Die (R)Evolution der Rechenzentren; Teil 2

Konvergenz und Konzentration – Antworten auf die neuen Anforderungen

24.02.2011 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Die Datenverkehrsströme in Web-Applikationen sind komplex und kaum berechenbar; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Die Datenverkehrsströme in Web-Applikationen sind komplex und kaum berechenbar; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Noch nie hat es eine Zeit gegeben, in der so viele neue Anforderungen gleichzeitig auf RZ-Netze zukommen wie im Moment. Web-Architekturen, Virtualisierung, I/O-Konsolidierung und Speicher-Konvergenz sind hier die wichtigsten Schlagworte. Durch sie wird das RZ-Netz zum Systembus. Aber was heißt das für Bandbreite, Latenz, Reaktionsfähigkeit, Sicherheit, Struktur und Betrieb?

Es gibt ungefähr 20 neue Standards von 40/100 GbE bis hin zu PLSB und TRILL, die alle in irgendeiner Weise zur Lösung beitragen. Aber wie genau? Welche Kombinationen sind sinnvoll, was ist eher überflüssig? Und schließlich: welche Systeme unterstützen diese ganzen Neuheiten? Bestehende Systeme können hier schnell an Leistungsgrenzen stoßen und zwar nicht nur hinsichtlich der puren Bandbreite.

Alle diese Anforderungen und möglichen Lösungen können nicht losgelöst voneinander betrachtet werden. Diese Beitragsserie behandelt die Problematik in einer gewissen Ganzheitlichkeit behandeln. Um nicht in jedem Kapitel immer wieder die Anforderungen auflisten zu müssen, ist dieser Teil einzig den Anforderungen und den Implikationen gewidmet.

Auch hier gibt es direkt eine Überraschung: nur einer der drei wesentlichen neuen Anforderungsbereiche hängt mit Entwicklungen bei den Anwendungen zusammen. Alle anderen sind unmittelbare Auswirkungen der Änderung der Systemarchitektur durch die Auflösung der Struktur singulärer Server und der Konzentration dieser auf virtualisierten modernen Servern.

Die Ausgangssituation

Die Ausgangssituation ist durch folgende Stichworte zu kennzeichnen:

  • Leistungsexplosion virtueller Server
  • I/O-Konvergenz und Anschlussproblematik
  • Anforderungen virtueller Gesamtlösungen: das Netz als Systembus

Das ist die Perspektive eines Planers, der das Problem hat, neue, schnelle Rechner sinnvoll mit der Infrastruktur zu verbinden. Die Frage ist aber, ob das alleine zum Verständnis der Gesamt-Problematik ausreicht und zu befriedigenden Lösungen führt.

Aus der Perspektive der Systemarchitektur kann man vereinfachend sagen, dass die Kommunikation im RZ von drei neuen Verkehrsströmen geprägt wird:

  • Kommunikation zwischen virtuellen Maschinen als Teil von verteilten (Web-) Architekturen
  • Systemkommunikation aus dem Umfeld der Virtualisierung wie z.B. das Wandern virtueller Maschinen, High Availability und Fault Tolerance
  • Verlagerung von Plattenspeicher aus dem Direct Attached Bereich hin zu Storage Area Networks

Einzig die erste Anforderung steht in unmittelbarem Zusammenhang zu Anwendungen und ihrer Bearbeitung. Die beiden anderen Anforderungen ergeben sich unmittelbar aus dem Konzentrationsprozess, der in praktisch allen RZs bereits läuft.

Kurz charakterisiert ist das Ziel des Konzentrationsprozesses die Ablösung bestehender Strukturen aus vielen singulären älteren Servern durch ein modernes virtuelles System mit wenigen Servern hohen Konzentrationsgrades. Auch wenn wir heute im Rahmen der Virtualisierung nur zehn bis 20 „alte“ Server auf virtuelle Maschinen in einem neuen Server abbilden, wird diese Zahl mit der Zeit getrieben durch die Entwicklung bei Prozessoren und Virtualisierungssystemen deutlich steigen.

Unabhängig davon, wie viele ältere Server nun in einem oder wenigen neuen Servern konzentriert werden, müssen natürlich sämtliche Funktionen und Betriebsmittel der alten Server nachgebildet werden, wenn die Migration auch für die Anwendungen erfolgreich sein soll.

Die dadurch entstehenden Verkehrsströme sind neu, es gab sie vorher nicht. Dies zementiert eine unangenehme Tatsache.

Unabsehbare Verkehrsströme

In einem RZ entstehen durch neuartige Kommunikationsformen aus der Anwendungsebene und durch die virtualisierungsbedingte Systemkommunikation neue Verkehrsströme erheblichen Umfangs, die durch eine Extrapolation bisheriger Verkehrsströme nicht vorherbestimmt werden können.

Das bedeutet, dass die herkömmliche Methode der Erweiterung eines RZ-Netzes auf der Grundlage dessen, was über die bisherigen Anforderungen für die Kommunikation der älteren singulären Server im Rahmen der Anforderungen durch die Anwendungen bekannt war, nicht mehr zielführend ist.

Das Schlagwort dieser Zeit ist „das Netz wird zum Systembus“. Das ist einfach gesagt, die spannende Frage ist aber, was im Einzelnen dahinter steckt. Versuchen wir, das aufgrund der drei genannten Einflussfaktoren näher zu beleuchten.

weiter mit: Einflussfaktor Web-Architekturen

 

ComConsult Netzwerk-Redesign Forum 2011

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