In dieser Serie können die Weiterentwicklungen der Prozessorarchitekturen nicht insgesamt dargestellt und gewürdigt werden. Deshalb werde ich am Beispiel der Intel Nehalem-Architektur einige wesentliche Trends zeigen und dann die Verbesserungen hinsichtlich der I/O für die Virtualisierung genauer betrachten.

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Die besten Konzepte für Netzwerke im Rack und darüber hinaus nützen gar nichts, wenn das Problem der Hypervisor-Überlastung nicht systematisch gelöst wird. Dazu gibt es einen sehr interessanten Standard von PCI-SIG, den sogenannten SR-IOV (Single Root – I/O Virtualization), der vor allem deshalb so eine hohe Bedeutung hat, weil er letztlich eine Erweiterung von PCIe , dem aktuell wichtigsten und erfolgreichsten aller internen Bus-Systeme, ist. Hardware-Hersteller orientieren sich an diesem Standard. Also reicht es aus, sich exemplarisch anzusehen, was der Prozessor-Gigant Intel genau aus diesen Vorgaben macht, welche Anreicherungen es noch zusätzlich gibt und wie sich das Ganze sowohl in der Prozessorarchitektur als auch in erhältlichen Produkten niederschlägt.

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Mit der Betrachtung der möglichen SONET Netzkonfigurationen und der Relation zum SDH-Standard beenden wir mit dieser Folge die Darstellung von SONET. Am Ende steht aber eine Betrachtung darüber, inwieweit nun SONET dazu beitragen kann, die Ziele, die wir mit einem Netz für die RZ-Fernkopplung verbinden, zu erreichen.

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Eine wesentliche Fähigkeit des SONET ist die, wirklich alles Denkbare an unterschiedlichen Verkehrsströmen integrieren z können. Basis dafür sind die Multiplexing-Prinzipien. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher SONET-Netzelemente, die zu entsprechenden Topologien zusammengesetzt werden können.

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In der letzten Folge hatten wir mit der Besprechung des fast schon unsterblichen SONET begonnen. Das setzen wir heute mit weiteren Einzelheiten fort.

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Die Integration optischer Komponenten hat eine Schlüsselfunktion für die Verbreitung optischer Netze. Solange optische Netze nur mit schrankgroßen Komponenten aufgebaut werden konnten, wurde ihr Einsatz aus Kosten- und Komplexitätsgründen auf das Notwendigste beschränkt, z. B. auf den Einsatz bei Seekabelsystemen. Genau das hat sich aber massiv geändert.

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Für die Evolution optischer Transportnetze sind die Basiskomponenten Lichtsender, Lichtempfänger, Lichtwellenleiter und Verstärker von besonderem Interesse. Ihre Entwicklung ist am Ende nicht nur maßgeblich für die zu erzielende Leistung, sondern auch für den Preis der Komponenten. Optische Kommunikation hat heute noch den Ruf, besonders teuer zu sein. Das wird sich durch die Integration der Strahlungsquellen, Modulatoren und Empfänger drastisch ändern. Die Revolution hat bereits begonnen, wie wir an den Transceivern für 10-, 40- und 100-GbE sehen können.

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Unsere Kernfrage ist immer: was bedeutet Virtualisierung für RZ- und Corporate Networks? Heutige virtualisierte Systeme haben oftmals noch deutliche Grenzen hinsichtlich ihrer I/O-Fähigkeit. Das wird sich aber sehr schnell ändern und sie werden ebenfalls 10- oder 40-Gb-Anschlüsse nutzen können. Das liegt einerseits an der Schaffung virtualisierungsbewusster Prozessorarchitekturen und andererseits an geschickten funktionellen Verlagerungen. Wir werden das nicht nur abstrakt diskutieren, sondern konkrete, jetzt erhältliche Systeme und neue Standards vorstellen, die ein wesentlich höheres Leistungsniveau erreichen, um die Dramatik der Entwicklung zu unterstreichen.

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Wir werden in dieser Reihe sowohl von SONET als Vertreter der klassischen Fernkommunikationswege als auch von Carrier Ethernet als Vertreter der neuen Generation paketorientierter Weitverkehrsnetze sprechen. Diese Diskussionen bleiben aber ohne wirkliche Substanz, wenn wir nicht zunächst einen Blick auf die Evolution optischer Transportnetze werfen. Neben mehr allgemeinen Entwicklungen wie Verbesserungen bei Fasern, die wir hier nicht betrachten wollen, ist vor allem die Integration optischer Komponenten ein wesentliches Instrument für die Schaffung neuer Netze des Exa-Byte Zeitalters.

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Die Idee, wichtige Redundanzfunktionen auf weit wandernde virtuelle Maschinen auszulagern, ist faszinierend, hat aber auch ganz klar ihren Preis. Deshalb steht diese Folge in unmittelbarem Zusammenhang mit der letzten. Außerdem ist es natürlich so, dass sich nicht wirklich alle Anwendungen gleich gutmütig in dieser Art und Weise behandeln lassen. Die Mindestvoraussetzung ist ja, dass sie virtualisiert sind. Hersteller wie SAP haben diesen Prozess durchlaufen, um ihren Kunden auch entsprechende Lösungen zu ermöglichen. Die allermeisten neuen Anwendungen, die z. B. intern auf einer Web-Organisation beruhen, wie viele Produkte für Unified Communications, kann man natürlich auch vergleichsweise problemlos einbinden. Aber, es gibt ja auch noch andere, vor allem ältere Anwendungen.

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Bisher hatten wir die Kommunikation von VMs dadurch realisiert, dass ein virtueller Switch die Aufgaben erledigt. Das ist auch schön und gut, bedeutet aber in der Praxis, dass die gesamte Kommunikation durch den Hypervisor laufen muss. Dieser hat aber eigentlich schon genug zu tun und kommt durch zu viele Aufgaben schnell an seine Leistungsgrenzen. Also sind in der Zukunft Konzepte gefragt, die den Hypervisor erheblich entlasten oder ganz umgehen.

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Sollen VMs freizügig auf Betriebsmittel zugreifen können, ist es nicht besonders sinnvoll, wenn sie dies über unterschiedliche Medien bzw. Netze erledigen müssen. Das erhöht die Komplexität und erschwert die VM-Wanderung erheblich. Problematisch ist hier vor allem der Speicherzugriff, weil in der Vergangenheit SANs häufig mit Fibre Channel aufgebaut wurden, alle anderen Betriebsmittel jedoch über Ethernet zu erreichen sind. Mit der I/O-Konsolidierung möchte man hier Abhilfe schaffen.

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Als Vertreter der konservativen Ansätze betrachten wir exemplarisch die Ansätze von Cisco und Brocade. Cisco hat ohne Zweifel das weitreichendste Lösungsspektrum. Im Zweifel können sie auf die Geräte zurückgreifen, mit denen sie auch im Provider-Bereich sehr erfolgreich sind, allen voran die Reihe der 15.000-Switches. Brocade ist ein wichtiger Herausforderer, der ursprünglich aus dem SAN-Bereich kommt, aber durch die Integration von Foundry und die enge Kooperation mit IBM erheblich an Gewicht gewonnen hat.

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Nach acht Folgen ist es Zeit, ein Zwischenfazit zu ziehen, bevor auf weitere technologische Entwicklungen und Feinheiten eingegangen wird. Dazu ist es auch nützlich, sich einmal den momentanen Höhepunkt der Produktentwicklung von Virtualisierungssoftware anzusehen: vSphere.

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Verschiedene der in den letzten Jahren diskutierten Übertragungssysteme und Steuerungsverfahren eignen sich nur für geringe Distanzen, also für die Anwendung IM Rechenzentrum. Das ist aber nur eine Seite der Medaille, denn es gibt kaum ein RZ, was nicht auch in die Fernkommunikation eingebunden ist. Besonders evident wird die Problematik dann, wenn ein Unternehmen oder eine Organisation mehrere Rechenzentren betreibt, die natürlich auch der Ausfallsicherheit dienen sollen. Die heute betriebenen Lösungen sind oft deutlich hinter dem aktuellen Stand der Technik, weil die Eigenheiten der Fernkommunikation teilweise nicht verstanden werden. Andererseits werden die Anforderungen an RZ-Netze, wie wir sie beschreiben haben, an den physikalischen Grenzen eines RZs nicht Halt machen. Problematisch ist hierbei besonders, dass Viele, die die Technik nicht wirklich verstehen, allzu viele Hoffnungen mit dem Begriff „Cloud Computing“ verbinden. Das kann zu herben Enttäuschungen führen, wie wir noch diskutieren werden.

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Bevor wir technisch tiefer in das zentrale Thema „VM-Kommunikation“ einsteigen, fassen wir in dieser Folge eine Reihe von Themen zusammen, die vor allem zeigen, wie sich die Grundidee der Virtualisierung auch auf andere Bereiche ausdehnen lässt, nämlich Desktop-Virtualisierung, Applikations-Virtualisierung, SOA und Cloud Computing. Sie sind alle sehr neu, werden von Interessenten als strategisch besonders wichtig herausgestellt, haben aber auch deutliche Risiken und Nebenwirkungen.

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Durch die Vision, dass prinzipiell alle VMs auf gemeinsam nutzbare Speicher-Ressourcen zugreifen können, entsteht ein ganzes Problemuniversum. In dieser Reihe werden wir uns noch mehrfach damit befassen. In dieser Folge geht es zunächst um grundsätzliche Fragestellungen.

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Das „Aufräumen“ vieler kleinerer Server mit ihren Speichersystemen auf einige wenige leistungsfähige moderne Server und die Virtualisierung der „aufgeräumten“ Server ist ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zu einem modernen Rechenzentrum. Doch damit sind die möglichen Vorzüge der Virtualisierung längst nicht ausgeschöpft. Das, was viele Betreiber noch mehr interessiert, sind Konzepte für Redundanz, Fehlertoleranz, Hochverfügbarkeit und flexible Lastverteilung. Dafür ist aber die Möglichkeit erforderlich, eine VM von einem physischen Server auf einen anderen bewegen zu können. Darüber hinaus ist die VM-Wanderung eine wichtige Grundlage für die zukünftige Skalierbarkeit der Leistungen eines RZs.

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