transmisión, y solo representa el tiempo como la latencia de serialización de ese 4KB. La latencia de serialización para enviar 4KB a 10 Gb / s es 3.2us.

3.718 x 10 ^ 6 vatios por 3.2 microsegundos = 11.9 julios.