Green IT im Bistum Aachen

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Kaum ein EDV-Thema ist in den letzten rund drei Jahren stärker werbewirksam und zugleich umstritten thematisiert worden wie der Begriff „Green IT".

Hinter dem Begriff steht der sinnvolle Ansatz, die Nutzung der Informationstechnik (IT) über deren gesamten Lebenszyklus umwelt- und ressourcensparend zu gestalten.

Bedenkt man, dass zum einen nach Studien des Branchenverbandes Bitcom mittlerweile fast 2% des gesamten deutschen Energieverbrauchs oder rund zehn Terrawattstunden im Jahr 2008 durch die Nutzung der IT verbraucht werden und zum anderen die Nutzung der Informationstechnologie in den nächsten Jahren noch erheblich steigen wird, so ist dringender Handlungsbedarf gegeben.

Weltweit gehen Studien sogar davon aus, dass der CO2 Ausstoß durch die Nutzung der IT mittlerweile ungefähr dem CO2 Ausstoß des gesamten Luftverkehrs entspricht und dass bis 2013 der Stromverbrauch um weitere 50% steigen wird, wenn nicht entsprechende Maßnahmen getroffen werden.

Viele Firmen haben das Thema Green IT als sehr werbewirksames Produktmerkmal entdeckt. Neben zweifelsfrei sinnvollen Initiativen wie der Entwicklung besonders stromsparender Prozessoren, wird mit dem Begriff allerdings viel Reklame betrieben, so dass inzwischen die Wirkung der verschiedenen Green IT Initiativen in Frage gestellt wird, da die ungebremste Nutzung immer weiterer IT-Geräte alle Anstrengungen zu Nichte macht. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, dass die Ansprüche an die IT in Bezug auf Verfügbarkeit, Flexibilität und Performance immer weiter zunehmen. Kaum ein IT-Nutzer wäre bereit, größere Einschränkungen in Kauf zu nehmen.

Einer bistümlichen Verwaltung wie dem BGV Aachen ist die nachhaltige Nutzung aller Ressourcen ein besonderes Anliegen. Die Bewahrung der Schöpfung, die Reduzierung von Treibhausgasen und ein Beitrag zur Reduzierung der Klimaerwärmung im Rahmen des Möglichen ist ein zentraler Aspekt bei der Realisierung zeitgemäßer EDV-Lösungen, die auch im Bistum Aachen eine immer wichtigere Rolle spielen. Im Folgenden werden Maßnahmen und deren Umsetzung im BGV Aachen im Umfeld des Stichwortes „Green IT" vorgestellt.

Unabhängige Consultingunternehmen wie Gartner oder auch der IT-Branchenverband Bitkom sehen im wesentlichen einige wenige zentrale Maßnahmen, die zu einer Strom- bzw. Ressourceneinsparung führen können, und die in der folgenden Grafik zusammengefasst sind.

Grafik

Viele einzelne lokale Rechenzentren bzw. lokale IT-Installationen, führen im hohen Maße zu Ressourcenverschwendungen. Moderne Netzinfrastrukturen ermöglichen seit einigen Jahren eine performante Konsolidierung der Rechenzentren auf wenige, hoch effektive und energetisch effiziente Einheiten.

Das BGV Aachen hat daher vor einigen Jahren begonnen, alle lokalen IT-Installationen zu Gunsten einer zentralen IT, verteilt auf zwei redundante Rechenzentrumsräume, abzulösen. Dieser Prozess ist mittlerweile abgeschlossen. Des weiteren wurden viele IT-Dienste im Verbund mit anderen Bistümern in zentralen Großrechenzentren außerhalb Aachens gemeinschaftlich betrieben: Dies gilt z.B. für den Betrieb des zentralen Meldewesens, welches von zehn Bistümern im Rechenzentrum in Eichstätt erfolgt, oder für die zentrale Netzinfrastruktur und Firewallinstallation, welche ebenfalls in den Rechenzentren in Eichstätt und München mit sieben weiteren Bistümern betrieben werden. Ein eigener Betrieb wäre nicht effizient. Ähnliches gilt für weitere Dienste, wie den Internetbetrieb oder das Lohnabrechnungsprogramm.

Weitere Konsolidierungsüberlegungen werden in verschiedenen EDV-Runden überlegt, bedürfen aber einer langfristigen Planung.

Die ineffiziente Nutzung von Serverressourcen wird als eine der Hauptmöglichkeiten zur Stromeinsparung gesehen. Die meisten Server werden nur zu 10-15% ausgelastet und verbrauchen somit relativ viel ungenutzte Energie. Ferner müssen die Server zusätzlich gekühlt werden und verursachen somit in den Rechenzentren weiteren Stromverbrauch. Eine effizientere Nutzung wird als eine der Haupteinsparmöglichkeiten gesehen. Verschiedene Techniken hierzu haben sich in den letzten Jahren etabliert. Hier sei vor allem die Servervirtualisierung, die eng mit Firmen wie VMWare verknüpft ist, genannt. Diese Techniken wurden übrigens ursprünglich nicht aufgrund des Green IT Ansatzes entwickelt, spielen mittlerweile aber eine zentrale Rolle.

Mittels Servervirtualisierung ist es möglich, verschiedene „virtuelle", logisch voneinander unabhängige Serversysteme auf einer gemeinsamen Hardware zu betreiben. Das typische Einsparpotential liegt bei rund acht bis zehn virtuellen Systemen, die man gleichzeitig auf einer gemeinsamen Serverhardware betreiben kann. Stromeinsparungen von knapp 50% werden hierdurch erzielt, insbesondere wenn man moderne, stromsparende Mehrkernprozessoren verwendet.

Das Bistum Aachen setzt bereits seit einigen Jahren auf zentrale Virtualisierungslösungen, die mittlerweile von der Anwendung über die Servertechnik bis hin zu den Speichertechniken nahezu alle physikalischen Komponenten umfasst. Hierdurch ist es gelungen, die Anzahl der Serversysteme zu minimieren und den Auslastungsgrad je System auf über 50% zu erhöhen. Ein Austausch veralteter und stromintensiver Serverhardware auf immer weniger, dafür umso leistungsstärkere Systeme mit modernen, energiesparenden Prozessoren findet ebenfalls zyklisch statt.

Für einzelne Serversysteme, die sehr hohe Ressourcen benötigen und für die eine Virtualisierung nicht sinnvoll ist, werden im BGV Aachen sogenannte Bladesysteme eingesetzt, bei denen Netzteile etc. von den eigentlichen Systemen getrennt und zentral bereitgestellt werden. So kann immerhin auch hier ein Einspareffekt erzielt werden.

Ein positiver Nebeneffekt der Virtualisierungstechniken ist ferner, dass seit zwei Jahren im BGV eine Hochverfügbarkeitslösung der Firma VMWare zum Einsatz kommt, so dass selbst bei einem Ausfall eines einzelnen Servers die darauf laufenden Anwendungen ohne Eingriff automatisch auf einem anderen Server neu gestartet werden.

Das Einsparpotential in diesem Umfeld kann für das Bistum Aachen somit als zu 100% ausgeschöpft angesehen werden.

Analog zu den Serversystemen lassen sich auch die zentralen Platten- bzw. Speichersysteme virtualisieren. Da im Bistum mittlerweile fast 20 Terrabyte an Daten vorgehalten werden, muss eine umfangreiche Infrastruktur bereitgestellt werden. Auch diese kann über Virtualisierungstechniken effizienter und energetisch günstiger genutzt werden. Die Realisierung entsprechender Lösungen hat sich in der Vergangenheit allerdings als deutlich schwieriger herausgestellt und entsprechende leistungsfähige und kostengünstige Techniken sind erst seit wenigen Jahren am Markt.

Das BGV Aachen setzt daher seit Ende 2009 die Virtualisierungstechnik der Firma Datacore ein, die nunmehr erfolgreich produktiv im Einsatz ist.

Neben der Serverkonsolidierung wird von einigen Studien die Optimierung der Kühlung in den Rechenzentren als zweite, große Möglichkeit zur Stromeinsparung gesehen .

Das BGV hat daher im Jahre 2009 ein Ausschreibungsverfahren gestartet, in dem eine kompetente Fachfirma gesucht wurde, die auch unter energetischen Aspekten die vorhandenen Rechenzentrumsräume modernisieren soll. Mit den entsprechenden Umbaumaßnahmen ist bis Ende April 2011 zu rechnen. Hierdurch wird eine moderne Kühlung mit getrennten Warm-/Kaltgängen und die Nutzung freier Außenkühlung realisiert werden. Ferner werden auch die Stromzuführungen der zentralen IT-Komponenten erneuert und somit auf den neuesten Stand der Technik gehoben.

Der Umbau ist soweit fertig (siehe hierzu auch unter Nachrichten: "Ein Haus im Haus")

5.1 Virtualisierung von Anwendungen und Nutzung von ThinClients

Statt PC oder Laptops können sehr sparsame ThinClients eingesetzt werden. ThinClients verfügen nicht über Platten oder Lüfter und sind somit nicht nur wesentlich energieärmer im Einsatz, sondern Sie kosten deutlich weniger in der Anschaffung und verfügen über eine höhere Lebensdauer. Eine Einschränkung ist jedoch, dass ThinClients nur im Rechenzentrum betriebene Anwendungen bereitstellen. Lokale Installationen sind nicht möglich, Anbindung lokaler Geräte wie CD-Laufwerke und USB-Sticks sind nur begrenzt möglich und oftmals in der Bedienung wenig komfortabel. Da allerdings im BGV nahezu alle Anwendungen „virtuell" über die Citrix-Presentation-Server-Technik (Citrix Terminalserver) bereitgestellt werden, ist ein Einsatz möglich und deutlich ausbaufähig. Diese Technik wurde in den letzten Jahren mangels Akzeptanz der Nutzer nicht weiter vorangetrieben. Der Zeitpunkt für ein Umdenken ist nun mehr als reif.

5.2 Vermehrte Nutzung zentraler Drucker

Dezentrale Einzelplatzdrucker benötigen erheblich mehr Energie gegenüber zentralen Etagendruckern und stehen in keiner Relation zu den Kosten. Leider wird von der Möglichkeit des 'geplanten Druckens', d.h., dass die Druckaufträge gesammelt, und erst zum gewünschten Zeitpunkt abgesetzt werden, nur wenig Gebrauch gemacht.

Generell ist die Nutzung von kleinen Einzelplatzdruckern im BGV noch erheblich und somit zu hoch. Vorrangig gilt es immer noch als komfortabler, einen eigenen Bürodrucker zu nutzen, da dies auf den ersten Blick als zeitsparender gesehen wird.

Als erstes sollte generell überlegt werden, ob und welche elektronischen Dokumente überhaupt ausgedruckt werden müssen, da Ausdrucke nicht nur Strom, sondern auch Papier und Toner verbrauchen. Des weiteren sollte man sich die Frage stellen, ob nicht durch entsprechende Arbeitsorganisation, z.B. der 'geplante Druck', die Nutzung eines zentralen Systems ausreichend ist.

Hierzu ist ebenfalls eine Bewußtseinsänderung und somit Akzeptanz aller Nutzer wichtig. Vorgaben seitens der EDV helfen wenig.

Dr. Frank Dillmann, Leiter der Abteilung 4.4 - Informations- und Kommunikationstechnologie (c) Bistum Aachen - Andreas Steindl
Dr. Frank Dillmann, Leiter der Abteilung 4.4 - Informations- und Kommunikationstechnologie

Die wesentlichen Aspekte, die zur Energieeinsparung im IT Umfeld möglich sind, wurden seitens der EDV-Abteilung durch Nutzung ressourcensparender Maßnahmen vorangetrieben und bereits in weiten Teilen umgesetzt. Durch die Umsetzung der obenstehenden Maßnahmen ist zu erwarten, dass der Stromverbrauch ab 2011 gegenüber den Jahren 2008 bzw. 2009 konstant bleiben oder sogar weiter sinken wird, trotz zu erwartender, deutlicher Zunahme der Nutzungsintensität sowie ansteigender Nutzerzahlen.

Es gibt aber noch mindestens zwei weitere Felder, die zu einer nachhaltigen Ressourceneinsparung beitragen können. Dies wären wie unter 5.1 genannt, der Einsatz von ThinClients und unter 5.2 beschrieben, die konsequente Reduzierung der Einzelplatzdrucker. Hierbei ist aber eine erhebliche Änderung der IT-Nutzung notwendig. Dies liegt nicht im alleinigen Verantwortungsbereich der IT, sondern setzt eine Bewußtseinsänderung und Akzeptanz aller IT-Nutzer, im Sinne der Bewahrung der Schöpfung voraus.