Definition Was ist eine Intelligent Autonomous Infrastructure?

Eine Intelligent Autonomous Infrastructure baut auf dem Konzept einer softwaredefinierten Infrastruktur auf und wendet Verfahren der Künstlichen Intelligenz und des Maschinellen Lernens an. Dadurch kann sie sich größtenteils autonom steuern und unterschiedlichen Gegebenheiten anpassen.

Im IT-Umfeld ist eine Intelligent Autonomous Infrastructure, oft auch nur als Autonomous Infrastructure bezeichnet, eine IT-Umgebung beziehungsweise Infrastruktur, die sich größtenteils autonom steuert und anpasst. Autonom bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das System ohne direkte Einflussnahme des Menschen und ohne eine vorherige genaue Ablaufprogrammierung in der Lage ist, selbständig auf Basis von zur Verfügung gestelltem Datenmaterial und durch Lernvorgänge erworbenem "Wissen", komplexe Aufgabenstellungen zu lösen, sich an bestimmte Situationen anzupassen, ereignisbezogen die richtigen Entscheidungen zu treffen oder vordefinierte Ziele zu erreichen.

Um dies zu bewerkstelligen, kommen Verfahren und Konzepte aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) und des Maschinellen Lernens (ML) zum Einsatz. Eine Intelligent Autonomous Infrastructure wird durch KI und ML selbstheilend. Sie betreibt und steuert sich mehr oder weniger selbst. Sie kann ein Problem eigenständig analysieren, geeignete Lösungsstrategien entwickeln und diese umsetzen. In diesem Zusammenhang fällt daher oft der Begriff NoOps. NoOps bedeutet aber nicht, dass es keinen IT-Betrieb mehr gibt, sondern dass der Betrieb hochgradig automatisiert ist und überwiegend ohne menschliches Eingreifen abläuft. Automatisiert sind sämtliche Teilbereiche des Betriebs wie Ressourcen- und Leistungsmanagement, Monitoring und Incidentmanagement.

Grundprinzip und Funktionsweise einer Intelligent Autonomous Infrastructure

Eine Intelligent Autonomous Infrastructure baut auf dem Konzept einer softwaredefinierten Infrastruktur (Software-Defined Infrastructure; SDI) auf. Hardware- und Softwareebene sind in einer solchen Infrastruktur voneinander entkoppelt. Die Softwareintelligenz befindet sich nicht mehr direkt in den Hardwaregeräten der Infrastruktur. Eine softwarebasierte Kontroll- und Managementebene steuert die Hardwareinfrastruktur mit ihren Geräten. Die Kontrollebene ist zentralisiert und erlaubt die Automatisierung von Verwaltungs- und Konfigurationsaufgaben. Software bestimmt die Funktionalität der Infrastrukturlandschaft und IT-Umgebungen lassen sich ähnlich wie Anwendungen versionieren, anpassen und upgraden.

Die Intelligent Autonomous Infrastructure erweitert eine softwaredefinierte Infrastruktur mit Konzepten der Künstlichen Intelligenz und des Maschinellen Lernens. Dadurch steigt der Automatisierungsgrad weiter. Die Infrastruktur wird lernfähig und kann autonom ohne eine direkte menschliche Interaktion agieren. Damit sie tatsächlich autonom wird, muss die Intelligent Autonomous Infrastructure zunächst trainiert beziehungsweise angelernt werden. Auf Basis von bereitgestellten Trainingsdaten und menschlichem Wissen lernt die KI Abhängigkeiten, Beziehungen und Muster der Infrastruktur kennen, sie richtig einzuordnen, daraus die geeigneten Entscheidungen und Maßnahmen abzuleiten und diese auch umzusetzen.

Es kommen dafür sowohl überwachtes als auch unüberwachtes Maschinelles Lernen sowie tiefe künstliche neuronale Netze und Deep Learning zum Einsatz. Nach dem Training kann die intelligente, autonome Infrastruktur aufgrund ihres erworbenen Wissens und der erlernten Fähigkeiten passend auf Ereignisse, auch unvorhergesehene, reagieren. Die Künstliche Intelligenz des Systems wird kontinuierlich mit System-, Logging- und Monitoringdaten gespeist. Sie kann Systeme, Anwendungen und Workloads entsprechend den aktuellen Anforderungen hoch- und herunterfahren, Anomalien analysieren, Fehler selbständig beheben oder Konfigurationsänderungen durchführen. Durch die kontinuierlichen Datenanalysen lernt die KI ständig dazu. Darüber hinaus ist es möglich, mehrere autonome Infrastrukturen zu koppeln und dadurch deren Wissensbasis und Fähigkeiten zu erweitern.

Damit die KI der intelligenten Infrastruktur sich für den Menschen nicht wie eine Blackbox verhält und Entscheidungen oder Maßnahmen nachvollziehbar und für Menschen interpretierbar bleiben, sind solche System häufig mit einer so genannten Explainable Artificial Intelligence (XAI), was im Deutschen "erklärbare künstliche Intelligenz" bedeutet, ausgestattet. Eine XAI stellt den Administratoren Hintergrundinformationen zur Verfügung, auf Basis welcher Daten und Algorithmen sie zu bestimmten Entscheidungen gekommen ist.

Vorteile einer Intelligent Autonomous Infrastructure

Eine Intelligent Autonomous Infrastructure bietet unter anderem folgende Vorteile:

• hoher Automatisierungsgrad und starke Autonomie der Infrastruktur

• gesteigerte Effizienz und Agilität

• reduzierter Betriebsaufwand

• Entlastung des Betriebsteams durch Übernahme auch komplexer Betriebstätigkeiten

• selbständige Problemanalyse und Fehlerbehebung (sich selbst heilende Infrastruktur)

• weniger Fehler durch manuelle Tätigkeiten

• proaktives Handeln durch Vorhersagen der KI

• Reduzierung der Ausfallzeiten und höhere Verfügbarkeit der Infrastruktur

• höheres Sicherheitsniveau

• automatische Dokumentation aller Veränderungen und Maßnahmen

• Unterstützung bei der Einhaltung von rechtlichen Vorgaben und Compliance-Richtlinien

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