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Hyperkonvergente Appliances

Hyperkonvergente Infrastrukturen für schlanke Rechenzentren

Zwei Herzen schlagen in meiner Brust: das des Programmierers und Technikers und das des Vollblut-Journalists und Content-Junky. Seit 30 Jahren schreibe ich Programme, Artikel, Kompendien, Web-Seiten-Inhalte und Social-Media-Schnipsel und habe immer noch Spaß dran. Derzeit befasse ich mich - nicht nur für Dell - intensiv mit den Themen Cloud und Security.
Oft stehen IT-Verantwortliche in Unternehmen vor der Herausforderung, die IT-Strukturen an die ständig steigenden Anforderungen im Tagesgeschäft anzupassen. Der „Hardware-Zoo“ wächst und oft übersteigen die Anschaffungs- und Administrierungskosten das verfügbare Budget. Zudem erschweren viele Systeme, alles lauffähig zu halten und die Übersicht zu bewahren. Hyperkonvergente Infrastrukturen erfüllen als einfache und effiziente Lösungen genau diese Anforderungen.

Um einen Server zu betreiben, reicht die Serverhardware alleine nicht aus. Neben der Computing-Einheit kommen weitere Komponenten zum Einsatz, etwa Switche sowie die Speichertechniken NAS (Network Attached Storage) und SAN (Storage Area Networks). Zusätzlich bietet eine Desaster-Recovery-Technik Schutz vor dem Verlust von Daten. Der Server verrichtet die Arbeit, auf dem Speicher liegen die Daten, und die Switche verbinden alles miteinander.

In der Regel sind die Einzelteile der IT-Infrastruktur nicht aufeinander abgestimmt. Die Folge davon sind zumeist Interoperabilitäts- und Firmware-Probleme - zudem stellt sich in der Praxis oft heraus, dass die Systeme über- oder unterdimensioniert sind. Wer nur einen Server betreibt, verliert sicherlich nicht so schnell den Überblick. Wer aber eine Vielzahl solcher Komponenten einsetzt, erhöht mit jeder weiter eingefügten Hardware spürbar den Verwaltungsaufwand.

In Zeiten, in denen Server schnell, skalierbar und flexibel bereitzustellen sind, erweist sich diese Vorgehensweise daher als ungünstig. Vielmehr legen Kunden Wert auf kurze Bereitstellungszeiten und betrachten Kapazitätsengpässe bei Switchports oder bei CPUs für virtuelle Systeme als Ausschlusskriterium.

Erste Schritte zur Vereinfachung: Konvergente Systeme

Auf der Suche nach Lösungen für überschaubarere und leichter zu handhabende IT-Landschaften waren konvergente Umgebungen der erste Schritt in die richtige Richtung. Die Betreiber von IT-Infrastrukturen versuchten, die über das ganze Rechenzentrum verteilten einzelnen Komponenten so zusammenzufassen, dass sie "auf einen Blick" administrierbar waren: ein Serverschrank mit Servern, Switches und direkt an das System angeschlossenen Storage. Das schafft zumindest eine gewisse Übersicht im Rechenzentrum.

Trotzdem muss die bei konvergenten Infrastrukturen eingesetzte Hardware weiterhin separat verwaltet und betrieben werden: der Server vom Server-Administrator, der Switch vom IT-Mitarbeiter, der für den reibungslosen Betrieb des Netzes sorgt, und die Storage- und Backup-Geräte vom Storage-Spezialisten.

Vorteil Hyperkonvergenz

Ein hyperkonvergentes System ist die konsequente Weiterführung dieser seit einigen Jahren umgesetzten Philosophie der konvergenten Infrastruktur. Hyperkonvergenz bietet die Vorteile der Cloud-Technik Server lassen sich modular und skalierbar hinzufügen.

Hyperkonvergenz basiert aber auf Hardware, die im eigenen Rechenzentrum betrieben wird. Ein entsprechendes System ist eine Appliance, in der alle oben beschriebenen Komponenten vereint sind, also ein "Data Center in a Box". Server, Netzwerk, Speicher sowie Backup und Desaster Recovery sind in einer einzigen Hardware verbaut.

Wie schon andere Techniken vorher, wird sich auch die Hyperkonvergenz in den kommenden Jahren entwickeln, und es werden neue Funktionen hinzukommen. Zurzeit geht es vorrangig darum, das Rechenzentrum zu konsolidieren und die Verwaltung der IT-Infrastruktur zu vereinfachen.

Die Computing-Komponente

Virtuelle Maschinen gelten als die Server der Stunde und haben in den vergangenen Jahren dedizierte Hardware-Server abgelöst. Allerdings sind auch für den Betrieb von virtuellen Maschinen dedizierte Speichernetze nötig: die sogenannten LUNs (Logical Unit Number), auf denen dann die virtuellen Maschinen abgelegt sind.

Eine LUN definiert einen logischen Teil oder eine ganze Festplatte in einem Storage Area Network. In einem hyperkonvergenten Umfeld gehört der Speicher schon zum Paket. Es müssen also nicht erst Kollegen der Storage-Abteilung bemüht werden, um bei der Konfiguration einer virtuellen Maschine den dafür nötigen Speicher bereitzustellen.

Zudem benötigen hyperkonvergente Infrastrukturen keine spezielle Hardware. Vielmehr lässt sich die Technik problemlos mit herkömmlichen x86-Standardservern betreiben. Die Intelligenz dahinter steckt in der Software, die auf der Appliance läuft.

Storage für virtuelle Server

Die Hyperkonvergenz holt die zuvor beschriebenen Speichernetzwerke in die Appliance, wodurch die Daten nahe an der Computing-Einheit sind und nicht mehr über mehrere Netzwerke hinweg gelesen und geschrieben werden müssen. Eine hyperkonvergente Appliance enthält in der Regel unterschiedliche Arten von Speicher: Flash-Speicher und herkömmliche Festplatten, um garantiert den jeweiligen Lese- und Schreibeanforderungen der virtuellen Server gerecht zu werden.

Auf der Storage-Einheit lässt sich zudem Data Recovery realisieren. Das hat den Vorteil, dass bei einem Verlust von Daten deren Wiederherstellungszeit vergleichsweise kurz ist.

I/O-Blender-Effekt

Durch hyperkonvergente Infrastruktur lassen sich virtuelle Maschinen und die darauf laufenden Applikationen besser zu gleichartigen Landschaften zusammenfassen. Das schwächt den I/O-Blender-Effekt ab. Der ist immer dann zu spüren, wenn sich mehrere physikalische Hosts ein Storage teilen. Auf den Hosts laufen dann meist die unterschiedlichsten virtuellen Server, deren Lese- und Schreibanforderungen auf dasselbe Speichersystem treffen. Das wiederum führt zu einem unkoordinierbaren Datenaufkommen.

Integrierte Switching-Einheit

Auch virtuelle Umgebungen erfordern nach wie vor Switchports, damit der virtuelle Server auf seinem Host angesteuert werden kann. Das ist der dritte große Baustein in herkömmlichen Umgebungen neben Storage und Computing. Bei einer hyperkonvergenten Appliance ist die Switching-Einheit schon integriert und auf die restliche Hardware abgestimmt. Wenn also noch Platz für einen virtuellen Server ist, dann gibt es auch noch Netzwerk-Ports und Speicherplatz.

Die Verwaltung der IT-Landschaft

Mit hyperkonvergenter Infrastruktur bekommen die Betreiber von Rechenzentren und IT-Verantwortliche in Unternehmen die Verwaltung der IT-Landschaft in den Griff. Bisher setzen sie für jede Komponente - Switching, Storage, Computing, Data Recovery - eigene Techniker ein. In einer hyperkonvergenten Umgebung lassen sich alle zur Appliance gehörenden Komponenten zentral verwalten, überwachen und administrieren. Das sorgt für eine deutliche Entlastung der IT, die sich dadurch verstärkt anderen Aufgaben widmen kann.

Da die einzelnen Bausteine aufeinander abgestimmt sind, gibt es keine Interoperabilitätsprobleme mehr. Im Falle eines Ausfalls gestaltet sich die Fehlersuche einfacher, da die IT-Verantwortlichen sich nicht mehr mit mehreren Herstellern beschäftigen müssen.

Hyperkonvergente Appliances, die Switching, Storage und Computing „unter einem Dach” vereinen, wie hier Dell PowerEdge VRTX für Büroumgebungen, vereinfachen die Verwaltung der IT-Infrastruktur und sind leicht und schnell skalierbar.
Hyperkonvergente Appliances, die Switching, Storage und Computing „unter einem Dach” vereinen, wie hier Dell PowerEdge VRTX für Büroumgebungen, vereinfachen die Verwaltung der IT-Infrastruktur und sind leicht und schnell skalierbar.
Foto: Dell

Skalierbarkeit vereinfacht die Erweiterung

Früher oder später muss jede Infrastruktur erweitert werden. Hyperkonvergente Infrastruktur ist linear skalierbar, weil sich bei Bedarf einfach ein weiteres Modul hinzufügen lässt. Es entfallen die oft zeitraubenden Absprachen mit anderen Abteilungen, die für Switching oder Storage zuständig sind. So reduziert sich die Bereitstellungszeit eines Servers auf nur ein paar Stunden statt wie bisher Wochen oder gar Monate.

Mit der Hyperkonvergenz muss hier aber noch nicht Schluss sein. Die Technik ist ausbaufähig und wird sich in den kommenden Jahren weiterentwickeln. Techniken wie WAN-Optimierung zum schnelleren Datentransfer zwischen Unternehmensstandorten über das Weitverkehrsnetz oder auch Datendeduplikation für geringere Zugriffszeiten können weitere Bausteine eines hyperkonvergenten Systems sein.

Fazit

Trotz aller Vorteile hyperkonvergenter Systeme sind sie nicht automatisch überall einsetzbar. Immer dort, wo extreme Rechenleistung gefragt ist, gepaart mit Hochgeschwindigkeits-Datenspeichern für extrem hohe Lese- und Schreibraten oder bei sehr hohen Durchsatzraten, kommen IT-Struktur-Betreiber auch weiterhin nicht um dedizierte Hardware herum. Aber dort, wo sich die Virtualisierung von Servern in Verbindung mit gängigen Speichernetzen und Netzwerkinfrastrukturen anbietet, sind die hyperkonvergenten Systeme die richtige Wahl. Unternehmen können hierbei von der langjährigen Erfahrung, den leistungsfähigen Produkten und den innovativen Lösungen profitieren, die Dell im Bereich der Hyperkonvergenz anbietet.

Weiterführende Informationen:

Unternehmens-Strategien für zukünftige Data Center

Interaktive Checkliste: Ist Ihre IT-Infrastruktur fit für die Cloud?

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