綠色網絡與綠色技術

第1章 - 綠色IT：概覽 1
1.1 引言 1
1.2 環境問題和可持續發展 2
1.2.1 難以忽視的真相 3
1.2.2 可持續發展 4
1.2.3 為什麼需要綠色行動 4
1.3 IT對環境的影響 4
1.4 綠色IT 5
1.4.1 OCED綠色IT框架 6
1.4.2 綠色IT 1.0和2.0 6
1.5 綠色IT的體系化方法 7
1.5.1 「綠色化」計算機的全生命周期 8
1.5.2 綠色IT的3R 8
1.6 「綠色化」IT 9
1.6.1 綠色PC、筆記本電腦和服務器 9
1.6.2 綠色數據中心 10
1.6.3 綠色雲計算 11
1.6.4 綠色數據存儲 11
1.6.5 綠色軟件 12
1.6.6 綠色網絡和通信 13
1.7 應用IT系統加強環境可持續性 13
1.8 綠色IT標准和IT的生態標簽 14
1.9 企業綠色IT策略 14
1.10 綠色IT：負擔還是機會？ 16
1.11 結論 17
復習題 18
討論題 18
參考文獻 19
延伸閱讀及相關網站 19

第2章 - 綠色設備和硬件 21
2.1 引言 21
2.2 設備或硬件的生命周期 22
2.2.1 設計 23
2.2.2 制造 23
2.2.3 包裝和運輸 25
2.2.4 使用 26
2.3 再利用、回收和銷毀 30
2.4 結論 32
復習題 32
討論題 33
參考文獻 33

第3章 - 綠色軟件 35
3.1 引言 35
3.2 節能軟件技術 37
3.2.1 計算效率 38
3.2.2 數據效率 40
3.2.3 上下文感知 43
3.2.4 閑置效率 45
3.3 評估和測量軟件對平台功率的影響 48
3.3.1 Fluke NetDAQ(（網絡化數據采集單元） 48
3.3.2 軟件工具 49
3.4 結論 51
致謝 51
復習題 52
討論題 52
參考文獻 52
延伸閱讀 53

第4章 - 可持續的軟件開發 55
4.1 引言 55
4.2 現行做法 56
4.3 可持續軟件 57
4.4 軟件可持續發展的屬性 58
4.5 軟件可持續的指標 60
4.5.1 可修改性和可重用性 61
4.5.2 可移植性 61
4.5.3 支持 61
4.5.4 性能 62
4.5.5 可靠性 62
4.5.6 易用性 62
4.5.7 輔助功能 62
4.5.8 可預測性 63
4.5.9 效率 63
4.5.10 項目碳排量 63
4.6 可持續的軟件方法 64
4.6.1 指標收集 64
4.6.2 代碼指標工具 64
4.6.3 簡單的易用性研究 65
4.6.4 平台分析 66
4.6.5 現有項目統計 67
4.7 行為定義 67
4.8 案例研究 68
4.8.1 可修改性和可重用性 68
4.8.2 可移植性 68
4.8.3 支持 69
4.8.4 性能 69
4.8.5 可靠性 69
4.8.6 易用性 69
4.8.7 輔助功能 70
4.8.8 可預測性 70
4.8.9 效率 70
4.8.10 項目的碳排量 70
4.8.11 結果和行動 71
4.9 總結 71
復習題 72
討論題 72
參考文獻 72

第5章 - 綠色數據中心 73
5.1 數據中心和相關的能源挑戰 73
5.2 數據中心IT基礎設施 74
5.2.1 服務器 75
5.2.2 網絡 76
5.2.3 存儲 77
5.2.4 IT平台創新 77
5.3 數據中心設施基礎結構：對能源效率的影響 79
5.3.1 電力系統 79
5.3.2 冷卻 82
5.3.3 基礎設備管理 83
5.4 IT基礎設施管理 84
5.4.1 服務器電源 84
5.4.2 整合 87
5.4.3 虛擬化 88
5.5 綠色數據中心指標 90
5.5.1 PUE和DCiE 90
5.5.2 功率與能量消耗 91
5.6 數據中心管理策略：案例研究 92
5.6.1 挑戰 92
5.6.2 測試解決方案 92
5.6.3 影響 92
5.6.4 綜合評價 93
5.7 結論 93
復習題 94
討論題 95
參考文獻 95
延伸閱讀及相關網站 95

第6章 - 綠色數據存儲 97
6.1 介紹 97
6.2 存儲媒介的用電特點 98
6.2.1 硬盤 98
6.2.2 磁帶 100
6.2.3 固態硬盤（SSDs） 100
6.3 硬盤的能源管理技術 101
6.3.1 狀態遷移 101
6.3.2 緩存 102
6.3.3 動態RPM 102
6.4 系統級能源管理 103
6.4.1 電量感知的RAID 103
6.4.2 電量感知的數據分布 104
6.4.3 分級存儲管理 104
6.4.4 存儲虛擬化 105
6.4.5 雲存儲 106
6.5 總結和研究領域 106
復習題 107
討論題 107
參考文獻 107

第7章 - 綠色網絡和通信 109
7.1 引言 109
7.1.1 綠色網絡通信與管理：背景 110
7.1.2 下一代網絡所面臨的挑戰 111
7.1.3 節能型網絡的好處 111
7.1.4 綠色網絡的目標 112
7.1.5 綠色網絡技術中的核心部件 113
7.2 綠色網絡協議的目標 113
7.2.1 能源優化協議設計 114
7.2.2 與網絡通信協議相關的比特成本 115
7.2.3 綠色網絡協議的目標 119
7.3 綠色網絡協議和標准 120
7.3.1 減少碳排放的戰略 120
7.3.2 EMAN工作組的貢獻 121
7.3.3 標准化組織的貢獻 121
7.3.4 利用上下文細節來推動能源效率提升 122
7.4 結論 123
致謝 124
復習題 124
討論題 124
參考文獻 125
延伸閱讀及相關網站 126

第8章 - 企業綠色IT戰略 127
8.1 引言 127
8.2 走進綠色IT戰略 128
8.3 綠色IT戰略的商業驅動力 130
8.3.1 成本降低 131
8.3.2 法律和法規需求 131
8.3.3 社會文化和政治壓力 132
8.3.4 對自身利益明智的
考慮 132
8.3.5 協同商務生態系統 132
8.3.6 新的市場機遇 133
8.4 綠色IT轉變的業務維度 133
8.4.1 經濟 134
8.4.2 技術 134
8.4.3 流程 134
8.4.4 人員 135
8.5 綠色IT戰略的注意事項 136
8.6 發展綠色IT戰略的步驟 137
8.7 綠色戰略的度量 138
8.8 結論 139
復習題 139
討論題 139
參考文獻 139

第9章 - 可持續發展信息系統和綠色指標 141
9.1 介紹 141
9.2 多層次可持續信息 142
9.3 可持續發展層次結構模型 143
9.3.1 可持續發展框架 144
9.3.2 可持續發展原則 145
9.3.3 可持續發展的工具 145
9.4 產品層面信息 146
9.4.1 生命周期評估 146
9.4.2 LCA的4個階段 146
9.4.3 CRT顯示器與液晶顯示器的生命周期評估 147
9.5 個人層面信息 147
9.6 功能層面信息 148
9.6.1 數據中心能源效率 148
9.6.2 數據中心電力指標 149
9.6.3 新興數據中心指標 149
9.7 組織層面信息 150
9.8 區域/城市層信息 152
9.9 測量可持續ICT的成熟度 155
9.9.1 SICT能力成熟度框架 155
9.9.2 定義范圍和目標 156
9.9.3 能力成熟度級別 156
9.9.4 SICT能力建設塊 156
9.9.5 評估和管理SICT流程 158
9.10 結論 159
附錄：可持續發展工具和標准 159
致謝 161
復習題 161
討論題 162
參考文獻 162
延伸閱讀及相關網站 163
工具和碳計算器 164

第10章 - 企業綠色IT就緒 165
10.1 引言 165
10.2 背景：就緒與能力 167
10.3 G-就緒框架的發展 168
10.3.1 綠色IT觀點 169
10.3.2 綠色IT策略 169
10.3.3 綠色IT管理 169
10.3.4 綠色IT實踐 170
10.3.5 綠色IT技術 170
10.4 衡量企業的G-就緒能力 171
10.4.1 G-就緒咨詢服務 171
10.4.2 通過調查的方法計算G-就緒指數 172
10.5 結論 173
復習題 173
討論題 173
參考文獻 174

第11章 - 可持續IT服務：為服務創新建立一個框架 177
11.1 引言 177
11.2 驅動可持續IT發展的因素 178
11.2.1 IT的可持續發展維度 179
11.2.2 企業可持續發展、社會責任和IT 181
11.3 可持續IT服務（SITS） 183
11.3.1 開發一個服務主導邏輯 183
11.3.2 商業價值、客戶價值和社會價值 184
11.3.3 SITS作為服務科學 186
11.4 SITS戰略框架 187
11.4.1 SITS的價值曲線 188
11.4.2 可持續IT與企業戰略的整合 190
11.5 可持續IT路線圖 191
11.5.1 時間范圍 192
11.5.2 市場范圍 192
11.5.3 產品、服務及技術 192
11.5.4 合規、規章、標准及報告 193
11.5.5 SITS標准和報告 194
11.5.6 組織變革 194
11.5.7 價值目標 195
11.6 SITS的領導者和最佳實踐 195
11.6.1 IBM 195
11.6.2 思科系統公司 195
11.6.3 西門子股份公司 196
11.6.4 惠普 197
11.6.5 英特爾公司 197
11.6.6 微軟公司 197
11.6.7 甲骨文公司 197
11.6.8 谷歌公司 197
11.6.9 蘋果公司 198
11.6.10 三星公司 198
11.6.11 Pachube 198
11.6.12 SeeClickFix 198
11.7 結論 198
11.8 總結 199
復習題 200
討論題 200
參考文獻 200
延伸閱讀及相關網站 203

第12章 - 綠色企業和IT的作用 205
12.1 引言 205
12.2 組織和企業綠色 206
12.3 綠色企業中的信息系統 209
12.3.1 環境管理信息系統 210
12.3.2 軟件與數據庫 210
12.3.3 ERP和EMIS 212
12.3.4 ERP在EMIS方面的挑戰與不足 213
12.3.5 ERP整合環境和生命周期評價（LCA）信息 213
12.3.6 電子環境和可持續報告 214
12.4 綠色企業：IT用途和硬件 214
12.4.1 環境信息技術標准 215
12.4.2 數據中心的綠色管理 216
12.5 組織間企業活動和綠色問題 216
12.5.1 電子商務和綠色擴展企業 216
12.5.2 回收器件（Demanufac-turing）和逆向物流 217
12.5.3 生態工業園和信息系統 218
12.6 促進IT和綠色企業 219
12.7 總結 220
復習題 220
討論題 221
參考文獻 221

第13章 - 環境敏感的企業業務過程改進 223
13.1 引言 223
13.2 確定活動或過程對環境的影響 224
13.2.1 專家猜測 224
13.2.2 資源模型推導 224
13.2.3 二氧化碳積累 225
13.2.4 基於活動的成本核算 225
13.3 環保敏感的業務過程改進的決策支持工具 225
13.3.1 預備知識 226
13.3.2 業務過程改進系統 226
13.4 企業環境中程序改善 227
13.4.1 企業生態環境 228
13.4.2 企業生態系統的均衡 229
13.5 影響並改變傳播分析 229
13.5.1 確定業務過程變化的后果 229
13.5.2 重建均衡狀態 230
13.6 權衡分析 231
13.6.1 變化帶來的成本 231
13.6.2 環境經營成本 232
13.7 例子 233
13.7.1 原有方案 233
13.7.2 改進方案 234
13.7.3 評估方案 234
13.8 總結 235
復習題 236
討論題 236
參考文獻 236

第14章 - 管理綠色IT 239
14.1 引言 239
14.2 制定綠色創新戰略 240
14.2.1 戰略思考 240
14.2.2 戰略規划 241
14.2.3 戰略實施 241
14.2.4 企業架構規划 242
14.3 實施綠色IT 243
14.3.1 投資回報 244
14.3.2 度量指標 245
14.3.3 目標—問題—度量（GQM）范式 246
14.4 信息保障 247
14.5 溝通和社會媒體 249
14.6 案例分析 249
14.7 結論 250
復習題 250
討論題 250
參考文獻 251

第15章 - 綠色IT監管：法律、標准和協議 253
15.1 引言 253
15.2 管理環境及IT制造商 254
15.2.1 RoHS 255
15.2.2 REACh 257
15.2.3 WEEE 257
15.2.4 IT設備的GHG排放和能源使用的立法 258
15.3 非限制性政府舉措 258
15.4 行業協會的標准機構 260
15.5 綠色建築標准 261
15.6 綠色數據中心 262
15.7 社會組織和綠色和平組織 263
15.8 結論 265
復習題 266
討論題 266
參考文獻 266
延伸閱讀 267

第16章 - 綠色雲計算和環境可持續性發展 269
16.1 引言 269
16.2 什麼是雲計算？ 271
16.2.1 雲計算特征 272
16.2.2 雲計算構件 273
16.2.3 雲計算部署模型 274
16.3 雲計算和能源使用模式：一個典型的例子 275
16.3.1 用戶和雲軟件應用 276
16.3.2 SaaS、PaaS和IaaS的雲軟件棧 276
16.3.3 網絡設備 276
16.3.4 數據中心 277
16.4 實現綠色計算雲的特點 278
16.5 努力提高雲計算的能源利用效率 279
16.5.1 應用程序 279
16.5.2 雲軟件棧：虛擬化和供應 279
16.5.3 數據中心層次：冷卻、硬件、網絡和存儲 281
16.5.4 監測和計量 282
16.5.5 網絡基礎設施 283
16.6 綠色雲結構 283
16.7 案例分析：IaaS提供商 285
16.8 結論及未來發展方向 287
致謝 288
復習題 288
討論題 288
參考文獻 288

第17章 - 利用語義Web技術為生產系統的環境可持續發展服務 291
17.1 引言 291
17.2 環境可持續發展的信息管理 293
17.2.1 無形的協調 293
17.2.2 可持續發展和網絡 294
17.2.3 信息管理技術的需求 294
17.3 軟件工具的生態系統 295
17.3.1 MediaWiki 295
17.3.2 語義MediaWiki 297
17.3.3 SparqlExtension 299
17.3.4 語義Web 300
17.4 管理數據示例 301
17.4.1 物品頁面 301
17.4.2 過程頁面 302
17.4.3 概述和信息管理頁面 304
17.4.4 重用跨越多層和多視角的數據 305
17.5 挑戰和指導原則 306
17.5.1 挑戰 306
17.5.2 指導原則 306
17.6 結論 307
復習題 308
討論題 308
參考文獻 308
延伸閱讀及相關網站 310

第18章 - 綠色IT：展望 311
18.1 引言 311
18.2 從意識到實施 312
18.2.1 綠色IT的趨勢 312
18.2.2 綠色工程 313
18.3 基於IT技術的綠色行動 314
18.3.1 使用RFID，實現環境可持續性 314
18.3.2 智能電網 315
18.3.3 智能建築和住所 316
18.3.4 綠色供應鏈和綠色物流 317
18.3.5 整個企業的環境可持續性 318
18.4 綠色IT：大趨勢？ 319
18.4.1 外包和環境屬性 319
18.4.2 綠色審計 320
18.5 創建綠色IT策略的7步方法 320
18.6 研究和發展方向 321
18.7 前景 322
復習題 323
討論題 323
參考文獻 323
術語表 325
編者簡介 331
作者簡介 333