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18.07.2016 - 

Server, Storage und Netzwerk

Vorteile und Nachteile einer Hyper Converged Infrastructure

Thomas Joos ist freiberuflicher IT-Consultant und seit 20 Jahren in der IT tätig. Er schreibt praxisnahe Fachbücher und veröffentlicht in zahlreichen IT-Publikationen wie TecChannel.de und PC Welt. Das Blog von Thomas Joos finden Sie unter thomasjoos.wordpress.com.
Die IT-Infrastruktur im Data Center besteht größtenteils aus heterogenen Komponenten wie Server, Storage und Netzwerk sowie Virtualisierungs-Lösungen wie Microsoft Hyper-V oder VMware vSphere. Zudem werden diese Lösungen meistens getrennt verwaltet und überwacht. Mit Converged Infrastructure oder Hyper Converged Infrastructure will man den herkömmlichen Aufbau von Rechenzentren revolutionieren.

Die herkömmlichen IT-Infrastrukturen beziehungsweise Netzwerke in Data Centern werden immer größer und komplexer zudem müssen sie immer mehr spezialisierte Aufgaben übernehmen. Dieser Ansatz ist nicht immer sinnvoll, auch wenn er einiges an Flexibilität und Unabhängigkeit bietet.

Immer mehr Rechenzentren setzen daher auf Converged Infrastructure, also konvergente Infrastrukturen. Dabei handelt es sich prinzipiell, um die Bündelung von Hard- und Software im Rechenzentrum. Unternehmen setzen dabei auf einen einzelnen Anbieter, der alle notwendige Hardware und Software gemeinsam in einem System.

Der Vorteil einer solchen einheitlichen Infrastruktur ergibt sich aus der perfekten Abstimmung der Komponenten, inklusive eines einheitlichen Managements. Das erleichtert die Verwaltung, erhöht die Effizienz, vermeidet Inkompatibilitäten zwischen Hard- und Software und spart somit Kosten. Auch der Support der Systeme wird dadurch einfacher und erfolgt aus einer Hand.

Vorkonfigurierte Systeme sind schneller einsatzbereit

Da Hard- und Software inklusive der notwendigen Überwachungs- und Verwaltungslösungen aus einer Hand kommen, sind diese ebenfalls optimal aufeinander abgestimmt und in den meisten Fällen auch bereits vorkonfiguriert. Dadurch lassen sich konvergente Systeme und Infrastrukturen sehr schnell für bestimmte Aufgaben ausrollen.

Konvergente Systeme gibt es im Bereich der Server schon lange. Denn hier setzen die meisten Unternehmen bereits auf solche Systeme und bauen selten eigene Server aus verschiedenen Komponenten zusammen.

In einer konvergenten Infrastruktur wird dieser Ansatz auch auf alle anderen Komponenten im Rechenzentrum ausgedehnt. So kommen zu den Servern noch die Hardware für das Netzwerk, den Storage, die Virtualisierungs-Plattform (in diesem Fall Hyper Converged Infrastructure) und die Software zur zentralen Überwachung und Steuerung dazu.

Durch die Vereinheitlichung und optimale Anpassung von Hardware und Software, sind die Systeme nicht nur schnell einsatzbereit, sondern auch äußerst skalierbar. Ist zum Beispiel mehr Leistung notwendig, kann der Hersteller diese recht schnell freischalten, oder durch Andocken weiterer Systeme sicherstellen.

Nachteil heterogener Netzwerke

Vor allem in mittelständischen Unternehmen kommen Server, Netzwerk, Storage, Software und die anderen beteiligten Komponenten aus verschiedenen Quellen und von verschiedenen Herstellern. Hier sind häufig Inkompatibilitäten, Probleme beim Support durch viele beteiligte Unternehmen sowie eine problematische Integrationsmöglichkeit der verschiedenen heterogenen Systeme zu erwarten.

Hinzu kommen noch die verschiedenen Managementlösungen der einzelnen Systeme, was die Verwaltung der gesamten Infrastruktur zusätzlich kompliziert. Der Support der Komponenten setzt sich aus verschiedenen Quellen zusammen, mit entsprechend unterschiedlichen Ansprechpartnern, die oft keinen Überblick über das Gesamtsystem haben. Das erschwert eine schnelle Fehleranalyse enorm.

Dazu kommt die hohe Komplexität der eingesetzten Verwaltungswerkzeuge. Administratoren müssen sich mit verschiedenen Tools und Benutzeroberflächen auseinandersetzen, die alle unterschiedlich funktionieren, andere Ansätze verfolgen und oftmals auch unterschiedliche Authentifizierungen erfordern.

Auch Schulungs- und Weiterbildungsmaßnahmen sind in verschiedenen Bereichen notwendig. Dazu kommt die Spezialisierung von Administratoren für bestimmte Aufgaben. Zu berücksichtigen sind auch Vertretungen, die oft schwer zu finden sind. Daneben können unerwünschte Insellösungen für die Verwaltung der verschieden IT-Systeme entstehen.

Hyper Converged Infrastructure

In den meisten Fällen betreiben Unternehmen heute auch Virtualisierungsplattformen wie VMware vSphere oder Microsoft Hyper-V. Eine solche Plattform wird in konvergenten Infrastrukturen nicht immer notwendig sein, wird aber dennoch eingesetzt. Eine konvergente Infrastruktur kann also virtualisiert sein, muss aber nicht.

Wird die Infrastruktur auch virtualisiert, spricht man von einer Hyper Converged Infrastructure. Im Grunde genommen handelt es sich dabei um die nächste Generation einer Converged Infrastructure. In solchen Netzwerken werden häufig noch erweiterte IT-Konzepte mit eingebunden, wie zum Beispiel eine Anbindung an die Cloud oder ein Desaster-Recovery-Konzept, das mehrere Rechenzentren umfasst. Das alles erfolgt über eine zentrale Verwaltungsplattform, die in den meisten Fällen als WebFrontend ausgelegt ist. Dadurch erhalten Unternehmen eine maximal mögliche Flexibilität in der Veraltung der IT-Infrastruktur.

Hyper Converged Infrastructure mit Software Definied Storage

In vielen Fällen nutzen Unternehmen nicht nur Hyper Converged Infrastructure (HCI), sondern parallel noch Software Defined Storage (SDS). In einem solchen Umfeld werden Hard- und Software nicht nur aus einer Hand geliefert, sondern beinhaltet auch Software-basierten Speicher. Hier werden alle Datenspeicher in der konvergenten Infrastruktur in einem einheitlichen virtualisierten Speicher inklusive Verwaltungssystem zusammengefasst.

Zu HCI und SDS gesellt sich zusätzlich noch Software Defined Networking (SDN). Dabei werden zusätzlich die virtuellen Netzwerke von VMware vSphere, Microsoft Hyper-V und Co gemeinsam verwaltet und überwacht. Häufig sind in solchen Konfigurationen keine Storage-Systeme wie SAN oder NAS mehr notwendig. Stattdessen werden Scale-Out-File-Server (SOFS) eingesetzt. Dabei werden Funktionen der beteiligten Betriebssysteme, zum Beispiel Windows Server 2012/2012 R2 oder Windows Server 2016 dazu genutzt, den Datenspeicher in der Hyper Converged Infrastructure zur Verfügung zu stellen.

Mit HCI, SDS und SDN können Unternehmen ein reines Software Defined Data Center (SDDC) realisieren, in dem alle Komponenten zentral verwaltet werden und vollkommen virtualisiert sind.

In einem solchen Szenario spielen aber noch weitere Aspekte eine wichtige Rolle: Dazu zählen die Datensicherung und die Daten-Deduplizierung inklusive einer zentralen Verwaltung. Dazu kommen verbesserte Speicherzugriffe über All-Flash-Arrays, SSD-Arrays oder anderen Technologien, welche ihre Geschwindigkeit vor allem dann ausspielen, wenn alle Komponenten reibungslos zusammenarbeiten.

Nachteile einer Converged Infrastructure

Generell bieten eine Converged Infrastructure zwar viele Vorteile, hat aber auch einige Nachteile. Zunächst verfügen viele Unternehmen bereits über Komponenten, die gut funktionieren und in die bestehende Infrastruktur eingebunden sind. Diese Systeme lassen sich in die konvergente Infrastruktur nicht einbinden, da hier alle Systeme eng miteinander verwoben sind.

Dazu kommt die relativ starre Planung einer Converged Infrastructure. Hier sind Server, Storage, Netzwerkkomponenten und Virtualisierungs-Plattform eng miteinander verwoben. Zwar lassen sich die Systeme weitgehend problemlos skalieren, sind bezüglich der generellen Planung aber wenig flexibel, da die Pakete in den meisten Fällen bereits geschnürt sind. Die generelle Proportionierung von CPU, Storage, Netzwerk und den anderen Komponenten sind relativ fix aufeinander abgestimmt.

Die Einbindung einer Converged Infrastructure bereitet vielen Verantwortlichen Probleme, da zumindest in einer Übergangszeit mehrere Komponenten parallel eingesetzt werden müssen. Die Komplexität des Netzwerkes steigt dadurch an, bis die heterogenen Komponenten aus dem Netzwerk entfernt werden.

Fazit

Converged Infrastructures und Hyper Converged Infrastructures sind sicherlich aktuell die wichtigsten Trends in Netzwerken. Nur durch diese Systeme lassen sich alle Ressourcen umfassend und effizient nutzen, ohne dass einige Systeme "über-, andere unterlastet" werden. Allerdings stellen auch Converged oder Hyper Converged Infrastructures Unternehmen vor große Herausforderungen. Vor allem die Einbindung in bereits existierende Netzwerke ist nicht gerade einfach und bereitet häufig Probleme.

Sobald die Infrastruktur eines Unternehmens aber konvergent betrieben wird, profitieren sie von einer einfacheren Verwaltung und effizienteren Nutzung der eingesetzten Hard- und Software. Die IT-Abteilung wird deutlich entlastet, der Support vereinfacht, die Stabilität und Leistung werden erhöht. Besonders mittelständische und kleine Unternehmen, die neue Netzwerke planen, sollten sich den Einsatz einer Hyper Converged Infrastructure genau in Hinblick auf die oben genannten Aspekte überlegen. Denn eine solche Infrastruktur bringt nicht nur Vorteile, sondern auch einige Nachteile.

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