信息技术（IT）在人类释放到大气层的二氧化碳中占2%。令人惊讶的是，此数量大致等价于整个航空工业的二氧化碳排放量。未来四年，IT能源使用量预期将会翻倍。在当今的许多数据中心，每一美元的硬件成本中高达50美分的成本花在能源上。

　　面对能源成本日益上升的趋势和更强的环境保护意识，许多组织正在寻求更加绿色、更加高能效的解决方案。IBM?提供了用于实现绿色解决方案的智能SOA方法，可应用于几乎所有的企业。

　　本IBM红皮书描述一个家虚构的公司JKHL Enterprises（JKHLE）如何采用IBM智能SOA解决方案，从而帮助推动绿色活动和降低能源成本。

　　引言

　　能源是现代社会的关键要素，我们的日常生活和业务全都依赖于它。当能源价格飙升时，个人和企业都会受到严重的影响。计算机行业在优化系统和降低能源消耗的技术突破方面具有悠久的历史。

　　面对日益高涨的能源价格趋势，需要花更多的心思去考虑如何使用系统和软件来节约能源以及支持绿色活动。企业正在积极寻求降低能源消耗的解决方案，以节约资金和促进绿色活动，例如使员工能够管理他们的碳排放量。

　　本红皮书重点介绍虚构的组织JKHLE如何使用SOA解决方案降低能源消耗并帮助推动绿色活动。其中包括以下部分：

　　·了解该案例研究
　　·测量用电量和碳排放量
　　·动态地将服务路由到绿色数据中心
　　·将任务推迟到非高峰能源使用时间
　　·管理局部碳排放量减少

　　了解该案例研究

　　JKHLE在美国有两个数据中心。每个数据中心在不同的地理位置，并分别使用不同的主要能源。JKHLE已做出使用绿色和可再生电能的公司承诺，并在确保维护现有服务水平协议（SLA）之间寻求平衡。

　　JKHLE的两个数据中心分别为：

　　·位于宾夕法尼亚洲费城的传统能源数据中心

　　这个现有的数据中心使用传统能源生成的电力，包括煤炭、石油和天然气。

　　·位于德克萨斯州达拉斯的可再生能源数据中心

　　JKHLE最近在德克萨斯州达拉斯附近的艾比利尼投资构建了一个新的数据中心，部分原因是由于艾比利尼靠近作为皮肯斯计划（Pickens Plan）的一部分构建的风力发电场。该数据据中心使用的电厂通过风力产生70%的能源，所需的其余能源通过煤炭产生。

　　目前，JKHLE在两个数据中心之间均匀地分配工作负载。但是，JKHLE已承诺成为良好的公司，并尽可能使用可再生能源。JKHLE还希望使用承载在达拉斯数据中心的基于SOA的系统和服务完成大部分事务，仅当达到SLA阈值时才将服务请求卸载到费城数据中心（消耗通过传统能源产生的电力）。

　　测量用电量和碳排放量

　　在JKHLE对数据中心做出任何更改之前，他们必须首先了解当前在每个数据中心使用的能源量和每个数据中心的碳排放量。

　　通过监视能源使用，JKHLE能够为能源消耗和碳排放量减少设定切合实际的目标。在实现更改时，JKHLE可以使用监视数据确定能源使用量的减少、通过减小能源需求实现的资金节省，以及碳排放量的减少。这些度量表明了他们的绿色活动的投资回报。

　　技术解决方案

　　JKHLE使用IBM Tivoli Monitoring解决方案测量能源使用情况。

　　图1显示了JKHLE使用的体系结构。

                
　　
　　图1. 测量用电量和碳排放量
 
　　此体系结构包括以下步骤：

　　1. JKHLE的数据中心使用各种各样的IBM硬件，包括IBM BladeCenter和IBM System z服务器。这些服务器由Active Energy Manager代理（IBM Systems Director Active Energy Manager的一个组件）和Tivoli Monitoring for Energy Management代理进行监视。这些代理将监视数据发送到运行于JKHLE公司总部的Tivoli Enterprise Monitoring Server。

　　2. Tivoli Enterprise Monitoring Server将监视数据发送到Tivoli Data Warehouse进行存储。

　　3. JKHLE使用Tivoli Data Center Optimization for Energy Management来生成给定时间段的报告。这些报告中的数据来自于Tivoli Data Warehouse。

　　Tivoli Data Center Optimization for Energy Management创建按资源（例如服务器、存储、网络设备和设施）逐条记载的能源成本报告。此外，通过为Tivoli Data Center Optimization for Energy Management提供有关数据中心使用的电力的产生方式的信息（例如，JKHLE知道达拉斯数据中心使用的能源的70%来自于风力，其余30%来自于煤炭），JKHLE可以生成碳排放量报告。

　　图2显示了Tivoli Data Center Optimization for Energy Management生成的“数据中心电力使用情况”报告的示例。

               

　　图2. “数据中心电力使用情况”报告
 
　　动态地将服务路由到绿色数据中心

　　JKHLE可以使用IBM Enterprise Service Bus（ESB），基于元数据动态选择端点以满足服务请求。该元数据可以从监视服务响应时间级别和数据中心的绿色电源首选项中收集而来。这些概念可应用于许多不同类型的应用程序。

　　JKHLE有一个基于SOA的帐户开立流程。JKHLE最近通过IBM业务分析人员对此业务流程进行了重新建模，以自动化该流程中的许多手动步骤。通过消除这些手动步骤，JKHLE显著减少了开立新帐户所需要的基于纸张的表格数量，并将纸张使用减少了75%。由于此更改，JKHLE预期每个月可以在纸张相关的采购和机密文件保管方面节省1万美元。JKHLE帐户开立流程包括许多服务，可以将这些服务承载在不同的数据中心以实现所需的服务级别。例如，该帐户开立流程调用一个信用检查服务来检查客户的信用可靠性。此信用检查服务同时承载在达拉斯和费城数据中心。SLA规定该信用检查服务需要在10秒内响应请求。只要承载在达拉斯绿色数据中心的信用检查服务能够满足SLA的10秒要求，就会尽可能使用该数据中心的信用检查服务。但是，当无法满足SLA时，则将请求路由到替代的费城数据中心。

　　技术解决方案

　　JKHLE已经有一个ESB解决方案，帐户开立流程使用了该解决方案。当帐户开立流程需要向信用检查服务发出调用时，它将通过ESB发出调用。ESB接受来自帐户开立流程的请求，并将其发送到适当的服务提供者。该ESB是在IBM WebSphere Enterprise Service Bus中实现的。JKHLE对此解决方案进行了扩展，以整合在尽可能的情况下对绿色数据中心的使用。JKHLE使用IBM Tivoli Composite Application Manager for SOA来监视服务响应时间。如果信用检查服务响应时间超过10秒的SLA阈值，则会触发一个Tivoli Composite Application Manager for SOA境况，并在IBM WebSphere Service Registry and Repository中相应地更新元数据。

　　目前，JKHLE每天大约处理1000个帐户开立申请和随后的信用检查。在高峰使用时间，承载信用检查服务的系统可以同时处理100个事务并满足所需的响应时间。JKHLE希望使用达拉斯绿色数据中心处理80%的信用检查服务事务。

　　JKHLE实现的解决方案划分为两个逻辑部分：

　　·监视服务响应时间
　　·动态路由服务

　　监视服务响应时间

　　图3显示了JKHLE用于监视服务响应时间的体系结构。

                 

　　图3. 监视服务响应时间
 
　　图3所示的体系结构包括以下步骤：

　　1. 信用检查服务承载在每个数据中心的IBM WebSphere Application Server环境中。Tivoli Composite Manager for SOA代理也安装在WebSphere Application Server环境中，并负责监视信用检查服务的响应时间。

　　2. Tivoli Composite Application Manager（承载在Tivoli Monitoring服务器上）从运行于数据中心的Tivoli Composite Application Manager代理接收响应时间度量。

　　3. WebSphere Service Registry and Repository承载两个信用检查服务的端口定义（端口是WSDL文档中指定服务端点地址的元素）。每个端口定义包含服务响应时间的一个自定义属性。如果信用检查服务的服务响应时间超过10秒，则Tivoli Composite Application Manager for SOA将产生一个境况事件。该境况事件更新WebSphere Service Registry and Repository中的端口定义中的相关自定义属性。

　　动态路由服务

　　JKHLE可以使用存储在WebSphere Service Registry and Repository中的服务响应时间信息，动态地选择使用哪一个数据中心运行信用检查服务。正如前面提到过的，当服务响应时间少于10秒时，JKHLE希望使用达拉斯的绿色数据中心。

　　图4显示了JKHLE用于动态地路由服务的体系结构。

               

　　图4. 基于服务响应时间动态地路由服务
 
　　注意：图4中所示的Tivoli Composite Application Manager for SOA代理在运行时与Tivoli Composite Application Manager for SOA服务器通信，如第9页上的图3所示。

　　图4所示的体系结构包括以下步骤：

　　1. 帐户开立业务流程（在IBM WebSphere Process Server中运行）包含一个调用信用检查服务的活动。为了定位信用检查服务，将向运行于WebSphere Enterprise Service Bus中的中介流发送一个请求。

　　2. IBM WebSphere Enterprise Service Bus中的中介流接收到针对信用检查服务的请求。该中介流使用Endpoint Lookup中介原语在WebSphere Service Registry and Repository中查询平均响应时间少于10秒的信用检查服务的端点URL。平均响应时间是使用Tivoli Composite Application Manager for SOA捕获到的自定义属性。该自定义中介原语检查所有满足响应时间要求的返回端点URL，并确定应该使用哪一个端点URL调用信用检查服务。如果达拉斯端点URL满足响应时间要求，则优先选择达拉斯端点。否则，将使用费城的信用检查服务。

　　3. 中介流选择的端点URL将用于调用相关信用检查服务（在达拉斯或费城数据中心）。

　　将任务推迟到非高峰能源使用时间

　　全天的能源消耗需求很少是均匀分布的。给定电厂的能源使用通常在白天较高，在夜间较低。因此，电力供应商对高峰时段收取更多的单位能源费用。

　　JKHLE帐户开立流程是包括许多步骤的长时间运行的业务流程。其中一个步骤涉及到客户信息的数据联合和合并。这是一个处理器和磁盘密集型步骤，因为它涉及到创建和更新整个JKHLE IT基础结构中的记录。

　　JKLHE可以通过在非高峰能源使用时间运行这些处理器和磁盘密集型任务来降低能源成本。客户信息处理可以在能源成本较低的夜间进行批处理。JKHLE还可以通过调整能源使用时间安排来减少碳排放量。达拉斯数据中心的电力供应商与JKHLE签订了协议，他们可以每小时提供2400千瓦的能源，并且其中70%的能源由风力发电机产生。如果JKHLE每小时的耗电量超出2400千瓦，他们将向JKHLE收取显著更高的能源费率。此外，该电力供应商的风力发电机已经达到最大容量，因此JKHLE的任何能源需求增加将完全由煤炭热力发电机满足。

　　通过使用IBM Tivoli Monitoring解决方案和IBM Tivoli Monitoring for Energy Management（如第3页上的“测量用电量和碳排放量”所述），JKHLE可以跟踪他们正在使用多少能源。当达拉斯数据中心的电力消耗达到每小时2100千瓦时，将会产生一个境况事件。此境况事件导致帐户开立流程推迟非关键处理（例如客户信息的数据联合），从而确保该数据中心不会超出用电限额，并且不使用附加的煤炭产生的电力。
　
　　管理局部碳排放量减少

　　除了减少数据中心的能源消耗和碳排放量以外，JKHLE还迫切希望使其员工能够对工作区中的碳排放量有所影响。JKHLE具有将工作区的碳排放量减少10%的目标。

　　影响员工碳排放量的因素包括：

　　·员工使用多少电力为电器和电子设备供电。
　　·员工使用多少燃料油或天然气给JKHLE的办公室（在员工从家里工作的情况下，则员工的家）取暖和制冷。
　　·员工使用多少汽油在家庭和办公场所之间驾车行驶。

　　JKHLE可以计算和监视这其中每一种产生碳的活动。当员工知道他们的碳排放量的基准时，他们就可以确定自己需要做些什么来减少碳排放，并降低他们的碳排放量。

　　技术解决方案

　　JKHLE看到了Web 2.0技术的希望。JKHLE了解到IBM有一个基于Web 2.0的新软件产品，名为IBM Lotus Mashup Center。在观看演示之后，JKHLE认识到他们可以使用Lotus Mashup Center创建灵活、易于部署和动态的Web应用程序。

　　JKHLE决定使用Lotus Mashup Center构建一个简单Web应用程序，以提供支持其碳排放量绿色计划的功能。该应用程序将显示整个工作区的当前碳排放量，并将其作为基准。该基准将使JKHLE能够测量在支持10%碳减少量目标的过程中的进展情况。该Web应用程序将为每个员工提供具有以下功能的界面：

　　·一个用于计算员工的碳排放量的界面。

　　此界面要求员工输入有关计算机使用、上下班交通等的信息。该应用程序使用这些值计算员工的碳排放量。

　　·一个用于减少员工碳排放量的活动列表。

　　此列表为每个员工定制，并在每个员工的行为更改时动态地更新。

　　·一个用于计算给定JKHLE办公室的碳排放量的界面，以及一个有关如何降低碳排放量的活动列表。

　　此界面由JKHLE办公室经理用于计算给定办公室的碳排放量（使用诸如办公室中使用的加热和冷却方法、使用的电器设备等值），并为办公室经理提供有关如何减少碳排放量的建议。

　　为了开发此Lotus Mashup Center Web应用程序，JKHLE需要完成以下任务：

　　·创建小部件（例如计算员工的碳排放量的网页）。
　　·在IBM InfoSphere MashupHub中注册小部件的URL。
　　·将小部件添加到Lotus Mashups工具箱。
　　·将小部件打包为WAR文件，并将其上载到Mashup Catalog。

　　通过使JKHLE的员工和办公室经理清楚他们的碳排放量，JKHLE可以鼓励减少碳排放量，并且能够满足其减少10%碳排放的目标。然后将对碳排放量的进度进行测量、显示并与基准进行比较，这一切全都在该Lotus Mashup Center Web应用程序中进行。