Cisco 1900 シリーズ サービス統合型ルータ

Cisco 第 2 世代サービス統合型ルータ:環境へのメリット

ホワイトペーパー





Cisco 第 2 世代サービス統合型ルータ:環境へのメリット



エネルギー コストの上昇、環境面の懸念、政府の新しい規制が世界中でネットワークの形成と運用に必要な電力を監視し、節約する取り組みを加速しています。同時に、ネットワークのキャパシティと機能の拡張が進められており、より少ない電力でより多くのことが求められています。


完全循環型による効率の実現


製品が環境にどのような影響を与えるのかはさまざまです。システムの製造と展開には、原材料やエネルギーといった資源が必要です。ネットワークの運用には電力が必要で、これは天然資源を消費するだけでなく、運用コストとして電気代もかかります。ネットワークの全体コストおよびライフサイクルを評価するときには、製品が使用済みとなったとき、その残存価額を把握し、製品を適切に廃棄することを考慮する必要があります。

Cisco® 第 2 世代サービス統合型ルータ(ISR G2)プラットフォームは、製品のライフサイクル全体を通して環境への影響を低減する総体的なアプローチで設計されています。

製造および展開における効率の向上

Cisco ISR G2 プラットフォームは、セキュリティ、音声、ビデオ、WAN 最適化、その他アプリケーション サービスにおける業界最先端の処理能力を実現します。これらのルータが提供する幅広いネットワーキングおよびアプリケーション サービスによって、複数のスタンドアロン型ネットワーク アプライアンスおよびサーバを単一のプラットフォームに統合することができます。その結果、板金や電子部品を含む原材料の消費、および複数のシステムを構築するために必要なエネルギーを大幅に削減できます。

Cisco ISR G2 プラットフォームは、パッケージおよび付属品をスリム化し、製品ライフサイクルにおける次のステージを最適化しています。ISR G2 プラットフォームは出荷時のシステム容積を大幅に削減すると共に、ほぼ 100% リサイクル可能な包装材を使用しています。出荷時の容積を小さくすることで、お客様がブランチ オフィスでプラットフォームを展開するときのパートナーおよびお客様の輸送コストを削減します。また、設置後の廃棄物を少なくするため、ルータに同梱されるケーブル、ドキュメント、その他アイテムも最小限にしています。デフォルトで含まれていないアイテムは、無料ダウンロードまたは製品の製造および輸送に必要な材料を反映した小額の追加費用で提供されています。Cisco IOS® ソフトウェア ライセンスの電子配布も革新的で環境に配慮した展開戦略の一つです。

運用効率の向上

Cisco 第 2 世代サービス統合型ルータ プラットフォームは運用上においても環境効率の面で業界をリードし続けています。新しい電源の効率性はこれまでの設計に比べ約 30% 向上し、標準の電力負荷下において 85% の効率で動作します。1 台の Cisco ISR G2 プラットフォームで複数のスタンドアロン型システムを統合する場合、これによる節約量は数倍になります。たとえば、Cisco Services Ready Engine(SRE)モジュールで 1 台のサーバを代替すると、アプリケーション展開に関連する電力を最大 75% 削減することができます。

このプラットフォームの新しい電力効率管理機能では、使用されていない間はそのシステム コンポーネントの電源を落とすことができます。このネットワークの炭酸ガス排出量を削減する動的な方法は、Cisco EnergyWise テクノロジーを拡張したものです。電源効率管理機能の詳細については、このホワイトペーパー内で後述します。

Cisco ISR G2 ルータは間接的にも環境保護に貢献します。Cisco WebEx™ から Cisco TelePresence® 会議アプリケーションまでの幅広い Web 3.0 ツールは出張削減の十分な実績があります。高度な性能と拡張された機能を持つ Cisco ISR G2 ルータは、あらゆるレベルのコラボレーション ネットワークで使用できます。通勤や長距離の出張を削減することで、シスコのネットワーク ソリューションは事業運営の環境コストを削減できます。

使用済み製品:削減、再利用、リサイクル

Cisco ISR G2 システムは、現在生産されている高速 WAN インターフェイス カード(HWIC)、パケット音声/ファックス DSP モジュール 2(PVDM2)、ネットワーク モジュールと下位互換性を備えた設計を採用しています。ネットワークまたは製品の性能、機能、対応ユーザ数を大幅にアップしたい場合、システム全体を置き換える必要のある製品と比較したとき、モジュールの再利用と周辺機器の統合で材料とコストを節約することができます。

Cisco Technology Migration Program(TMP)では、シスコまたは競合他社のネットワーク製品を下取りに出し、新しいシスコ製品の購入に充当することができます。このグローバル プログラムは以前のネットワーク設備への投資を無駄にすることなく、新しい Cisco ISR G2 ボーダレス ネットワーク機能の導入を実現します。

電子廃棄物は重要な環境的懸念であり、過去数年間にわたって規制強化の対象となってきました。新しいプラットフォームのメインボードには鉛が使われておらず、その他のシステム コンポーネントも将来的には鉛フリーになります。また、製品の回収およびリサイクルを実施しており、お客様はシスコに製品を返却することで、環境的に責任を持って再利用、リサイクル、廃棄を行うことができます。シスコは廃品回収を行うパートナーと協力し、最終的に埋め立てに回されるリサイクル不能原料の量を減らすよう努めています。その結果、シスコに返却された電子設備のうち埋め立てに回されるのは 2% 未満となっています。シスコの製品はすべて、このリサイクル プログラムの対象となります。

Cisco ISR G2 電源効率管理機能


Cisco 第 2 世代サービス統合型ルータ システムは、電源効率管理機能を利用して、プラットフォームが消費する電力を監視・制御することができます。電源の監視は、情報を得た上で判断を下すために重要です。電源の制御により、運用コストとシステムの炭素ガス排出量を削減するため積極的に行動できるようになります。

システム電源:監視

ネットワーク トラフィックに関する貴重な情報は、これまで NetFlow を使用して収集されてきました。電源効率管理機能を利用して、同様の方法で、ネットワークの電力特性に関する詳細な情報を得ることができます。この電力消費に関する詳細な情報により、役立つ知識を得るとともに、電力プロファイルを最適化できます。

Cisco 第 2 世代サービス統合型ルータでは、コマンドライン インターフェイス(CLI)で show environment コマンドを使用することによりプラットフォームが消費する電力を監視できます。この情報は、簡易ネットワーク管理プロトコル(SNMP)および IP ベースのプロトコルでも参照できます。これらのレポートの結果から、システム全体の消費電力と、サービスモジュール インターフェイス、マザーボードおよびそのコンポーネントのコンポーネントレベルの消費電力を知ることができます。

電力プロファイルのこの詳細な情報によって、ネットワーク管理者はモジュールの 1 つまたはいくつかを組み合わせて電源を選択的に切った場合に節約できる電力を評価することができます。

システム電源:制御

消費電力情報のサンプルを次に示します。

SYSTEM WATTAGE =============== Motherboard, EHWIC, PVDM and Fan Power consumption = 67.535 W NM/SM slot 1 Power consumption = 31.342 W NM/SM slot 2 Power consumption = 24.566 W NM/SM slot 4 Power consumption = 33.062 W Total System Power consumption is: 156.505 W

プラットフォーム電力プロファイルの分析で、あるシステム コンポーネント、たとえばワイヤレス LAN コントローラはオフィスの営業時間外には必要ないことが示されたとします。Cisco ISR G2 システムには、このワイヤレス LAN コントローラが使用されていないときに電源を切る機能があります。

サービス モジュールおよびインターナル サービス モジュール(ISM)にシステム電力をまったく供給しないようにすることができます。新しい PVDM3 は、節電モードに設定すると低電力状態になります。監視と同様に、システム電源の制御も CLI、SNMP、IP ベースのインターフェイスを通して行うことができます。モジュール電源の制御は、オンデマンドまたは曜日、時刻を指定した繰り返しのスケジュールで行うことができます。システムは各モジュールを個別に制御します。

対応モジュールおよびシステム

表 1 Cisco ISR G2 ルータが対応しているモジュールおよびシステム

モジュール 節電量(ワット) モジュール 節電量(ワット)
SM-D-ES3G-48-P 84.00 SM-SRE-900-K9 50.0
SM-D-ES3-48-P 84.00 SM-SRE-700-K9 40.0
SM-D-ES2-48 84.00 ISM-SRE-300-k9 20.0
SM-ES3G-24-P 41.00 PVDM3-256 4.6
SM-ES3-24-P 41.00 PVDM3-192 4.1
SM-ES2-24-P 41.00 PVDM3-128 2.1
SM-ES2-24 41.00 PVDM3-64 1.2
SM-ES3G-16-P 38.00 PVDM3-32 1.0
SM-ES3-16-P 38.00 PVDM3-16 1.7
SM-ES2-16-P 38.00 

電源効率管理機能はすべての Cisco 1900、2900、3900 第 2 世代サービス統合型ルータ プラットフォームで利用できます。この機能は新しいハードウェア設計を必要とするため、キャリア カードを必要とする旧来のデジタル信号プロセッサ(DSP)(PVDM2)モジュールは電源制御に対応していません。表 1 は、初回リリース時からこの機能に対応しているモジュールと、システムが起動されたときに見込まれる節電量を示しています。

Cisco Configuration Professional を使用したシステム電源のスケジューリング

Cisco Configuration Professional は、システム インターフェイス、トラフィック管理、セキュリティ、音声機能の設定や監視を可能にする GUI ベースのデバイス マネージャです。使いやすいウィザードを使用してシステムの設定を効率化できます。Cisco Configuration Professional バージョン 3.0 はその機能が拡張され、Cisco ISR G2 システムの電源効率管理機能をサポートします。

Cisco Configuration Professional 電源管理パネル(図 1)は、Cisco ISR G2 電源効率管理機能をサポートするコンポーネントを表示します。このパネルから、ネットワーク管理者はシステムの設定内容を確認し、変更することができます。

図 1 Cisco Configuration Professional 電源管理パネル

図 1 Cisco Configuration Professional 電源管理パネル
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Cisco Configuration Professional 電源管理パネルで [Configure(設定)] ボタンを使用して、デバイスの動作状態のオンとオフを切り替えることができます。[Schedule(スケジュール)] ボタンを使い、選択したデバイスに適用する繰り返しのスケジュールを作成することができます。時刻や曜日に基づいて各デバイスをオンまたはオフにするようにプログラムしたり、一般的な事前設定済みのスケジュールをインターフェイスに適用したりすることができます(図 2)。

図 2 スケジューリング

図 2 スケジューリング


システムに設定を適用した後、Cisco Configuration Professional 電源管理パネルにデバイスに関連付けられたプログラム済みのスケジュールとシステムの詳細情報が表示されます(図 3 を参照)。

図 3 プログラム済みのスケジュール

図 3 プログラム済みのスケジュール
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Cisco Configuration Professional でモジュール レベルの電源監視を表示することができます。電源管理パネルから、環境の詳細情報(プログラム済みのスケジュール、モジュールが使用する電力予測、現在の状態、インターフェイスの場所、インターフェイスの種類)を確認することができます。

モニタ パネルからスケジューリングのインターフェイスを選択できます。カスタムまたは事前設定済みのスケジュールを使用して、毎日、毎週、または毎年のスケジュールを変更するオプションもあります。

コマンドライン インターフェイスの使用

Cisco 第 2 世代サービス統合型ルータの電源効率管理機能の CLI には、Cisco Command Scheduler(KRON)と Embedded Event Manager(EEM)の 2 つの形態があります。

EEM システムはスクリプトベースのインターフェイスで、システム イベントまたはタイマーを監視し、それらに対応します。Cisco Configuration Professional プログラムは KRON インターフェイスを使用しているため、EEM の詳細は本書では扱いません。EEM システムの詳細については、http://www.cisco.com/go/eem/ [英語] を参照してください。

Cisco KRON の実装は Cisco IOS ソフトウェアの機能で、繰り返しのイベントをスケジュールする UNIX の方法、CRON に従っています。先に示した Cisco Configuration Professional の例は、KRON インターフェイスを使って次のようにルータ上で構成されています。

KRON ポリシーがサービス モジュールへの電源を投入および切断するよう定義されます。Cisco EnergyWise で電力レベル 0 を適用すると、サービス モジュールの電力を切断する効果があり、一方 Cisco EnergyWise 電力レベル 10 にするとユニットにフルパワーが提供されます。

サービス モジュールへの電力のスケジューリングはポリシー リストを KRON 発生機能にマッピングすることによって実施できます。このインターフェイスを使い、特定の時刻または曜日にポリシーを呼び出すことができます。設定は次のとおりです。

kron policy-list ccp_s1_ewise10 cli hw-module sm 1 energywise level 10 exit kron policy-list ccp_s1_ewise0 cli hw-module sm 1 energywise level 0 exit kron occurrence ccp_s1_8 at 8:00 Mon recurring policy-list ccp_s1_ewise10 exit kron occurrence ccp_s1_7 at 18:00 Mon recurring policy-list ccp_s1_ewise0 exit kron occurrence ccp_s1_6 at 8:00 Tue recurring policy-list ccp_s1_ewise10 exit kron occurrence ccp_s1_5 at 18:00 Tue recurring policy-list ccp_s1_ewise0 exit kron occurrence ccp_s1_10 at 8:00 Wed recurring policy-list ccp_s1_ewise10 exit kron occurrence ccp_s1_3 at 18:00 Wed recurring policy-list ccp_s1_ewise0 exit kron occurrence ccp_s1_4 at 8:00 Thu recurring policy-list ccp_s1_ewise10 exit kron occurrence ccp_s1_2 at 18:00 Thu recurring policy-list ccp_s1_ewise0 exit kron occurrence ccp_s1_11 at 8:00 Fri recurring policy-list ccp_s1_ewise10 exit kron occurrence ccp_s1_9 at 18:00 Fri recurring policy-list ccp_s1_ewise0 exit

通常の動作中、プラットフォームは次の機能を提供することで運用をサポートします。

  • プラットフォームは Cisco Enhanced レイヤ 2、レイヤ 3 EtherSwitch® サービス モジュール(SM-ES3-24-P)を使って 24 ユーザの IP 電話および PC 接続をサポートします。
  • Cisco Services Ready Engine(ISM-SRE-300-K9)を使ってボイスメールが 24 ユーザに提供されます。
  • Cisco 2951 PoE 電源(PWR-3900-POE)を介して Power over Ethernet(PoE)が 24 の IP 電話に提供されます。
  • Cisco Wide Area Applications Services(WAAS)機能が SM-SRE-900-K9 によって提供されます(2010 年前半に対応)。
  • 第 2 の Cisco SRE 700 サービス モジュール(SM-SRE-700-K9)を使ってワイヤレス LAN コントロールが提供されます(2010 年前半に対応)。
  • シスコ 16 チャンネル高密度パケット音声デジタル プロセッサ モジュール(PVDM3-16)と合わせて外部交換ステーション(FXS)EHWIC でロビー電話が提供されます。
  • 100MB Small Form-Factor Pluggable(SFP)アダプタを使って WAN インターフェイスがオンボード ギガビット イーサネット インターフェイスに接続されます。
  • 第 2 のオンボード ギガビット イーサネット インターフェイスを使ってサーバ ルームが接続されます。

このルータ上で構成されるほとんどのサービスはユーザベースですが、一部システム コンポーネントはオフ時間中に業務関連のトランザクションに使用されます。Cisco 3945 サービス統合型ルータで、ネットワーク管理者は電源効率管理機能を使ってオフ時間中に必要ないシステム コンポーネントの電源を切る一方で、同時にオフ時間中のネットワークの要求を満たすことができます。

24 人の従業員の音声および PC 接続をサポートする強化型 Cisco EtherSwitch サービス モジュールはオフィスが営業時間外の間使用されません。ボイスメールや WAN 最適化など、このルータが提供するほかのサービスも必要とされません。ボイスメール サービスは中央集中型のオフサイトの場所に転送し、WAAS 機能もオフにすることができます。

オフ時間中にもネットワーク アクティビティはあります。HWIC 経由のイーサネット ポートはバックアップとデータ トランザクション用にアクティブのまま維持されます。また、オフ時間に保守作業を行うクルーは HWIC FXS ポートを使用して E911 サービスを必要とします。さらにファックス機も第 2 のポートを使用してアクティブのまま維持されます。

このブランチオフィス バンク プロファイルの例では、通常の運用時間が月曜から金曜の午前 7 時から午後 7 時までで、500 地点で同じ構成で運用しています。このプロファイルと Cisco ISR G2 電源効率管理機能で、システム管理者は Cisco 3945 サービス統合型ルータ システムを週 108 時間、年間約 5,616 時間のあいだ低電力モードにすることができます(表 2)。

表 2 エネルギー節約の例

モジュール 機能 動作時消費電力 削減後の消費電力量(節電量)
SM-ES2-16-P データおよび音声 38.0W 0(38.0W)
電話機 16 台 PoE:電話 240.0W 0(240.0W)
SM-SRE-900-K9 Cisco WAAS 50.0W 0(50.0W)
SM-SRE-700-K9 ワイヤレス コントローラ 40.0W 0(40.0W)
ISM-SRE-300-k9 Cisco Unity™ Express 20.0W 0(20.0W)
  節電量合計 388W

1 地点当たり 388 ワットの節電量は、環境に排出される二酸化炭素を年間 600 トン以上削減できることを意味します。運用コストの観点からは、Cisco ISR G2 電源効率管理機能の実装により年間 $119,845(€79.541)の節約になります。

388W/ブランチ オフィス x 500 か所のブランチ オフィス = 194,000W 194,000W/1,000 = 194.0kW 194.0kW x 5,616 時間 = 1,089,504kWh 1,089,504kWh x 0.57kg CO2/kWh = 621,017kg(/1,000 = 621.017 トン) の二酸化炭素削減 1,089,504kWh x $0.11/kWh = $119,845(€79.541)の年間節約

これは、電源効率管理機能によって可能な典型的な節約の一例です。この例で述べた SRE 機能は当初のリリースでは利用可能でない場合がありますが、全機能がこのプラットフォームのロードマップに組み込まれています。

Cisco EnergyWise および Cisco ISR G2


Cisco ISR G2 の環境機能に合わせて、Cisco EnergyWise テクノロジーもご検討ください。Cisco ISR G2 電源効率管理機能が Cisco ISR G2 プラットフォームの能力を代表する一方で、Cisco EnergyWise はネットワーク全体を通してデバイスを評価、監視、制御する機能を拡張し、温室ガスの排出量を削減します(図 4 を参照)。

図 1 Cisco EnergyWise テクノロジーのメリット

図 1 Cisco EnergyWise テクノロジーのメリット
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Cisco EnergyWise では、ネットワークの電力消費の評価、監視、制御が、エンタープライズ規模でエンドポイントをグループ分けする固有のドメイン命名法によって実現しています。このドメイン構造で、Cisco EnergyWise ソフトウェアはそのドメイン内の個別のエンティティにアクセスし、トップレベルの監視とこれらのエンドポイントの管理を行います。

このトップレベルの管理に加え、Cisco EnergyWise エンドポイントは、重要度、役割、キーワードなどの属性を使ってグループ分けされます。細かいエンドポイントの定義によって、エンタープライズ規模に必要とされる幅広いプロファイルを適切に管理するために必要な柔軟性が得られ、ネットワーク管理者はエンドポイントを操作および分類することができます。

Cisco EnergyWise の設計は PoE ベースのエンドポイント制御を行うだけではありません。Cisco EnergyWise では、PoE デバイスと同様の方法で、サーバおよび PC を低電力状態にすることができます。また Cisco EnergyWise システムは、照明、冷暖房空調設備(HVAC)など施設の制御もできるように設計されています。

Cisco EnergyWise の詳細については、http://www.cisco.com/jp/go/energywise/ を参照してください。

リリース時点で Cisco ISR G2 Enhanced EtherSwitch サービス モジュールは Cisco EnergyWise に完全に準拠しており、Cisco EnergyWise ドメイン レベル エンドポイントの電源制御に必要なプロトコルを提供しています。このサポートを拡張し、Cisco EnergyWise の機能に対応することが Cisco ISR G2 プラットフォームの短期的ロードマップに組み込まれています。これにより、Cisco ISR G2 は Cisco EnergyWise の機能を完全にサポートする最初のルータ シリーズとなります。

Cisco ISR G2 の環境ビジョンのまとめおよび今後の取り組み


製品のライフサイクルを通して示されているように、シスコはネットワークが環境に与える影響を低減するテクノロジーの開発に取り組んでいます。運用面以外の観点からは、最小限に抑制されたクリーンな製造プロセスと製品リサイクル プログラムにより、製品のライフサイクルが環境にやさしいものとなるよう工夫しています。

運用面では、Cisco ISR G2 の電源効率管理機能および Cisco EnergyWise により、運用コストの大幅な節約と、ネットワークの炭素ガス排出量削減という環境面におけるメリットを実現します。

シスコの環境問題への取り組みの一環として、これら運用面および運用面以外のテクノロジーは、今後も進歩し続けます。環境保全に対するシスコの取り組みに関する詳細については、http://www.cisco.com/jp/go/green/ を参照してください。