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Heinz-Jörg Robert 12. Januar 2016

Selbstoptimierende Netzwerke im Rechenzentrum

Die Welt befindet sich im digitalen Wandel und mit ihr die IT. Vor allem traditionell ausgelegte Rechenzentren-Infrastrukturen sehen sich mit einer Reihe von Anforderungen konfrontiert. Steigende Datenvolumina, neue Anwendungen und veränderte Anforderungsprofile der Anwender fordern ihren Tribut. Es reicht nicht mehr aus, die Inhalte nur zu speichern und zu verwalten. Sie müssen vielmehr performant verarbeitet und bedarfsgerecht verteilt werden. Zur Lösung dieser Problematik bieten sich im Rechenzentrum Technologien wie die Cisco Application Centric Infrastructure (ACI) an, die von Netzwerkspezialisten wie der Axians Networks & Solutions GmbH bedarfsgerecht implementiert wird.

Kaum ein Bereich des täglichen Lebens ist mittlerweile nicht in irgendeiner Weise direkt oder indirekt mit einem Netzwerk verbunden. Neben PCs und Mobile Devices im privaten und geschäftlichen Umfeld gilt dies nun auch für Fernseher mit Internetanschluss, Kühlschränke mit Einkaufsliste-App, intelligente Stromzähler sowie vernetzte Fahrzeuge mit integriertem eigenen WLAN-Hotspot für die Passagiere. Einst Zukunftsidee – heute Realität. Eine Hauptanforderung vereint jedoch alle: Die Funktionalität muss rund um die Uhr mit einer hohen Performance und Sicherheit gewährleistet sein – Öffnungszeiten sind in den Angeboten nicht vorgesehen.

Im industriellen Bereich ist eine 24x7-Verfügbarkeit zwar längst Standard, neue Entwicklungen wie Industrie 4.0 und das Internet of Things (IoT) erhöhen allerdings auch hier den Druck auf die IT, sämtliche geforderten und oft vertraglich zugesicherten Leistungen auch wirklich liefern zu können. Der Schnelle schlägt den Langsamen: Wer hier bremst, verliert Kunden- und Marktanteile. Unternehmen können sich mit den richtigen Technologien jedoch Vorteile verschaffen. Es ist also an der Zeit, sich mit den dahinter liegenden IT-Infrastrukturen und den dort möglichen (und nötigen!) Optimierungen etwas näher zu beschäftigen.

Die Cloud ist Synonym für Allzeitverfügbarkeit von Anwendungen, Daten, Services und Informationen

IT-Dienste werden im Gegensatz zu früher nicht mehr nur an einem möglichen Standort genutzt. Die Cloud gilt heute als das Synonym für die Allzeitverfügbarkeit von Anwendungen, Daten, Services und Informationen. Die darunter liegenden IT-Komponenten – Server, Storage, Netzwerk – treten dabei zunehmend in den Hintergrund. Das hat Auswirkungen auf bisherige IT-as-a-Service-Geschäftsmodelle. Sie werden nach und nach von Application-as-a-Service-Angeboten abgelöst. Damit einher geht die Transformation herkömmlicher IT-Infrastrukturen hin zu Software-defined Networks (SDN) und Application Centric Infrastructures (ACI). Erst dadurch wird es möglich, die Schlagzahl in der Bereitstellungsgeschwindigkeit sowie bei der Skalierung von Anwendungen zu erhöhen. Das beschleunigt die Time-to-Market. Insbesondere Unternehmen mit schnellen Änderungen im Applikationsumfeld, dynamischen Netzwerken, hohem Security- sowie Analyseaufwand profitieren davon.

Allgemein gilt: Die IT von heute muss auf die digitale Welt von morgen vorbereitet sein. Die verwendete Technik spielt dabei natürlich nach wie vor eine wichtige Rolle. Bei Cisco ACI wurden zahlreiche innovative Hard- und Software-Produkte in einer Weise orchestriert, die ein harmonisches Zusammenspiel gewährleistet. Neben Cisco Nexus Switches der Serie 9000 kommt ein Cisco Application Virtual Switch (AVS) für das virtuelle Netzwerk-Edge zum Einsatz. Ein zentralisiertes Richtlinienmanagement in Verbindung mit dem Cisco Application Policy Infrastructure Controller (APIC) sorgt in der Summe für eine integrierte physische und virtuelle Infrastruktur. Abgerundet wird das Gesamtpaket mit weiteren Lösungen von Technologiepartnern aus den Bereichen Netzwerke, Storage, Management und Verwaltung.

Axians Networks & Solutions hat zur Demonstration der (virtuellen) Möglichkeiten ein eigenes Testlabor eingerichtet. Dort lassen sich individuelle Proof-of-Concepts aufsetzen und am praktischen Beispiel ausprobieren, wie sich die eigenen Anforderungen mithilfe eines Software Defined Networks am besten umsetzen lassen. Aus technischer Sicht kommen dafür – getrennt in zwei Racks – Nexus 9335PQ- und 9396PX-Switche und UCS-Blade Server-Systeme sowie VMware-NSX-Lösungen zum Einsatz. Der unterbrechungsfreie Netzwerkbetrieb wird über die redundante Auslegung und zentrale ACI APIC Managementumgebung sichergestellt. Diese steuert darüberhinaus die Firewall und den Security-Schutz des Netzwerks sowie die für die Streaming-Anforderungen der Applikationen verantwortlichen Load Balancer.

Ziel ist es, Anwendungen schneller bereitstellen sowie zügiger auf Veränderungen reagieren zu können

Ein Blick zurück: Neue Anforderungen ließen sich in der IT bislang weder schnell noch problemlos umsetzen. Angefangen von der Einschätzung der Anwenderzahlen und Datenvolumina über das Sizing, die Installation und Netzwerk-/Konfiguration bis hin zum Testing und dem Go-Live war an eine kurzfristige Time-to-Market kaum zu denken. Generelles Ziel ist es nun, Anwendungen schneller bereitstellen sowie zügiger auf Veränderungen reagieren zu können – letzteres sollte idealerweise automatisch erfolgen. Die Application Centric Infrastructure (ACI) von Cisco gibt Antworten auf die damit verbundenen Fragen und geht dabei zunächst das wichtigste Problem an: Sie eliminiert die bestehende Sprachbarriere zwischen dem Anwendungsentwickler und der IT, vertreten durch Server-, Storage- und Netzwerkspezialisten. Ersterer ist darauf erpicht, die Anforderungen der User hinsichtlich des Funktionsumfangs, der Verfügbarkeit und Benutzerfreundlichkeit (Look & Feel) sowie der Datenaufbereitung und Performance unter einen Hut zu bekommen. Der Server- und Storage-Spezialist denkt an CPU- und Speicherkapazitäten sowie IO-Raten. Die Netzwerker hingegen sprechen von VLAN, Subnets, Protokollen und Ports. Im Gegensatz zu herkömmlichen IT-Infrastrukturen bietet ACI eine Kommunikationsschnittsstelle für DevOps, die die Bedürfnisse aller Beteiligten berücksichtigt.

Daraus ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Anwendungsbasierte Richtlinienmodelle bieten die Möglichkeit zur vereinfachten Automatisierung. Eine zentralisierte Echtzeit-Überwachung der Anwendungsintegrität gewährleistet jederzeit einen transparenten Blick auf den Systemstatus. Die offene Gestaltung erlaubt DevOps-Teams eine flexiblere Softwarenutzung sowie die Möglichkeit zur Einbindung weiterer Lösungen. Zur Verfügung steht schließlich ein System mit skalierbarer Leistung und einer in die Hardware integrierten Multitenant-Funktionalität. Dieses Konzept stellt sicher, dass über die Aspekte der Sicherheit und Verfügbarkeit hinaus ein performanter Betrieb ermöglicht wird. Engpässe werden beispielsweise aus Sicht der Applikation analysiert, die Bandbreitenverfügbarkeit wird über die integrierte Hardware-Lösung Nexus 9000 gesteuert und die Logistik der Daten über die Steuerung von Netzwerkprofilen vorgenommen.

Mit der ACI-Technologie lassen sich beispielsweise zahlreiche Managementfunktionen automatisieren, wie etwa die Konfiguration des Netzwerks, der Firewall oder der Load Balancer. Die Anforderung der Applikationen an das Netzwerk wird dabei im Rahmen von entsprechenden Profilen hinterlegt und anschließend automatisch angewandt. Wird etwa ein neuer Exchange-Server benötigt, muss dieser lediglich zugeordnet werden. Eine Anpassung der Netzwerkregeln ist nicht mehr nötig. Netzwerkressourcen werden zudem nur noch genutzt, wenn sie tatsächlich benötigt werden. Auf diese Weise wird die Auslastung aller Netzwerkkomponenten optimiert. Steigen die Anforderungen, kann das Netzwerk jederzeit dynamisch erweitert werden. Aus administrativer Sicht kommt das System – eine entsprechende Konfiguration vorausgesetzt – dadurch einem "Perpetuum mobile" recht nahe. Applikationsprofile sorgen für eine intelligente Steuerung der Datenströme. Bei drohenden Engpässen warnt es proaktiv und bietet eine schnelle Auswertung an. Dadurch reduziert sich der gesamte Administrationsaufwand. Den IT-Betreuern bleibt mehr Zeit für andere Aufgaben. Den Unternehmen bieten sich Chancen für neue Geschäftsmodelle und kurzfristige Markteintritte.

Autor

Heinz-Jörg Robert

Heinz-Jörg Robert ist Leiter Solution Line Data Center bei der Axians Networks & Solutions GmbH. Er verantwortet seit Anfang 2014 den Bereich Data Center Solutions.
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