科技部補助專題研究計畫成果報告...

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科技部補助專題研究計畫成果報告 期末報告 建置典範校園綠能機房及雲端化運算管理之研究(3/3) 計 畫 類 別 : 個別型計畫 MOST 106-3113-E-006-001- 執 行 期 間 : 106年01月01日至106年12月31日 執 行 單 位 : 國立成功大學計算機與網路中心 計 畫 主 持 人 : 蔣榮先 共 同 主 持 人 : 王士豪 計畫參與人員: 學士級-專任助理:邱筠雁 學士級-專任助理:宋奇叡 學士級-專任助理:蔡奕劦 學士級-專任助理:李學朋 碩士班研究生-兼任助理:劉曉筠 碩士班研究生-兼任助理:鄭詠恆 碩士班研究生-兼任助理:劉宸睿 碩士班研究生-兼任助理:吳權展 107 03 30

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  • 科技部補助專題研究計畫成果報告

    期末報告

    建置典範校園綠能機房及雲端化運算管理之研究(3/3)

    計 畫 類 別 : 個別型計畫

    計 畫 編 號 : MOST 106-3113-E-006-001-

    執 行 期 間 : 106年01月01日至106年12月31日

    執 行 單 位 : 國立成功大學計算機與網路中心

    計畫主持人: 蔣榮先

    共同主持人: 王士豪

    計畫參與人員: 學士級-專任助理:邱筠雁學士級-專任助理:宋奇叡學士級-專任助理:蔡奕劦學士級-專任助理:李學朋碩士班研究生-兼任助理:劉曉筠碩士班研究生-兼任助理:鄭詠恆碩士班研究生-兼任助理:劉宸睿碩士班研究生-兼任助理:吳權展

    中 華 民 國 107 年 03 月 30 日

  • 中 文 摘 要 : 本計畫將配合國家節能政策以校園資訊機房之節能減碳為目標,分別探討典範綠色機房之建置方式與校園主機雲端化之策略,並以位於教育雲國家南部資料中心之成功大學計算機與網路中心機房為實作示範地點,以評估校園綠色機房與雲端化之效益。為瞭解現有校園資訊機房之耗能情形,本計畫將針對機房各類設備進行全面耗能量測,包括:大型主機、伺服器、網路設備、空調、照明、不斷電系統、電力轉換等。透過長時間之量測與分析,研擬耗能改善計畫,並於示範機房實地施作,以對照改善前後之能源使用效率。為推廣集中化雲端計算虛擬主機在節能與管理上之優勢,本計畫將以成功大學近幾年推動雲端計算之經驗為實例,分析雲端設備之建置與維運成本,並與傳統主機建置方式比較,提供並推廣校園雲端服務永續經營參考模式。本計畫研究期程三年,預期主要研究成果包括:校園典範綠色機房之建置模式與指標、現有老舊機房之節能改善措施、校園雲端計算之管理與推廣策略等。計畫期間將透過研討會與實地觀摩,將研究成果推廣至全國各級學校,以擴大節能減碳之實效,並提供政府重要決策參考。

    中文關鍵詞: 綠能機房、雲端運算、校園節能

    英 文 摘 要 : In this project, we are developing green computinginitiatives and promoting cloud-based computing data centerinfrastructures in NCKU to reduce the environmental impactof our IT operation.In order to monitor the energy efficiency of the computercenter, we rebuild up our data center as example and cloudcomputing service in the South Internet Data Center(IDC) ofNational Education Cloud located in the NCKU’s ComputerCenter.In this project, we are developing our strategic plan andincentive regulation to minimize the environmental impactof the cloud computing services for extension in moreuniversity campuses. Based on the 3-year NEP project supports we will be ableto build up landmark for green computing center and toprovide more energy efficiency services in campus cloudcomputing, and hopefully this new pioneer project will opena new green window and successful energy saving story forTaiwan.

    英文關鍵詞: Green computer center, Cloud computing, Campus energysaving

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    科技部補助專題研究計畫成果報告

    (□期中進度報告/■期末報告)

    (計畫名稱)建置典範校園綠能機房及雲端化運算管理之研究(3/3)

    計畫類別:■個別型計畫 □整合型計畫

    計畫編號:MOST 106-3113-E-006-001 - 執行期間:106 年 1 月 1 日至 106 年 12 月 31 日

    執行機構及系所:國立成功大學資訊工程學系

    計畫主持人:蔣榮先

    共同主持人:王士豪

    計畫參與人員:宋奇叡、邱筠雁、蔡奕劦、李學朋、劉曉筠、鄭詠恆、劉宸睿、

    吳權展

    本計畫除繳交成果報告外,另含下列出國報告,共 0 份:

    □執行國際合作與移地研究心得報告

    □出席國際學術會議心得報告

    □出國參訪及考察心得報告

    中 華 民 國 107 年 3 月 28 日

    附件一

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    目錄 中文摘要........................................................................................................................ 3 

    Abstract .......................................................................................................................... 4 

    壹  前言.................................................................................................................... 5 

    貳  研究目的............................................................................................................ 6 

    參  研究方法............................................................................................................ 7 

    一  機房節能改善規劃............................................................................ 7 

    二  校園機房伺服器集中雲端化營運推廣............................................ 9 

    三  雲端電腦教室教學推廣.................................................................. 11 

    肆  結果與討論...................................................................................................... 14 

    一  機房節能改善規劃.......................................................................... 14 

    二  校園機房伺服器集中雲端化營運推廣.......................................... 15 

    三  雲端電腦教學教室推廣.................................................................. 15 

    伍  參考文獻.......................................................................................................... 19 

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    中文摘要 本計畫將配合國家節能政策以校園資訊機房之節能減碳為目標,分別探討典

    範綠色機房之建置方式與校園主機雲端化之策略,並以位於教育雲國家南部資料

    中心之成功大學計算機與網路中心機房為實作示範地點,以評估校園綠色機房與

    雲端化之效益。

    為瞭解現有校園資訊機房之耗能情形,本計畫將針對機房各類設備進行全面

    耗能量測,包括:大型主機、伺服器、網路設備、空調、照明、不斷電系統、電

    力轉換等。透過長時間之量測與分析,研擬耗能改善計畫,並於示範機房實地施

    作,以對照改善前後之能源使用效率。

    為推廣集中化雲端計算虛擬主機在節能與管理上之優勢,本計畫將以成功大

    學近幾年推動雲端計算之經驗為實例,分析雲端設備之建置與維運成本,並與傳

    統主機建置方式比較,提供並推廣校園雲端服務永續經營參考模式。

    本計畫研究期程三年,預期主要研究成果包括:校園典範綠色機房之建置模

    式與指標、現有老舊機房之節能改善措施、校園雲端計算之管理與推廣策略等。

    計畫期間將透過研討會與實地觀摩,將研究成果推廣至全國各級學校,以擴大節

    能減碳之實效,並提供政府重要決策參考。

    關鍵字:綠能機房、雲端運算、校園節能

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    Abstract In this project, we are developing green computing initiatives and promoting

    cloud-based computing data center infrastructures in NCKU to reduce the

    environmental impact of our IT operation.

    In order to monitor the energy efficiency of the computer center, we rebuild up

    our data center as example and cloud computing service in the South Internet Data

    Center(IDC) of National Education Cloud located in the NCKU’s Computer Center.

    In this project, we are developing our strategic plan and incentive regulation to

    minimize the environmental impact of the cloud computing services for extension in

    more university campuses.

    Based on the 3-year NEP project supports we will be able to build up landmark

    for green computing center and to provide more energy efficiency services in campus

    cloud computing, and hopefully this new pioneer project will open a new green

    window and successful energy saving story for Taiwan.

    Keyword: Green computer center, Cloud computing, Campus energy saving

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    壹 前言

    近年來全球暖化的問題一直是眾所矚目的議題,其中自工業革命開始大量燃

    燒化石燃料產生溫室氣體排放(Oreskes, 2005),一直被認為是主因;因此聯合國

    於 1997 年 12 月簽訂了京都議定書(UNFCCC,1997),藉以抑制工業國家溫室氣

    體排放量,並於 2005 年 2 月正式生效。因應此一世界趨勢,我國政府亦於 1998

    年 5 月召開全國能源會議,研訂能源政策(經濟部, 1998),並核定國家綠能低碳

    總實行方案(行政院, 2014)。

    行政院於 2012 年 11 月核定「雲端運算應用與產業發展方案」,提出五大發

    展策略,分別是「推動民眾有感應用」、「奠定系統軟體基礎」、「發揮綠色節能效

    率」、「落實雲端基礎建設」、「建構創新應用之開發能量」,其中發揮綠色節能效

    率,旨在推動我國資料中心提升能源效率,發揮雲端運算規模經濟優勢,藉系統

    整併於雲端環境來降低我國整體資訊系統之耗能。根據 Gartner 2007 年報告,估

    計全球 IT (Information Technology)產業二氧化碳排放量約占全球總排放量 2%

    (Gartner, 2007)。

    近年來節能減碳觀念興起以及高電價時代來臨,不論政府機關或民間企業的

    資訊部門已開始思考如何提升機房能源使用效率。而雲端虛擬化技術興起,可以

    讓伺服器一機多用,有效減少機房的建置成本與電力消耗,同時達到節能減碳的

    目的。

    此外,資訊產業已經從個人電腦時代邁向由虛擬主機建構的雲端運算時代。

    根據資策會產業情報研究所預估,全球雲端服務市場到 2016 年將可達 445 億美

    元,年成長率 22.6%(MIC, 2013)。雲端運算架構也一直是這幾年 Gartner 的 10 大

    戰略技術趨勢之一(Gartner, 2014)。我國一直是個人電腦製造大國,也需重新思

    考產業變化,運用現有硬體製造優勢提升競爭優勢,因此行政院於 2010 年核定

    雲端運算產業發展方案,並於 2012 年調整為雲端運算應用與產業發展方案。由

    此可見,雲端運算已成為提升國家及企業競爭力的重要方向。

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    貳 研究目的

    目前已有許多單位的資訊部門已建置或即將建置雲端計算系統,但卻可能面

    對同一個問題:雲端計算的投資效益如何?因此,本計畫將針對此問題,分別就

    建置雲端系統的軟硬體成本、機房空間、設備有效利用率等因素進行分析,同時

    透過長期耗能量測數據分析其節能效益,提供各單位將分散各地的主機雲端化與

    集中管理之決策參考。

    另外,由於臺灣能源高達 99%以上仰賴進口,其中進口石油依存度更高達

    99.98% 經濟部能源局,2014)。除石油以外的能源,依據經濟部能源局臺灣能源

    統計手冊資料,我國太陽能與風力發電量已由 2001 年之 1.2(千公秉油當量) 提

    高至 2013 年之 112.8(千公秉油當量)(經濟部能源局,台灣能源統計手冊,2013)。

    行政院能源委員會亦已制定相關推廣政策,如「十萬戶陽光屋頂計畫」,鼓勵民

    間於屋頂裝置太陽能發電。因此,除了探討資訊機房如何節能減碳,本計畫亦將

    評估相關應用於校園資訊機房是否可能帶來效益。

    基於綠能的概念,本校除了考量將各應用系統雲端化之外,並同時將機房予

    以綠能化,藉以提高本校之競爭力並降低機房維運之成本。根據美國能源局(EPA)

    於 2009 年針對一百多個資訊機房進行的 統計分析,能源使用效率(PUE)值於平

    均為 1.91,而到 2011 年由 Uptime Institute 根據 500 個資料中心 所測量平均

    為 1.8。而國內機房平均則高於 1.9(台灣綠色生產力基金會,2010)。而本校未改

    善前約為 2.5~2.7,顯然有相當大的改善空間,因此期望本校可藉由國際技術、

    規劃方式及相關規範標準,將 PUE 由原本之 2.6 降至 1.9 以下,甚至達到 1.7

    之標準,每年可減少 70 萬~100 萬度之電力,以達節能減碳的目標。

    本計畫之目標將於成功大學計網中心以現有集中機房為基礎擴建並建構一

    個雲端綠能機房,成為各種雲端服務之供應端,提供各種應用服務系統運作之平

    台,同時也是一個極致優化之綠能機房。

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    參 研究方法

    本計畫之最終目標為將成功大學計網中心以現有集中機房為基礎擴建並建

    構雲端綠能機房,成為各種雲端服務之供應端,提供各種應用服務系統運作之平

    台,同時也是一個極致優化之綠能機房。以下將詳述本計畫規劃之三大面向:

    一 機房節能改善規劃

    為響應政府節能減碳之政策,除以提升資訊系統效能外並將降低能源耗損,

    以教育部資科司及民間 IT 業者之綠色機房為標竿,擬建構一綠能機房,將以高

    管理度、模組化、整合化、高效節能化、及高可靠度等五大價值目標,從電力系

    統、機櫃配置、空調管理、環境控制等四大領域改善,成為新世代的綠能機房之

    典範,並可供其他學校做為參考。以下為規劃內容:

    1. 建構冷熱通道

    透過冷熱通道的建置,將冷熱氣流分離與密閉,減少氣流混亂現象。因原先

    機房機櫃設置時,未充分考量散熱問題,機櫃採面對背方式擺設,前方機櫃之設

    備排出熱量就由後方機櫃所吸入,導致後方機櫃進氣口溫度過高,且機櫃採開放

    式結構,也易產生混風效應,影響散熱效率,造成空調系統耗能嚴重。因此將重

    新規劃導入冷熱氣流分離概念,建立冷熱通道,並輔以高密度模組化機櫃,依應

    用分區規劃,引進機櫃式空調冷卻系統,縮短氣流長度,提升冷卻效率。並同時

    加強機房建築隔熱,減少如西曬等因素,降低機房建築熱量。

  • 8

    圖一 雲端機房冷熱通道

    2. 空調系統

    原有之機房空調係氣冷式空調主機。空調室內機為上出風/下回風之系統,

    冷熱風的循環無法建立冷熱通道之循環模式。因此,將以管理氣流、就近製冷、

    動態調節出風等方式,配合高密度機櫃建置,推動高效能空調規劃,採用機櫃式

    空調冷卻系統,縮減氣流長度,提升冷卻效率。以高 EER 值之較大型之變頻式

    冰水主機,改善原有需將八台氣冷式空調機同時運轉之高耗能狀況。同時導入可

    變風量系統(VAV),藉由供風量來控制機房溫度,而非供風出口的溫度所控制,

    以達節能之目標。

    3. 電力系統

    不斷電系統(UPS)的轉換損耗亦是機房重要能耗之一,本校原採並聯方式,

    雖維護容易,但其轉換效率不佳,且半載時效率更低,因此改採高轉換效能之

    UPS 也是重要節能方向。目前本校機房 UPS 負載約為 36%及 42%,而轉換損耗

    約為 20%~25%。而改採用機櫃式模組化 UPS,不但可提高負載率,進而提升轉

    換效率至 90%以上,並可因模組化設計,亦可減少 UPS 電池之更換數量。

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    4. 效能監控與分析

    為了確保目標可落實,除了從電力、空調等多管齊下外,另一方面藉由環境

    監測器,配合本中心於 2013 年與工研院合作之既有 InfraSuite Manager 電力監

    控系統為基礎加強模組進而作為本中心環境管控系統,建立雲端監控中心,作為

    即時環境監控,電力管控,空調管控,能耗分析,事件紀錄追蹤與分析,進而了

    解各項能耗計算,以向極致機房優化邁進。

    圖二 雲端監控中心

    二 校園機房伺服器集中雲端化營運推廣

    美國國家標準與技術研究院(NIST)將雲端服務定義為三種模式,分別為

    基礎架構即服務(IaaS)、平台即服務(PaaS)以及軟體即服務(SaaS)。其中 IaaS

    是最底層的服務,其定義是提供虛擬化後的硬體資源給使用者,包括運算、儲存、

    網路…等,且進行虛擬化可以整合機房資源,節省 IT 支出。由於機關學校在進

    行雲端建置時,成本還是最大的考量因素,而 IaaS 服務能節省可觀的硬體費用

  • 10

    支出同時兼顧節能,故目前國內機關學校的雲端建置均以 IaaS 為優先考量。

    目前全國各大學都陸續在發展校園雲端系統,成大自 2006 年起即開始規劃

    雲端基礎建設,爾後逐年建置,在 2011 年將雲端虛擬化系統正式上線,同時採

    收費機制,成為國內大學第一個收費的雲端計算服務,具備雲端服務營運實務經

    驗。由於成大雲端基礎建設已有一定規模,同時具備營運收費機制,本研究計畫

    即以成大及台南區網中心為部署及實施對象,探討雲端設備投入成本與節能、設

    備有效利用率之間的關係以及其營運策略。以下為本校推廣方案:

    1. 行政及教學單位優惠方案

    為推廣雲端虛擬主機,讓更多單位與研究人員可以體驗雲端服務,本中心擬

    推出雲端虛擬主機推廣期間優惠方案(限量 100 台),以優惠價格降低入門門檻,

    讓有需要使用雲端主機之單位及研究人員可以減輕負擔,同時體驗雲端服務帶來

    的好處。收費策略如下:

    (1) 本校已於 99 年 11 月 24 第 162 次行政會議通過「國立成功大學雲端計算

    服務管理要點」,依該要點第四點規定,以使用者付費為原則,故推廣期

    間不提供免費方案。

    (2) 推廣期間限量 100 台雲端虛擬主機(以公告後新用戶計算),最長租約為

    二年。

    (3) 推廣期間照原價打8折計費,申請超過 365天之租用者進階為長期客戶,

    打 5 折計費,定價策略請參閱表一說明。

    (4) 目前已與中心簽約之客戶,自優惠辦法公告之日起,剩餘租用天數以優

    惠辦法計算後展期(剩餘天數不足 365 天以 8 折計算,超過 365 天以 5 折

    計算)。

    (5) 目前已與中心簽約之客戶,若現行收費已有優惠,但仍高於本案優惠價,

    自優惠辦法公告之日起,剩餘租用天數以優惠辦法計算後展期;若收費

    低於本案優惠價,則不再作優惠。

    (6) 單一虛擬主機規格上限為: 16CPU、32GB RAM、500GB HD 。

  • 11

    (7) 若推廣期間之虛擬機租用數量或所申請之資源總量已超過本中心可負荷

    之承載量,本中心保有不接單之權利。

    2. 科技部計畫優惠方案

    (1) 計網中心為協助教師執行科技部計畫,擬提供 50 台雲端虛擬主機供教師

    免費申請使用,一個科技部計畫憑計畫核定清單可以免費申請一台雲端

    虛擬主機(虛擬主機規格:2CPU、8GB RAM、200GB HD),額滿為止。

    (2) 若需額外增加規格,依國立成功大學雲端計算服務管理要點及雲端優惠

    方案計價收費。

    表一 雲端收費對照表

    方案 CPU RAM 原收費

    折扣後收費(元) / 天

    租期不足

    365 天

    租期超過

    365 天

    A 2 2GB 100 元 80 元 50 元

    B 4 4GB 120 元 96 元 60 元

    增購儲存空間 每增加 100GB 10 元 8 元 5 元

    增購 CPU 每增加 2 核心 10 元 8 元 5 元

    增購記憶體 每增加 2GB 10 元 8 元 5 元

    三 雲端電腦教室教學推廣

    以雲端桌面虛擬化技術(Virtual Desktop Infra- structure, VDI)為基礎,提供

    本校及鄰近學校雲端電腦教室。使用雲端虛擬桌面與電腦教室整合,可減少電腦

    因效能不足而遭到淘汰的數量,解決傳統電腦教室個人電腦汰換與維護之高昂成

    本,同時提供彈性資源分配及快速教學環境佈署方式。

    本計畫原定第三年規劃加強推廣雲端教學教室建置與服務政策之制定,雲端

    設備架構與服務皆已於 105 年度建置完畢,故第三年度計畫為追加更多合作單位,

    拓展雲端服務廣度。將服務範圍除了提供服務給一般中小學校外,並納入了台南

    市立圖書館,將圖書館公用電腦系統利用虛擬桌面技術,取代原本實體主機架構,

  • 12

    以達成節省大量人力管理成本及節能減碳。

    計畫途中有幸與與成功大學人社中心遠距學伴教學計劃合作,將雲端桌面服

    務應用於遠距學伴計畫合作單位之電腦教室,提升教學品質及網路連線。將合作

    單位硬體效能不佳的電腦轉為雲端桌面服務,不僅減少第一線人員遇到設備問題

    時還要花費時間排除,亦可讓電腦教室負責人集中化管理降低維護時間與成本。

    執行內容如下:

    1. 台南區網管理會

    舉辦台南區網管理會,邀請多數台南區高中、國中學校之網路管理老師過來

    本校參與,本中心利用會中時間,簡單宣導本校雲端桌面服務,並傳達使用雲端

    桌面服務之優點,讓有需求之單位,可以利用計畫期間,作測試使用。

    圖四 台南區網管理會說明雲端服務

    2. 綠能科技聯合研究聯盟

    本中心參與綠能科技聯合研究聯盟,於會中展示本中心綠能機房成果及雲端

    桌面使用推廣,使各與會人員了解並對於雲端桌面使用有更進一步認知。

  • 13

    3. 雲端桌面服務管理辦法

    為了本計畫之雲端服務能達成永續經營目標,制訂完善之雲端桌面服務管理

    辦法,並參照業界之標準訂定收費準則,如圖五所示。

    圖五 雲端服務管理辦法與申請表

    4. 行動化軟體雲服務

    為達成行動研究、行動辦公等目標,建置成大軟體雲並與雲端桌面結合,大

    幅提升使用上的方便性,並達成節省資源之效,如圖六所示。

    圖六 軟體雲之行動分析

  • 14

    肆 結果與討論

    本計畫三年期之整體執行成果如下:

    一 機房節能改善規劃

    在本年度 2 月份時,已完成機房不斷電系統施工,機房設備與不斷電系統整

    合完畢,接著將不斷電系統與環控系統整合,即可在環控系統上得知目前機房之

    PUE 值。預計將持續改善機房冷熱通道與空調系統,降低不必要之能源耗損。

    整體執行結果與效益如下:

    1. 改善綠能機房,規劃雲端叢集之冷熱通道,同時改善電力系統與空調系統。

    整體改善完成後,每年減少約 381,600kgCO2e。

    2. 機房全面節能改善後 PUE 降至 1.8,每月可減少 20%總電力支出。

    3. 建立雲端智慧能源管理系統,可即時掌握機房耗能、溫度、濕度、PUE

    值等資訊,如圖七所示。

    圖七 智慧能源管理系統

  • 15

    二 校園機房伺服器集中雲端化營運推廣

    本中心計畫內機房集中雲端化之成果如下:

    1. 本校雲端計算服務建置刀鋒伺服器 5 部,共 40 個 Blade,運行中之虛擬主機

    共 333 部,其中 E-Mail 系統 32 部,校務行政各系統共 158 部,租借使用 143

    部。

    2. 傳統建置 333 台伺服器所需空間約 16 座機櫃(機櫃建置成本每座大約為 9

    萬元),本校建置雲端系統使用 5 座機櫃,節省 69%機櫃成本以及機櫃空間。

    3. 參考 103 年共同供應契約電腦及伺服器-第四組第 36 項次(Intel Xeon

    2.0GHz 2 顆,8GB 記憶體,260GB 硬碟 4 顆),伺服器價格為 161,940 元,

    本校平均一台虛擬機成本約 39,761,可節省 76%的費用。

    4. 自計畫執行以來,雲端主機租用累計收入約 410 萬元。

    三 雲端電腦教學教室推廣

    本中心持續推廣雲端虛擬桌面服務,推動建立成大雲端教室,提供給有需要

    的教師及同學申請,供其教學或研究使用。除了校內的部份會持續推廣外,也推

    廣給更多其他校外伙伴單位使用成大雲端桌面服務。除了與南區各學校單位連絡

    接洽外,也在本年度參加相關的研討會,在會議中推廣本服務計畫,讓更多夥伴

    單位了解雲端服務概念,評估其需求面向及使用意願。同時制定雲端桌面相關的

    申請與管理機制,以最優惠之價格讓校內、外單位租用系統,以提高雲端設備使

    用率。

    後期與成功大學人文社會科學中心、外國語文學系、國際扶輪社合作,將合

    作單位之電腦教室雲端化。本單位提供雲端桌面服務在遠距教學上保有穩定連線

    品質及作業環境,國際扶輪社將 Adobe Connect 遠距教學伺服器建置在成大教育

    雲環境,讓大小學伴在平台上進行教學。為了瞭解合作單位之電腦效能及網路狀

    況,分為校外、內兩組登入共同 Adobe Connect 平台進行測試,以此來檢視硬體

    效能與網路是否穩定順暢。經過以上測試,校外各單位因電腦設備及網路架構皆

  • 16

    不盡相同,建議混合使用依據目前電腦與網路狀況選擇本機端或雲端桌面進行教

    學,讓雙方在教學上有更大的彈性。

    國際扶輪社亦向教育部資訊及科技教育司申請將系統建置在成功大學教育

    雲。讓大小學伴在課程中有更好的教學品質及網路環境。

    圖八 遠距學伴教學現場

    目前服務已推廣對象,如表二所示(截至 106 年度 12 月雲的服務情形):

    表二 雲端桌面服務資源分配表

    學校 雲端桌

    面數 vCPU  vCore  vRAM 

    系統儲存 

    (OS) 資料儲存 

    (Data) 

    台南高工  150  150 300 Core 

    (2 Core /台) 600 GB   

    (4 GB /台) 7,500 GB 

    (50 GB /台) 7,500 GB 

    (50 GB /台) 

    新化高工  60  120 240 Core   

    (4 Core /台) 480 GB   

    (8 GB /台) 3,000 GB 

    (50 GB /台) 3,000 GB 

    (50 GB /台) 

    金城國中  100  100 200 Core 

    (2 Core/台) 400 GB 

    (4 GB /台) 10,000 GB 

    (100 GB/台) 10,000 GB 

    (100 GB/台)

    台南市立

    圖書館 15  15 

    30 Core 

    (2 Core/台) 60 GB 

    (4 GB/台) 1,500 GB 

    (100 GB/台) 1,500 GB 

    (100 GB/台)

  • 17

    成功大學

    201教室 100  100 

    400 Core 

    (4 Core/台) 800 GB 

    (8 GB/台) 5,000 GB 

    (50 GB/台) 5,000 GB 

    (50 GB/台) 

    家齊高中  100  100 200 Core 

    (2 Core/台) 400 GB 

    (4 GB /台) 5,000 GB 

    (50 GB/台) ‐ 

    新豐高中  50  50 100 Core 

    (2 Core/台) 200 GB 

    (4 GB /台) 2,500 GB 

    (50 GB/台) ‐ 

    成功大學

    交管系 60  60 

    120 Core 

    (2 Core/台) 240 GB 

    (4 GB /台) 3,000 GB 

    (50 GB/台) ‐ 

    成功大學

    外文系 31  31 

    62 Core 

    (2 Core/台) 248 GB 

    (4 GB /台) 3,100 GB 

    (100 GB/台) ‐ 

    成功大學

    圖書館 17  17 

    34 Core 

    (2 Core/台) 68 GB 

    (4 GB /台) 1,700 GB 

    (100 GB/台) ‐ 

    左鎮國中  10  10 20 Core 

    (2 Core/台) 40 GB 

    (4 GB /台) 1,000 GB 

    (100 GB/台) ‐ 

    後營國小  10  10 20 Core 

    (2 Core/台) 40 GB 

    (4 GB /台) 1,000 GB 

    (100 GB/台) ‐ 

    南化國小  11  11 22 Core 

    (2 Core/台) 44 GB 

    (4 GB /台) 1,100 GB 

    (100 GB/台) ‐ 

    岡林教會  17  17 34 Core 

    (2 Core/台) 68 GB 

    (4 GB /台) 1,700 GB 

    (100 GB/台) ‐ 

    雲端桌面 

    資源總計 731  731  1,782 Core  3,564 GB  47,100 GB  27,000 GB 

    整體而言,計畫執行面向皆有相當成效。然而因預算無法ㄧ次到位,在機房

    基礎建設上採分階段逐步進行更新,且為維持所有服務 0 中斷,故在規劃設計上

  • 18

    難度提高許多,無法如建置全新綠能機房般,將所有能耗相關機制做到最完美階

    段;然本中心仍在既有環境的限制下規劃出盡可能的改善設計,並維持所有服務

    之運行,最終仍達成大幅降低能源使用的目標並同時兼顧可靠度及安全性。後續

    希望能足夠資源將機房基礎建設達到最高標準。

    另,在雲端服務測試期間,因系統需建立雲端桌面之模版,在建立過程當中

    要與外單位之核心系統連接,發生該系統無法與 VDI 主機連線之狀況。在來回

    測試後查明原因為本校與外單位線路去回不同路導致,造成連線異常狀況;因學

    校單位之網路服務架構與外單位網路環境未必一致,未來推廣雲端服務時,須更

    加慎重考量線路架構之相關議題。

    本中心已於 107 年度與人社中心合作申請教育部 107 年數位學伴計畫,前進

    偏鄉第一線,協助教學端大學伴與學習端小學伴進行課後學習,尋找與連結可用

    教學資源,作為後勤支援。透過雲端桌面建構遠距教學平台,促進大學課程、志

    願服務與在地社區的連結,並進一步推動大學社會責任的實踐,彌補偏鄉教育資

    源不均的問題。未來亦將同時持續收集雲端服務在偏鄉社區機構與各學校的使用

    狀況,探索相關資源於偏鄉提供支援與協助的可能性。

  • 19

    伍 參考文獻

    1. Gartner (2014).

    http://www.gartner.com/technology/research/top-10-technology-trends/ ( 檢索

    日期:2014/9/5)

    2. Gartner, Inc (2007). Gartner Estimates ICT Industry Accounts for 2 Percent of

    Global CO2 Emissions.http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=503867

    3. Oreskes, N. (2004). Beyond the ivory tower: The scientific consensus on

    climate change‟, Science, Vol. 306,pp. 1686.

    4. UNFCCC (1997). Kyoto Protocol to the United Nations Framework

    Convention on Climate Change(UNFCCC), FCCC/CP/1997/L.7/Add.1, Bonn.

    5. 經濟部能源局 (1998). 87 年全國能源會議大會資料, 87 年全國能源會議,

    台北.

    6. 經濟部能源局 (2006)台灣能源統計手冊

    7. 經濟部能源局 (2010). 國家節能減碳總行動方案, 台北.

    8. 資策會產業情報研究所 (2013).

    http://mic.iii.org.tw/aisp/pressroom/press01_pop.asp?sno=275&type1=2(檢索日

    期:2014/9

  • 106年度專題研究計畫成果彙整表計畫主持人:蔣榮先 計畫編號:106-3113-E-006-001-

    計畫名稱:建置典範校園綠能機房及雲端化運算管理之研究(3/3)

    成果項目 量化 單位

    質化(說明:各成果項目請附佐證資料或細項說明,如期刊名稱、年份、卷期、起訖頁數、證號...等)        

    國內

    學術性論文

    期刊論文 0篇

    研討會論文 0

    專書 0 本

    專書論文 0 章

    技術報告 0 篇

    其他 0 篇

    智慧財產權及成果

    專利權發明專利

    申請中 0

    已獲得 0

    新型/設計專利 0

    商標權 0

    營業秘密 0

    積體電路電路布局權 0

    著作權 0

    品種權 0

    其他 0

    技術移轉件數 0 件

    收入 0 千元

    國外

    學術性論文

    期刊論文 0篇

    研討會論文 0

    專書 0 本

    專書論文 0 章

    技術報告 0 篇

    其他 0 篇

    智慧財產權及成果

    專利權發明專利

    申請中 0

    已獲得 0

    新型/設計專利 0

    商標權 0

    營業秘密 0

    積體電路電路布局權 0

    著作權 0

    品種權 0

    其他 0

  • 技術移轉件數 0 件

    收入 0 千元

    參與計畫人力

    本國籍

    大專生 0

    人次

    碩士生 3 劉曉筠、劉宸睿、吳權展

    博士生 0

    博士後研究員 0

    專任助理 4 宋奇叡、邱筠雁、蔡奕劦、李學朋

    非本國籍

    大專生 0

    碩士生 1 鄭詠恆

    博士生 0

    博士後研究員 0

    專任助理 0

    其他成果(無法以量化表達之成果如辦理學術活動、獲得獎項、重要國際合作、研究成果國際影響力及其他協助產業技術發展之具體效益事項等,請以文字敘述填列。)  

  • 科技部補助專題研究計畫成果自評表

    請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價值(簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性)、是否適合在學術期刊發表或申請專利、主要發現(簡要敘述成果是否具有政策應用參考價值及具影響公共利益之重大發現)或其他有關價值等,作一綜合評估。

    1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估■達成目標□未達成目標(請說明,以100字為限)  □實驗失敗  □因故實驗中斷  □其他原因說明:

    2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形(請於其他欄註明專利及技轉之證號、合約、申請及洽談等詳細資訊)論文:□已發表 ■未發表之文稿 □撰寫中 □無專利:□已獲得 □申請中 ■無技轉:□已技轉 □洽談中 ■無其他:(以200字為限)

    3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面,評估研究成果之學術或應用價值(簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性,以500字為限)本中心之機房同時為教育雲國家南部資料中心之雲端機房,本計畫以此作為實作示範地點,藉以評估校園綠色機房與雲端化之效益,並與現有傳統主機建置方式比較,提供並推廣校園雲端服務永續經營之參考模式。本計畫使用虛擬主機桌面技術提供本校及外校師生使用雲端教室服務,並透過即時派送與收回資源,以及進行資料之去重複化與壓縮,進而大幅降低虛擬主機之資源消耗。另外,本計畫也提供專業的研究分析軟體,供本校各系所做為各類研究使用。上述雲端服務除了大量節省了原先需採購之軟、硬體支出,也達成資源集中管理與有效動態調整資源之成果,將採購設備之經濟效益大幅提升。計畫執行同時前進偏鄉教學第一線現場,透過雲端教室與遠距教學系統結合,推動成功大學向偏鄉社區提供志願服務,以解決偏鄉教育資源不足狀況,拉近城鄉差距;並協力解決偏鄉教育機構硬體資源不足、設備老化等問題,協助教學端大學伴與學習端小學伴進行課後學習,提升教學現場之效益。運用虛擬桌面建構遠距教學平台,促進大學課程、志願服務與在地社區的連結,並進一步推動大學社會責任的實踐。

  • 4. 主要發現本研究具有政策應用參考價值:■否 □是,建議提供機關(勾選「是」者,請列舉建議可提供施政參考之業務主管機關)本研究具影響公共利益之重大發現:□否 □是 說明:(以150字為限)