Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Informática# Computação distribuída, paralela e em cluster

Computação em Nuvem e Emissões de Carbono: Um Estudo de Caso

Analisando a pegada de carbono dos serviços de nuvem e a necessidade de transparência.

― 8 min ler


Responsabilidade pelasResponsabilidade pelasEmissões na Nuvemserviços em nuvem.Abordando a pegada de carbono no uso de
Índice

A computação em nuvem virou uma maneira comum das empresas usarem tecnologia. Muitas organizações, grandes e pequenas, dependem dos Serviços em Nuvem pra gerenciar software e armazenar dados. Essa mudança pra nuvem parece eficiente porque permite que as empresas passem responsabilidades, como gerenciamento de infraestrutura e consumo de energia, pros provedores de serviços em nuvem.

Porém, essa abordagem levanta perguntas importantes sobre como medimos e relatamos as Emissões de Carbono do setor de tecnologia da informação e comunicação (TIC). A indústria de TIC tem um grande impacto nas emissões globais, e é fundamental considerar como a computação em nuvem contribui pra isso.

Visão Geral do Estudo de Caso

Neste estudo, queríamos olhar de perto como as emissões são tratadas num contexto de serviço em nuvem. Fizemos uma parceria com um provedor de Software como Serviço (SaaS) do setor de telecomunicações pra entender melhor como as emissões podem ser alocadas de forma justa entre os vários usuários dos serviços em nuvem deles. Esse provedor opera vários data centers que atendem diversas empresas clientes.

O desafio tá em compartilhar recursos entre esses data centers. Vários clientes usam a mesma infraestrutura física, o que complica a conta de quanto carbono cada cliente é responsável. Nossa meta era criar um modelo pra determinar uma maneira justa de alocar as emissões geradas por esses data centers compartilhados.

A Matemática das Emissões

Pra resolver isso, desenvolvemos um modelo de emissões que aborda como as emissões operacionais são divididas entre os inquilinos que usam o serviço em nuvem. O modelo precisa considerar tanto as emissões totais geradas quanto como dividir essas emissões de forma justa entre os diferentes clientes.

Pra ajudar com isso, criamos uma ferramenta que gera relatórios sobre pegadas de carbono com base no modelo de emissões. Esses relatórios oferecem aos interessados uma visão clara sobre as emissões relacionadas ao uso dos serviços em nuvem.

Entendendo os Escopos de Emissões

Quando falamos de emissões, categorizamos elas em três escopos conforme os padrões da indústria:

  • Escopo 1: Inclui as emissões diretas de fontes próprias ou controladas. Em data centers, isso costuma ser mínimo, já que normalmente eles não têm emissões diretas significativas.

  • Escopo 2: Cobre as emissões da geração de eletricidade comprada, calor ou vapor consumido pelo data center. A maior parte das emissões em data centers se encaixa nesse escopo.

  • Escopo 3: Envolve todas as outras emissões indiretas, como as da cadeia de suprimento, e geralmente é mais difícil de medir.

Entender esses escopos ajuda na hora de relatar a pegada de carbono dos serviços em nuvem.

A Necessidade de Medidas Precisos

Pra que as empresas gerenciem suas emissões de carbono efetivamente, elas precisam primeiro saber quantas emissões estão sendo produzidas. Atualmente, os principais provedores de serviços em nuvem oferecem ferramentas pra monitorar essas informações. Porém, essas ferramentas podem não estar disponíveis pra todas as organizações, especialmente as que usam configurações de nuvem privada.

Obter dados precisos sobre emissões é complicado, especialmente em ambientes multi-inquilinos onde os recursos são compartilhados. Cada inquilino pode contribuir de forma diferente pra totalidade das emissões com base em seus padrões de uso, tornando essencial estabelecer um método de medir e atribuir as emissões corretamente.

Desenvolvendo um Modelo Justo de Emissões

Reconhecemos que calcular emissões em ambientes multi-inquilinos traz desafios. Nossa abordagem analisa como atribuir responsabilidade pelas emissões de maneira justa entre os diferentes usuários do mesmo serviço em nuvem.

Pra isso, criamos um modelo baseado nas emissões produzidas por cada inquilino num data center. O modelo leva em conta os recursos compartilhados e garante que os inquilinos possam verificar as contas de forma independente. Assim, os inquilinos podem entender sua contribuição pra as emissões totais e tomar medidas pra minimizar seu impacto.

Design e Implementação do Estudo de Caso

Nosso estudo de caso focou na BT Global Services, uma divisão do BT Group. Eles oferecem vários serviços de nuvem e redes pra empresas multinacionais. Um dos principais serviços é o Cloud Contact Cisco (CCC), um produto SaaS que oferece capacidades de call center virtualizado.

O CCC atende operações de atendimento ao cliente de diferentes empresas, e os usuários reais do software são funcionários dessas empresas. É importante notar que, embora a infraestrutura do software seja compartilhada, cada empresa cliente opera separadamente dentro do ambiente em nuvem.

O Problema que Queremos Resolver

Os clientes da BT estão mais conscientes do impacto ambiental e estão pedindo melhores informações sobre suas emissões de carbono ao usar o serviço CCC. Dado que provedores de serviços em nuvem concorrentes já oferecem ferramentas de monitoramento de carbono, a BT reconheceu a necessidade de fornecer capacidades semelhantes pros seus clientes.

O principal desafio é que as informações sobre as emissões geradas na infraestrutura de nuvem compartilhada não são facilmente acessíveis. Pra resolver isso, pretendemos desenvolver um modelo abrangente que produza relatórios mensais de sustentabilidade e calcule efetivamente as emissões de cada inquilino.

Modelo de Cálculo de Emissões

Nosso modelo foca nas emissões operacionais. Decidimos analisar os dados dos data centers da BT pra entender melhor as emissões ligadas aos seus serviços em nuvem. O desenvolvimento do nosso modelo de emissões se baseia em metodologias existentes que quebram as emissões em vários escopos.

Coletando Dados para Análise de Emissões

Pra criar um modelo de emissões preciso, precisávamos de dados específicos sobre o consumo de energia nos data centers da BT. Isso envolveu coletar informações relacionadas ao uso de servidores, consumo de energia e infraestrutura de rede. Os dados foram compilados num gerador de relatórios que produz relatórios claros pra cada inquilino.

Criando o Gerador de Relatórios

Pra atender nossa necessidade de transparência, projetamos um gerador de relatórios que compila automaticamente os dados coletados num formato amigável. O gerador de relatórios primeiro lê arquivos de entrada que contêm informações sobre o uso de energia de servidores e dispositivos de rede.

Depois, ele calcula a pegada de carbono com base nos dados de uso coletados. Por fim, o gerador produz um relatório, que está disponível num formato JSON detalhado e num formato PDF conciso de uma página.

Os relatórios incluem métricas importantes como emissões totais, uma divisão das emissões por fonte e uma comparação com períodos anteriores.

Coletando Feedback sobre os Relatórios

Pra garantir que os relatórios atendessem às necessidades dos interessados, fizemos entrevistas com alguns clientes da BT que são heavy users do serviço CCC. Durante essas entrevistas, pedimos a opinião deles sobre clareza e utilidade, além do método usado pra calcular as emissões compartilhadas.

O feedback indicou que os interessados acharam os relatórios informativos, mas também expressaram o desejo de um contexto mais claro sobre os números apresentados. Sugestões incluíram o uso de recursos visuais ou benchmarks pra facilitar o entendimento.

Resumo das Conclusões

Nosso estudo de caso mostrou claramente a necessidade de relatórios transparentes no setor de serviços em nuvem. Ao desenvolver um modelo justo de emissões e implementar uma ferramenta eficaz de relatórios, atendemos à crescente demanda por responsabilidade em relação às emissões de carbono da computação em nuvem.

Olhando pra frente: Trabalho Futuro

Ainda há trabalho a fazer pra refinar nosso modelo de cálculo de emissões, especialmente em como medimos a intensidade de carbono ao longo do tempo. Temos planos de melhorar nossas capacidades de geração de relatórios e tornar o sistema mais automatizado pra aprimorar a eficiência e a precisão.

No geral, nossos esforços contribuem pra uma melhor compreensão das emissões de carbono na computação em nuvem, destacando a necessidade de as empresas aceitarem a responsabilidade por seu impacto ambiental. À medida que a conscientização sobre a mudança climática cresce, a importância de relatórios de emissões transparentes e justos no setor tecnológico também aumenta.

As etapas que tomamos hoje pavimentarão o caminho pra um futuro mais sustentável, onde as empresas podem monitorar e reduzir efetivamente suas pegadas de carbono enquanto utilizam serviços em nuvem.

Fonte original

Título: An Allocation Model for Attributing Emissions in Multi-tenant Cloud Data Centers

Resumo: Cloud computing has become the de facto paradigm for delivering software to system users, with organizations and enterprises of all sizes making use of cloud services in some way. On the surface, adopting the cloud appears to be a very efficient approach for offloading concerns such as infrastructure management, logistics, and most importantly for this work, energy consumption and consequent carbon emissions to the cloud service provider. However, this is in many ways not an appropriately accountable solution to managing the contribution of the ICT sector to global emissions. To this effect, in this paper we report on an exploratory case study done in collaboration with a Software as a Service provider operating globally in the telecommunications sector. The study reckons with the service provider using multi-tenant, that is, shared, off-premises data centers for hosting their private cloud infrastructure towards developing a fair model of allocating operational emissions among the service tenants -- customer companies with many distinct users. The developed emissions model has to account for allocating in an appropriate manner the generated emissions between the tenants of the software provider services, and among the different tenants of the same data center. A carbon footprint report generator is developed building on the proposed model which is, in turn, used to present sustainability reports to involved stakeholders for evaluation purposes. Our results show that the model is perceived as transparent, informative, and fair, with requested improvements focusing mainly on the generated reports and the information contained therein.

Autores: Richard Westerhof, Richard Atherton, Vasilios Andrikopoulos

Última atualização: 2023-05-12 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2305.10439

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.10439

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao arxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Artigos semelhantes