CloudLand 2023, Juni 2023, Sascha Böhme Die Cloud hat bereits heute einen größeren CO2-Fußabdruck als die Luftfahrtindustrie, mit steigender Digitalisierung und Cloudifizierung wird sich dieser Trend fortsetzen, wenn wir nichts dagegen unternehmen. Viele Kubernetes-basierte Installationen sind gemessen am eigentlich benötigten Ressourcen Bedarf stark überdimensioniert und tragen so unnötig zur globalen Erwärmung bei. Wie sieht die Energiebilanz Ihres Clusters und Workloads aus? In diesem Vortrag zeigen wir Ansätze und Technologien, die dabei helfen K8s-Cluster grün(er) zu machen. Zunächst braucht es Transparenz: Wie sieht die Energiebilanz des Clusters und seiner Workloads aus? Erst danach lassen sich diese gezielt auf ihre Energiesparsamkeit hin optimieren. Und das ist gar nicht so schwer, also packen wir es an!

1. qaware.de
Aus blau wird grün!
Ansätze und Technologien für
nachhaltige Kubernetes-Cluster
Sascha Böhme
sascha.boehme@qaware.de

2. 2

3. 3
Luftfahrt: 2%
Gebäude: 18% Viehzucht: 6%
Beton: 2%
IT: 4%
Treibhausgas-Emissionen weltweit
QAware

4. 4
Kohle
Öl
Gas
Kernkraft
Wasserkraft
Wind, Solar
Stromquellen weltweit
QAware

5. 5
Nachhaltigkeit

6. 6
IT
Nachhaltiger Einfluss auf andere Branchen
Eigenverbrauch von Ressourcen

7. 7
Nachhaltige Software
Konzeption, Implementierung und
Betrieb von Software
mit begrenztem Energieverbrauch und
minimaler Belastung der Umwelt

8. 8

9. 9
Notebook Kühlschrank
Nutzung
Herstellung
Entsorgung
Energieverbrauch
QAware

10. 10

11. 11
Notebook
Nutzung
Herstellung
Entsorgung
Energieverbrauch
QAware

12. 12
Energieausbeute
100 W
180 W
200 W
50% 100%
typischer Bereich
idealer Bereich
QAware

13. 13
QAware

14. 14
QAware
Kubernetes
Node 1 Node 2 Node 3

15. 15
Nur was man misst,
kann man verstehen
und verbessern.
QAware

16. 16
Optimierung nach Kosten
Kosten sind nicht notwendigerweise
proportional zu
Treibhausgas-Emissionen

17. 17
QAware
Metriken zur
CPU-/RAM-Nutzung
von Pods
Metriken zum
Energieverbrauch von
Nodes und Pods
Sammlung aller
Metriken, Anzeige via
Dashboards
Messen im Kubernetes-Cluster
Kubernetes Metrics Server
Kepler
Prometheus, Grafana

18. 18
Verbesserung erfolgt
kontinuierlich in kleinen
Schritten.
QAware

19. 19
QAware
Festlegen von benötigten Ressourcen
https://github.com/FairwindsOps/goldilocks
Festlegen von
Anforderungen und Limits
für CPU und RAM
realistische
Lasttests
Auswertung des
gemessenen
Ressourcenverbrauchs

20. 20
QAware
Auswählen von Nodes
AWS Graviton 2 ist bis zu 65% sparsamer
beim Energieverbrauch
AWS Graviton 2 ist bis zu 15% sparsamer
bei den Kosten

21. 21
Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit
reduzieren, z.B. weniger Replicas
nur zu Bürozeiten aktivieren
und sonst abschalten (~70% der Zeit)
QAware
DEV-Umgebungen einschränken

22. 22
QAware
Skalieren von Pods
Horizontal Pod
Autoscaler
Vertical Pod
Autoscaler
Event-driven
Autoscaling
mit KEDA
inklusive
Scale to Zero

23. 23
QAware
Skalieren von Nodes
Node 1 Node 2 Node 3
X
Node 4
● Cluster Autoscaler
● Karpenter (AWS)

24. 24
QAware
Unbenutzte Features,
Ressourcen und Komponenten
vermeiden oder abbauen
Sicherheitslücken
beheben
Komponenten
aktuell halten
Berechnungen in
“grünen”
Rechenzentren
ausführen
Berechnungen in
“grünen” Regionen
ausführen
Serverless via
Knative
Weitere Maßnahmen

25. 25
Und was nun?

26. Verbrauch
messen
26
Änderungen
umsetzen
Wissen
austauschen

27. 27
Nachhaltige
Kubernetes-Cluster