Netzwerk, Storage, Computer und Server virtualisiert als Dienst anbieten

Der Weg zum Software Defined Data Center

| Autor / Redakteur: Thomas Joos / Florian Karlstetter

Virtualisierung ist die Basis für den Aufbau eines Software Defined Data Center.
Virtualisierung ist die Basis für den Aufbau eines Software Defined Data Center. (Bild: © Weissblick - Fotolia.com)

Immer mehr Unternehmen setzen auf die Virtualisierung verschiedener Dienste im Rechenzentrum. Neben der Virtualisierung der Server, spielt auch die Virtualisierung der Netzwerke, des Datenspeichers und der einzelnen Arbeitsstationen eine wichtige Rolle. Wir zeigen, auf was es auf dem Weg zum Software Defined Data Center so alles ankommt.

In einem Software Defined Data Center werden Server, Speicher und Netzwerk virtualisiert.
In einem Software Defined Data Center werden Server, Speicher und Netzwerk virtualisiert. (Bild: Thomas Joos)

Software Defined Data Center stellen die einzelnen Funktionen des Netzwerks, also Storage, Server, aber auch das Netzwerk selbst, als Dienst zur Verfügung. Die Dienste werden virtualisiert und stehen im Netzwerk als Software-as-a-Service (SaaS) zur Verfügung. Das erleichtert die Verwaltung und Zuteilung von Ressourcen an Abteilungen, Niederlassungen oder anderen Mandanten. Die Virtualisierung ist also eine der wichtigsten Grundlage in einem Software Defined Data Center.

Daraus besteht ein Software Defined Data Center

Nur durch eine optimale Virtualisierung können IT-Abteilungen in Zukunft notwendige Ressourcen schnell und effizient zur Verfügung stellen. Denn in einem virtuellen Rechenzentrum lassen sich Ressourcen provisionieren und zentral überwachen. Ein Software Defined Data Center besteht also vor allem aus den folgenden Bereichen:

  • Software Defined Computing
  • Software Defined Networking
  • Software Defined Storage

Durch Software Defined-Ressourcen im Rechenzentren erreichen Unternehmen eine Trennung der Verwaltungsebene und der Datenebene. Die Verwaltung der tatsächlich vorhandenen Ressourcen wird von der Zuteilung der Ressourcen entkoppelt. Dadurch lassen sich Ressourcen besser nutzen.

Die Datenträger von Dateiservern lassen sich zu einem Pool zusammenfassen, zum Beispiel mit Storage Spaces Direct in Windows Server 2016.
Die Datenträger von Dateiservern lassen sich zu einem Pool zusammenfassen, zum Beispiel mit Storage Spaces Direct in Windows Server 2016. (Bild: Thomas Joos)

Beispiel für ein Software Defined Storage-System

Ein Beispiel ist die Umstellung des Datenspeichers auf Software Defined Storage. Setzen Unternehmen zum Beispiel zwei Dateiserver ein, auf denen der Speicherplatz unterschiedlich verwendet wird, und die über verschiedene Festplattentechnologien verfügen, lassen sich diese zu einem Pool zusammenfassen.

Verschiedene Datenträgertypen lassen sich effizient zu einem Pool zusammenfassen.
Verschiedene Datenträgertypen lassen sich effizient zu einem Pool zusammenfassen. (Bild: Thomas Joos)

Verfügt der Server A zum Beispiel über eine SSD mit etwa 500 GB Kapazität, bei der noch 20 GB frei sind, kann dieser Speicherplatz eingebunden werden. Verfügt Server B zum Beispiel über eine 1 TB HDD mit noch 500 GB freien Speicherplatz, kann auch dieser Bereich in einem Software Defined Storage eingebunden werden.

Im Speicherpool werden SSD und HDD eingebunden. Das System bestimmt automatisiert wo gespeichert werden soll.
Im Speicherpool werden SSD und HDD eingebunden. Das System bestimmt automatisiert wo gespeichert werden soll. (Bild: Thomas Joos)

Insgesamt hat der SDS dann eine Kapazität von 1.5 TB mit noch 520 GB freien Speicherplatz. Das SDS-System kann häufig verwendete Daten auf die schnelle SSD zwischenspeichern, weniger häufig verwendete Daten auf der HDD. Vernetzt sind die Server über ein 10 GB-Netzwerk, was den Datenaustausch beschleunigt. Administratoren weisen den Freigaben logischen Speicherplatz zu. Wo dieser Speicherplatz physisch tatsächlich positioniert ist, spielt für das SDS keine Rolle. Bei einer solchen Lösung werden die Ressourcen also bedarfsbedingt zugewiesen, und optimal ausgenutzt.

Vorteile bei der Virtualisierung und Aufteilung nach Diensten

Der maßgebliche Vorteil bei einem Software Defined Data Center ist das Zusammenfassen aller physischen Ressourcen zu einem Pool. Aus diesem Pool werden genau die Ressourcen zugeteilt, die eine Abteilung, Niederlassung oder Büro benötigt. Dadurch steigt die Effizienz der Ressourcenverwendung deutlich an.

Durch die Virtualisierung des Netzwerks erreichen Unternehmen auch hier eine bessere Auslastung der eigenen Ressourcen.
Durch die Virtualisierung des Netzwerks erreichen Unternehmen auch hier eine bessere Auslastung der eigenen Ressourcen. (Bild: Thomas Joos)

Über Quality of Service (QoS)-Einstellungen für Netzwerk und Speicher lässt sich genau definieren, welche Geschwindigkeit und welchen Umfang die einzelnen Server erhalten. Alle Ressourcen sind zentral steuer- und überwachbar. Die einzelnen zugeteilten Ressourcen sind von den anderen vollkommen unabhängig und unterliegen nur der zentralen Steuerung. Durch die Virtualisierung von Servern spielen die virtuellen Switches der Virtualisierungs-Hosts eine wichtige Rolle. Zusammen mit den physischen Netzwerkgeräten bieten diese also die Grundlage zur Vernetzung aller eingebundenen Ressourcen. Software Defined Networking kann also in Echtzeit die Verwendung der Netzwerkadapter steuern, inklusive Regeln wie Prioritäten oder Quality of Service (QoS).

Software Defined Storage im Software Defined Data Center

Mit einer Software Defined Storage-Lösung können Unternehmen ihre Datenspeicher besser ausnutzen.
Mit einer Software Defined Storage-Lösung können Unternehmen ihre Datenspeicher besser ausnutzen. (Bild: Thomas Joos)

Besonders sinnvoll ist die zentrale Verwaltung bei den Datenspeichern. Hier werden alle verfügbaren Datenspeicher zu einem gemeinsamen virtuellen Speicher zusammengefasst. Dieser umfasst alle Speichertechnologien von HDD, SSD, SAN, NAS oder All-Flash-Arrays. Die Aufteilung erfolgt auch hier auf Basis der Virtualisierung. In diesem Fall besteht ein logisch zugeteilter Datenspeicher aus mehreren physischen Systemen. Gleichzeitig erreichen Unternehmen dadurch einen Geschwindigkeitsvorteil.

Denn häufig verwendete Daten lagert das Software Defined Storage-System auf die besonders schnellen Datenspeicher aus, während weniger häufig verwendete Daten auf eher langsameren Datenträgern positioniert werden. Manche Software Defined Storage-Lösungen in einem Software Defined Data Center binden sogar den Arbeitsspeicher von physischen Servern mit ein, zum Beispiel den Virtualisierungs-Hosts. Dadurch steigt die Datenverarbeitung enorm an, ohne dass Unternehmen zusätzliche Hardware erwerben müssen. Die komplette Verwaltung findet über eine zentrale Verwaltungskonsole statt.

Über VMware vSphere lassen sich Software Defined Data Center effizient aufbauen.
Über VMware vSphere lassen sich Software Defined Data Center effizient aufbauen. (Bild: Thomas Joos)

Diese Lösungen gibt es für Software Defined Data Center

Basis eines Software Defined Data Center ist vor allem die Virtualisierung. Hier spielen vor allem VMware mit vSphere und Microsoft mit Hyper-V eine wichtige Rolle. Die zentrale Verwaltung der Umgebung erfolgt am Beispiel von vSphere mit dem vCenter, im Falle von Microsoft Hyper-V durch die System Center-Suite, vor allem System Center Virtual Machine Manager.

Als private Cloud-Lösung können Unternehmen im Software Defined Data Center auch auf Azure Pack und Azure Stack setzen.
Als private Cloud-Lösung können Unternehmen im Software Defined Data Center auch auf Azure Pack und Azure Stack setzen. (Bild: Thomas Joos)

Zusätzlich bietet Microsoft noch Azure Pack und Azure Stack an. Diese beiden Technologien bringen die Funktionen der Public Cloud-Lösung Microsoft Azure in das lokale Rechenzentrum. Im Wesentlichen baut diese Cloud-Lösung aber ebenfalls auf Hyper-V und System Center auf, ergänzt mit weiteren Diensten.

Unternehmen können die Virtualisierungs-Infrastruktur durch diese Technologien ständig erweitern. So bietet Microsoft mit Windows Server 2016 den neuen Network Controller, der zentral alle kompatiblen Hardware-Geräte, aber auch alle virtuellen Switches steuern und überwachen kann. Auch VMware liefert ständig neue Produkte, die beim Aufbau eines Software Defined Data Centers helfen. Die vCloud-Suite stellt hier die wichtigsten Werkzeuge zum Aufbau der Umgebung und deren Überwachung bereit.

Viele Umgebungen sind nicht homogen. Neben Hyper-V und VMware vSphere kommen häufig auch Cloud-Dienste wie Amazon Web Services zum Einsatz.
Viele Umgebungen sind nicht homogen. Neben Hyper-V und VMware vSphere kommen häufig auch Cloud-Dienste wie Amazon Web Services zum Einsatz. (Bild: Thomas Joos)

In vielen Umgebungen gibt es aber nicht nur einen Hersteller. Ein Software Defined Data Center kann durchaus auch aus mehreren Installationen auf Basis von VMware vSphere, Microsoft Hyper-V und anderen Lösungen wie KVM bestehen. In diesem Fall gibt es häufig eine übergeordnete Verwaltungslösung, die alle Ressourcen der verschiedenen Plattformen zentral verwalten kann.

Unterschiede zur Verwaltung klassischer Netzwerke

Da in einem Software Defined Data Center alle Ressourcen virtualisiert sind, erfolgt deren Verwaltung in den meisten Fällen auf anderen Wegen, als bei der Verwaltung herkömmlicher Netzwerke. Zwar stehen klassische Werkzeuge, wie grafische Verwaltungstools und Befehlszeilen weiterhin zur Verfügung, generell erfolgt aber die Steuerung von Ressourcen im Software Defined Data Center über zentrale Konsole, häufig webbasiert.

Am Beispiel von Azure Pack können auch SQL-Datenbanken im Software Defined Data Center zentral zur Verfügung gestellt werden.
Am Beispiel von Azure Pack können auch SQL-Datenbanken im Software Defined Data Center zentral zur Verfügung gestellt werden. (Bild: Thomas Joos)

Beim Einsatz von Hyper-V im Software Defined Data Center erfolgt die Verwaltung der einzelnen Serverdienste natürlich mit den bekannten Verwaltungswerkzeugen. Das gilt auch wenn Windows-Server mit VMware vSphere virtualisiert werden. Die Verwaltung der Ressourcen im Rechenzentrum, also dem Datenspeicher, Netzwerk oder anderer Bereiche, erfolgt über andere Tools, zum Beispiel Microsoft System Center oder VMware vCenter.

Darauf müssen Unternehmen achten

Soll das Rechenzentrum weitgehend virtualisiert werden, muss bei neuen Investitionen darauf geachtet werden, dass die neuen Komponenten ideal in das Rechenzentrum eingebunden und zentral verwaltet werden können. Es spielt eine wichtige Rolle, dass alle verwendeten Ressourcen weitgehend automatisiert provisioniert werden können. Sind die physischen Ressourcen angebunden, ist der Einsatz von Self-Service-Portalen sinnvoll, über die Administratoren verschiedener Abteilungen oder Niederlassungen selbst Ressourcen anfragen können.

Durch Automatisierung erkennt das System, ob einem Administrator die Ressourcen zustehen, und kann diese automatisiert zuteilen, ohne dass andere Administratoren tätig werden müssen. Sobald die Regeln für die Aufteilung der Ressourcen gesetzt sind, kann sich ein gutes Verwaltungssystem weitgehend autonom um die Ressourcen im Netzwerk kümmern.

Fazit

Ein Software Defined Data Center (SDDC) besteht im Grunde genommen aus einem Software Defined Networking (SDN), Software Defined Storage (SDS) und natürlich virtualisierten Servern, auch als Software Defined Computing bezeichnet. Die Ressourcen werden basierend auf den definierten Regeln als Software-as-a-Service (SaaS) bereitgestellt und zentral verwaltet. Besonders wichtig ist eine zentrale Verwaltungslösung, mit der sich alle Funktionen im Software Defined Data Center verwalten lassen.

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