?像Kubernetes這樣的項(xiàng)目已經(jīng)成為許多應(yīng)用程序堆棧的重要組成部分，以至于許多企業(yè)很難想象沒有它不能構(gòu)建的應(yīng)用程序。

讓人印象深刻的是，一些項(xiàng)目同樣變得如此復(fù)雜，例如Kubernetes(添加到許多通用編程語言和其他工具中)。以至于需要添加許多其他工具和依賴項(xiàng)才能有效地使用它們。

在云計(jì)算資源時(shí)代，一直存在著繼續(xù)將更多基于云的資源用于解決問題的誘惑，由于對(duì)成本的影響很小，企業(yè)從其所提供的靈活性中獲得了很多優(yōu)勢(shì)。

開發(fā)人員并不想重復(fù)編寫代碼，所以使用框架和依賴項(xiàng)來希望幫助專注于真正重要的事情。

并且需要工具來處理需求、測(cè)試和構(gòu)建應(yīng)用程序、協(xié)調(diào)基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)行連續(xù)流程等。由于這些比較抽象，失去了對(duì)技術(shù)堆棧和應(yīng)用程序內(nèi)部發(fā)生的事情的直接洞察。開發(fā)人員添加了越來越多的工具來幫助了解所忽略的內(nèi)容。這包括可觀察性，云原生計(jì)算基金會(huì)(CNCF)和其他基金會(huì)也致力于幫助明確通過依賴關(guān)系嵌套引入的安全風(fēng)險(xiǎn)，例如軟件材料清單。

目前，由于一些不同的原因，云計(jì)算服務(wù)增長(zhǎng)對(duì)成本的影響現(xiàn)在開始影響企業(yè)的預(yù)算，幫助估計(jì)、監(jiān)控和簡(jiǎn)化成本的工具數(shù)量也在增長(zhǎng)。Linux基金會(huì)甚至還有一個(gè)子基金會(huì)，即云成本優(yōu)化基金會(huì)，旨在幫助提高圍繞有效云計(jì)算使用的技術(shù)和實(shí)踐的技能和意識(shí)。

隱藏的影響

但是，這種云計(jì)算服務(wù)、框架的擴(kuò)散以及向其中投入其他服務(wù)開發(fā)還有另一個(gè)意想不到的副作用，就是對(duì)環(huán)境的不利影響。人們很容易忘記的是，所有代碼推送、工具、構(gòu)建、應(yīng)用程序和流程的背后是運(yùn)行這些有效負(fù)載的物理位置上的真實(shí)硬件。

那么碳排放問題有多大?獲得準(zhǔn)確的數(shù)字具有挑戰(zhàn)性，其中涉及大量的猜想和推斷，但互聯(lián)網(wǎng)碳排放通常占到全球碳排放量的3.7%左右。

這一數(shù)字與人們更加關(guān)注的航空業(yè)大致相同，并且增長(zhǎng)迅速。然而，“互聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)范圍有點(diǎn)模糊，尤其是考慮到人們廣泛使用的IT技術(shù)。如果考慮一下人們每天間接使用的基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全球影響可能要高得多。即使僅考慮“互聯(lián)網(wǎng)”，目前的用戶群約占全球人口的50%，而且這個(gè)數(shù)字在未來幾年將大幅增長(zhǎng)。

進(jìn)一步調(diào)查云計(jì)算碳足跡項(xiàng)目

行業(yè)專家Adrian Cockroft就類似的主題進(jìn)行了探討。他提到云計(jì)算碳足跡項(xiàng)目是衡量應(yīng)用程序及其運(yùn)行基礎(chǔ)設(shè)施的有用工具。

該項(xiàng)目需要一些配置，并通過分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并對(duì)其執(zhí)行排放計(jì)算來提供對(duì)AWS、谷歌云平臺(tái)和Azure托管資源的見解。該計(jì)算如下：

• 總體碳排放量=運(yùn)營(yíng)排放量+隱含排放量
• 運(yùn)營(yíng)排放量=(云計(jì)算服務(wù)的使用量)x(云計(jì)算能源轉(zhuǎn)換系數(shù)，kWh)x(云計(jì)算供應(yīng)商，能源使用效率(PUE))x(電網(wǎng)排放系數(shù)，噸)
• 隱含排放量=用于計(jì)算數(shù)據(jù)中心服務(wù)器制造過程的估計(jì)二氧化碳排放量

該項(xiàng)目是開源的，因此開發(fā)人員可以添加其他提供者或從其他地方輸入。它主要由Thoughtworks維護(hù)，當(dāng)然，作為一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用程序，它有自己的開銷和影響。但必須從某個(gè)地方開始，現(xiàn)在這是一個(gè)很好的起點(diǎn)。

首先，使用模擬數(shù)據(jù)運(yùn)行，可以通過首先克隆存儲(chǔ)庫(kù)并安裝依賴項(xiàng)來完成。

git clone --branch latest https://github.com/cloud-carbon-footprint/cloud-carbon-footprint.git
cd cloud-carbon-footprint
yarn install
yarn start-with-mock-data

(1) 用戶界面概述

用戶界面(UI)由幾個(gè)關(guān)鍵區(qū)域組成：

• 提供者、帳戶、服務(wù)和日期的過濾器。
• 隨著時(shí)間的推移使用碳排放量、電力和成本的摘要。
• 與減少碳排放所需的航班、電話費(fèi)和樹木相比，排放量是多少?
• 按服務(wù)、地區(qū)和賬戶劃分的排放量。
• 提供者的區(qū)域強(qiáng)度圖。

(2) 監(jiān)控應(yīng)用程序

要設(shè)置云計(jì)算碳足跡來衡量應(yīng)用程序，可以人工編輯api和cli文件夾中的.env文件或運(yùn)行yarn guided-install命令以使用向?qū)нM(jìn)行配置。在此將谷歌云平臺(tái)用于測(cè)試應(yīng)用程序。

由于評(píng)估應(yīng)用程序的碳足跡通常需要更長(zhǎng)的時(shí)間，而構(gòu)建足夠復(fù)雜的應(yīng)用程序也需要一些時(shí)間，所以選擇構(gòu)建簡(jiǎn)單的東西，逐漸增加其復(fù)雜性，然后通過假設(shè)應(yīng)用程序?qū)⒃谝荒甑拇蟛糠謺r(shí)間里有大約1000個(gè)并發(fā)用戶。為此采用JMeter模擬了短暫的用戶負(fù)載。主要使用基于歐盟地區(qū)的服務(wù)器，該應(yīng)用程序?qū)⑹褂霉雀柙破脚_(tái)、Cloud SQL以及他們需要的所有其他輔助服務(wù)，其中包括表單、工件注冊(cè)表和計(jì)費(fèi)。這已經(jīng)表明，一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序可以開始引入一些其他間接服務(wù)。有一個(gè)GitHub存儲(chǔ)庫(kù)，其中包含設(shè)置SQL數(shù)據(jù)庫(kù)和表所需的所有代碼。

• 從一個(gè)用JavaScript編寫的強(qiáng)制性“hello world”應(yīng)用程序開始，它將“hello world”輸出到控制臺(tái)。
• 然后添加了Express JS，它在訪問特定端點(diǎn)時(shí)輸出“hello world”。
• 然后添加了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，在本例中為Cloud SQL，它從表中加載三行，并在加載端點(diǎn)時(shí)輸出這些行。它還在URL參數(shù)中檢查了正確設(shè)置的API密鑰。
• 最終添加了有意的處理復(fù)雜性，它采用大型for循環(huán)的形式。

(3) 應(yīng)用程序的影響

下圖顯示了結(jié)果，但這些值是在將它們與假設(shè)相乘之前。

應(yīng)用程序的碳影響

基本的hello world應(yīng)用程序的影響很小。在添加Express后，碳排放量會(huì)躍升。添加SQL時(shí)躍升得更高，而較大的for循環(huán)實(shí)際上添加得很少，這讓人感到驚訝。另一個(gè)令人驚訝的事情是，之后碳排放影響沒有下降到零，這可能是SQL服務(wù)在空閑時(shí)使用了資源。

在Cloud SQL方面，它是迄今為止最大的資源消耗者，約占總影響的98%。這不應(yīng)該讓人感到驚訝，但確實(shí)如此。該應(yīng)用程序沒有緩存或SQL優(yōu)化，但幾乎沒有做任何事情。

服務(wù)行業(yè)的碳影響

然后將測(cè)量值相乘，應(yīng)用程序在峰值運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生以下等效影響：

• 1架從倫敦到紐約的單程航班。
• 可以為14萬部署手機(jī)充電。
• 種植了十年的20株幼苗以減少碳排放。

這些數(shù)字聽起來并不高，但需要記住的是，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序。將它們乘以在那里運(yùn)行的大量應(yīng)用程序，就會(huì)開始看到事情是如何累積起來的。

能夠做些什么?

可以通過簡(jiǎn)化和思考低效的服務(wù)來提供幫助。

人們可能對(duì)可觀察性感興趣并且已經(jīng)在這樣做，并知道如何做到這一點(diǎn)，或者想學(xué)習(xí)如何做到這一點(diǎn)。可觀察性生態(tài)系統(tǒng)中的許多工具也有助于了解環(huán)境影響。效率低下的服務(wù)通常是造成更大影響的根源。

可以考慮為某些服務(wù)編譯代碼或使用編譯語言。如果還沒有這樣做，可以考慮更新可能包含內(nèi)存泄漏或效率提升的依賴項(xiàng)。

考慮直接影響或間接影響的應(yīng)用程序功能。幫助客戶簡(jiǎn)化他們存儲(chǔ)指標(biāo)的功能減少了各種開銷，同時(shí)也減少了對(duì)云計(jì)算服務(wù)的影響。

最后，定期對(duì)云資源進(jìn)行審計(jì)，并考慮使用自動(dòng)化工具來幫助解決這個(gè)問題。而不需要的資源除了浪費(fèi)資金之外，還會(huì)對(duì)環(huán)境帶來不利影響。

更廣泛的思考

并非所有云計(jì)算供應(yīng)商都是相同的，有些云計(jì)算供應(yīng)商更擅長(zhǎng)提供運(yùn)行更加綠色環(huán)保服務(wù)的工具和選項(xiàng)。同樣，一些數(shù)據(jù)中心所在的某些位置比其他數(shù)據(jù)中心更環(huán)保，并且具有更高的能源使用效率(PUE)。如果可以選擇，需要使用碳排放影響較小的數(shù)據(jù)中心。而位置對(duì)于效率的影響也很重要。使用更靠近用戶的數(shù)據(jù)中心可以減少在全球范圍內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的碳排放。同樣，使用位置良好的CDN不僅有助于提高用戶的應(yīng)用程序速度，而且由于傳輸時(shí)間和長(zhǎng)度更短，再次降低了影響。

令人驚喜的是，全球主要的三個(gè)云計(jì)算提供商現(xiàn)在都擁有可持續(xù)性工具。谷歌公司最近舉辦了一場(chǎng)關(guān)于可持續(xù)云計(jì)算的活動(dòng)。

不要忘記前端

前端是許多應(yīng)用程序的重要組成部分，并且希望已經(jīng)成為可觀察性堆棧的一部分，因?yàn)榍岸瞬粌H會(huì)影響企業(yè)的成本或環(huán)境，還會(huì)影響用戶的成本或環(huán)境。當(dāng)最終用戶在他們的機(jī)器上運(yùn)行前端代碼時(shí)，將前面提到的所有這些影響乘以一個(gè)難以定義的數(shù)量。這種性能影響會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生額外的影響。

幸運(yùn)的是，前端社區(qū)已經(jīng)在考慮這個(gè)問題，并且已經(jīng)有一段時(shí)間了。

向前看并且更廣泛地思考

有些國(guó)家和地區(qū)可能很快就會(huì)開始強(qiáng)制對(duì)網(wǎng)站和服務(wù)進(jìn)行碳排放影響的審計(jì)。審計(jì)可能會(huì)開始變得越來越普遍，就像軟件材料清單一樣。與許多監(jiān)管案例一樣，符合監(jiān)管的要求通常是值得的，甚至有助于影響監(jiān)管可能采取的形式。

企業(yè)可以向其供應(yīng)商索取影響報(bào)告，并將報(bào)告提供給客戶。它們表明企業(yè)關(guān)心超出其收入的事情，并且可以獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

可觀察性已經(jīng)提供了分析應(yīng)用程序影響所需的工具，現(xiàn)在可以構(gòu)建儀表板和其他監(jiān)控功能來開始監(jiān)控。