Netzwerk, Storage und Leistung eines SDDC

Zu den Kernelementen eines softwarebasierten Rechenzen­trums zählt neben der Abstrahierung von Rechen-, Netzwerk- und Storage-Ressourcen vor allem die Virtualisierung von Netzwerkkomponenten und IT-Services. Virtualisierung findet in einem SDDC auf drei Ebenen statt: der Server-, der Storage- und  der Netzwerkinfrastruktur-Ebene.

Die erste Virtualisierungsebene betrifft die Server: Rechenleistung, inklusive CPUs, Betriebssystem und Arbeitsspeicher, wird in Form von Virtual Machines (VMs) bereitgestellt. Für einen IT-Service und dessen Nutzer bleibt dabei intransparent, auf welchen physischen Server-Systemen „seine“ VM läuft. Diese virtuellen Maschinen lassen sich bei Bedarf hin und her bewegen – innerhalb eines firmeninternen Rechenzentrums oder zwischen diesem und dem Datacenter eines Cloud-Service-Providers.

Server-Virtualiserung ist mittlerweile in den meisten Rechenzentren anzutreffen. Marktexperten wie Gartner und IDC sowie IT-Hersteller taxieren den Virtualisierungsgrad in herkömmlichen Rechenzentren auf 75 bis 80 Prozent. Als Virtualisierungssoftware kommt vorzugsweise VMware vSphere zum Einsatz. Auf dem Vormarsch ist Microsoft Hyper-V. Dies auch deshalb, weil Microsoft Hyper-V in seine Server-Plattform Windows Server integriert hat und kostenlos zur Verfügung stellt. Allerdings sollte ein Software-defined Data Center außer vSphere und Hyper-V im Idealfall auch Citrix XenServer und Red Hat KVM unterstützen.

Die zweite Virtualisierungskomponente in einem SDDC ist die Speichersystem-Landschaft (Storage). Hier ist das Ziel, einen virtualisierten Storage-Pool einzurichten, der von einem zentralen Managementsystem aus verwaltet wird. In diesem Pool sind beispielsweise Hochleistungs-Storage-Arrays, iSCSI- und NAS-Systeme und Storage-Systeme auf Basis von Fibre-Channel-Netzen (FC) zusammengefasst. Zudem lassen sich Speichermedien für die Archivierung wie Bandlaufwerke oder Tape Libraries einbinden.

Solche Techniken für Software-defined Storage (SDS) gibt es bereits seit geraumer Zeit. Unternehmen wie EMC, Net­App, Fujitsu, Dell, HP und Brocade bieten entsprechende Produkte an, die in herkömmlichen Rechenzentren eingesetzt werden. Ebenso wie bei Software-defined Networking (SDN) wird bei SDS die Kontrollebene (Control Plane) der Speichersysteme von der Data Plane (Datentransport-Ebene) getrennt. Externe Controller übernehmen damit die Steuerung der Datenspeicher und ermöglichen es, per Software Anwendungen und IT-Diensten die passenden Storage-Ressourcen zur Verfügung zu stellen.

Da Storage-Virtualisierung bereits seit Jahren eingesetzt wird, sind entsprechend viele herstellerspezifische Ansätze auf dem Markt zu finden. Virtualisierte Speicher-Ressourcen in einem softwarebasierten Rechenzentrum sollten jedoch möglichst unabhängig von der Hard- und Software einzelner Anbieter arbeiten, damit sie sich zu einem Storage-Pool zusammenfassen lassen. Eine SDS-Umgebung in einem softwarebasierten Rechenzentrum muss daher über folgende Funktionen verfügen:

Die dritte Virtualisierungs-Komponente eines SDDC ist die „programmierbare“ Netzwerkinfrastruktur, Stichwort Software-defined Networking (SDN). Die Grundlage dafür bilden laut Rainer Dresbach von Brocade sogenannte Ethernet Fabrics, eine erweiterte Form eines Ethernet-Netzwerks, die den Austausch gemeinsamer Konfigurationsparameter zwischen allen Switch-Ports der Fabric erlaubt. „Sie lassen sich in eine bestehende Umgebung integrieren und werden herkömmliche Netzwerke im Rechenzentrum ablösen“, so Dresbach. Das Ziel sei anschließend, möglichst viele Netzwerkkomponenten und deren Funktionen zu virtualisieren. „Dank Technologien wie Network Function Virtualization lassen sich diese Funktionen als virtuelle Instanz auf einem VMware-Server implementieren. Das bietet ein hohes Maß an Flexibilität und Skalierbarkeit“, stellt Dresbach heraus.

SDN ist im Gegensatz zur Storage-Virtualisierung eine neue Technologie. Das Ziel ist jedoch dasselbe: Statt herstellerspezifischer Router und Switches mit einer proprietären Systemsoftware sollen Standardsysteme zum Einsatz kommen. Die Kontrolle (Control Plane) wird an einen externen Controller übergeben. Er bestimmt, wohin die Daten transportiert werden und welche Quality-of-Service-Eigenschaften dabei zu berücksichtigen sind. Für den eigentlichen Transport der Daten sind – preisgünstige – Standard-Switches zuständig.