在信息通信技术（ICT）支持的基础设施中，HTTP缓存在提高能源效率及减少碳排放方面的潜力

《IEEE Transactions on Green Communications and Networking》：Energy Efficiency and Carbon Reduction Potential of HTTP Caching in ICT-enabled Critical Infrastructure

　　

摘要：

网络服务的快速增长加剧了信息和通信技术（ICT）基础设施的能源消耗和碳足迹。虽然HTTP缓存被广泛用于提升性能，但其带来的能源和二氧化碳减排效益尚未得到充分评估。本文提出了一个经过校准的框架，用于估算使用缓存与否时的HTTP内容传输所消耗的能源及其相关的碳排放。该研究引入了一种“预测校准的Web能源-碳计算器”（PC-WECC），通过整合数据中心能效（PUE）、网络能源强度以及到2030年的国家层面电网碳强度预测数据，将Web工作负载与能源消耗和碳排放联系起来。为了捕捉应用层面的影响，我们基于受控服务器实验开发了一个经验拟合的缓存效率回归模型（ECERM），该模型测量了缓存和非缓存传输情况下每GB数据的能耗。结果表明，对于典型的Web对象（小于5MB），HTTP缓存比非缓存传输方式节能5%至20%，其节能效果显著受到文件大小和协议开销的影响。当应用于实际流量规模时，缓存可以显著减少碳排放；例如，一个日均访问量约为30万的新闻网站每年可避免约150吨二氧化碳的排放。这一框架为将HTTP架构选择转化为能源和碳影响提供了透明且可复制的途径，有助于实现Web基础设施的可持续设计和部署。