Schwerpunkte

Energieverbrauch durchs Internetsurfen

Was kostet ein Klick?

01. Juli 2009, 09:33 Uhr   |  Richard F. Zarr


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Wie ein Bahnnetz

Der beschriebene Prozess spielt sich zwischen zwei Computern ab, die üblicherweise enorm weit voneinander entfernt sind. Man kann wohl davon ausgehen, dass die meisten Web-Zugriffe eines Anwenders an Server gerichtet sind, die Hunderte oder gar Tausende von Kilometern entfernt sind. Dazwischen befindet sich ein riesiges Netz von Switches und Routern. Jene Pakete reisen, Eisenbahnzügen gleich, vom eigenen Kabelmodem durch das eigene Kabelnetz (das örtliche Nebengleis) in die Zentrale. Dort werden die Pakete mit Hilfe sehr kurzer Laserimpulse auf Glasfaserkabel höherer Bandbreite (die Bahn-Hauptstrecke) geleitet. Bevor die Pakete das lokale Netz des Zielservers erreichen, können sie durchaus mehrere Haupt-Schaltanlagen passieren. Interessant dabei ist, dass sich die zwischen den Computern ausgetauschten Nachrichten häufig über mehrere Pakete erstrecken, die, gleich Containerwaggons, zu unterschiedlichen Zeiten und nicht in der ursprünglichen Reihenfolge ankommen. Dies ist auf die »Verkehrslage« entlang des Wegs zurückzuführen, wie eben bei Zügen auch. Hier suchen die Daten-Router den effizientesten Weg, um die Pakete zuzustellen, was unterschiedliche Ankunftszeiten zur Folge hat. Der empfangende Computer hat unter anderem die Aufgabe, die Information neu zu ordnen und sie dann zur Interpretation an die Anwendungssoftware weiterzureichen.

All die für diese Transaktion nötige Technik benötigt Energie – von den Computern an beiden Enden (der unsere und der Zielserver) bis zur Netzwerkausrüstung und den Netzwerken zwischendrin. Wie bereits erwähnt, sind einige Annahmen notwendig, um die verbrauchte Energie abzuschätzen. Dafür ignorieren wir den Leistungsverbrauch sowohl des lokalen Computers als auch der Netzwerk-Infrastruktur vor Ort. Diese Kosten betrachten wir als bereits im Budget des Nutzers enthalten, da sie unabhängig von Internetzugriffen anfallen. In die Betrachtung soll lediglich der Energieverbrauch von allem außerhalb unseres Standorts einfließen.

Wie groß ist so eine Internetseite?

Als Nächstes gilt es, die Inhalte der Seite zu betrachten und abzuschätzen, wie viele Pakete erforderlich wären, um die Information zurück zu unserem Browser zu transportieren. Unsere »typische« Seite soll ohne Video auskommen, da dies meist »gestreamt« wird und die Verbindung offen hält. Auf der Seite befinden sich drei Bilder mit durchschnittlich je 100 KByte und etwa 5000 Zeichen an Information. Der gesamte Seiteninhalt erfordert die Übertragung von etwa 310 KByte vom Server zum Browser. Der Browser sendet mindestens vier Anforderungen (eine für die Seite, drei für die Bilder). Jene Anforderungen benötigen lediglich ein paar hundert Datenbytes, sodass die eine Anforderung der Webseite etwa 315 KByte Daten zwischen den beiden Computern bewegt.

Jetzt gilt es zu untersuchen, wie viele Netzwerkgeräte die Information passiert und wie viel Leistung verbraucht wird. Wir nehmen an, dass sich an der Kopfstation ein Modem, ein Switch und ein Router befinden, die zusammen etwa 200 W verbrauchen. An der internetseitigen Hochgeschwindigkeitsverbindung des Routers befindet sich wahrscheinlich ein Glasfaseranschluss mit einem Schnittstellenmodul (weitere 100 W). Wir nehmen ferner an, dass die Pakete unterwegs drei Sprünge durchführen. An jeder Sprungstelle finden sich – der Einfachheit halber – zwei Glasfasermodule und ein Hochgeschwindigkeitsrouter, was etwa 300 W pro Sprung ausmacht. In der Serverfarm kommen ein Glasfasermodul, ein Router und Switches zum Einsatz, also weitere 300 W. Somit beträgt die gesamte vom Netzwerk verbrauchte Leistung für jenen Link ungefähr 1500 W. Schließlich müssen wir noch die Durchschnittsleistung eines modernen Blade-Servers betrachten, die wir mit etwa 50 W veranschlagen.

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