Brauchen wir neue Protokolle für unsere Rechenzentren?

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Reichen bestehende Netzwerk-Technologien aus, um den Bedarf virtueller und verteilter Rechenzentren abzudecken? Die dahinter verborgene Frage ist, ob es notwendig ist, dass verteilte virtuelle Maschinen zum Beispiel als Teil einer skalierenden Web-Applikation unabhängig von ihrem Standort Layer-2-Verbindungen untereinander pflegen müssen. Hinzu kommt, dass in Zukunft im Rahmen einer fortschreitenden Automatisierung virtuelle Maschinen mehr als heute automatisch an Server-Ressourcen zugewiesen werden und damit auch automatisch gesteuerte Wanderungen von VMs verbunden sein können. Parallel werden Rechenzentren und Ressourcen immer mehr verteilt aufgesetzt, sei es in einfachster Form nur über Brandschutzgrenzen hinweg oder in komplexerer Form über Standortgrenzen hinweg.

Die Idee, die hier also andiskutiert wird, ist die Verbindung von virtuellen Maschinen standortneutral in Form eines virtuellen Layer-2-Netzes über beliebige dazwischen liegende Netzwerk-Infrastrukturen hinweg. Diese Idee kann man dann noch weiter spinnen und dabei unterstellen, dass dieses virtuell aufgespannte Netzwerk auch für andere Teilnehmer nicht zugänglich sein soll. Geht man dann noch eine Stufe weiter und dehnt diese Idee auf Applikationen innerhalb virtueller Maschinen aus, dann landet man bei virtuellen Layer-2-Strukturen für einzelne verteilte Applikationen.

Natürlich ist das Thema komplex, weil eben der Aufbau verteilter Infrastrukturen mit Zugang zu Datenbanken und Speichersystemen zwischen verteilten Rechenzentren alles andere als einfach und allgemeingültig umzusetzen ist. Trotzdem gibt es einen schnell zunehmenden Bedarf für diese Art von Architektur, weil eben Web-Anwendungen für große und stark schwankende Teilnehmerzahlen über die dynamische Generierung von virtuellen Maschinen zur Laufzeit skalieren. Dahinter steckt das Phänomen, dass einzelne Nutzer einer Web-Applikation kaum Last erzeugen und die Last nur als Funktion der Anzahl der Teilnehmer entsteht. Es entsteht also der Bedarf nach einer dynamisch wachsenden Infrastruktur in Abhängigkeit von der Teilnehmerzahl. Wenn also ein Unternehmen eine neue Web-Anwendung für Kunden oder Zulieferer im Internet anbieten will, dann entsteht automatische die Frage nach der Skalierung.

Der andere Megatrend ist die automatische Provisionierung von Ressourcen in einer virtuellen Infrastruktur. Heute werden Server-Ressourcen in der Regel von Hand aufgesetzt und physischen Servern zugewiesen. Auch mögliche Wanderungen dieser virtuellen Server werden manuell konfiguriert. Damit werden über den Tag hinweg die Ressourcen in einer virtuellen Infrastruktur nicht optimal ausgenutzt. Ideal wäre eine voll-automatische Zuweisung und Pflege dieser Zuweisungen. Damit verbunden wären automatische Wanderungen von virtuellen Maschinen gegebenenfalls auch zwischen Standorten oder über Brandschutzbereiche hinweg. Heutige Lösungen dieser Art sind häufig zu komplex und auch zu teuer, sie werden häufig unter dem Schlagwort Private Cloud angeboten und umgesetzt, da die automatische Provisionierung ein zentrales Merkmal von Cloud-Lösungen ist. Aufgrund dieses hohen Preises kommen diese Lösungen bisher nicht häufig zum Einsatz. Aber es ist erkennbar, dass Hersteller wie VMware oder auch HP intensiv in dieser Richtung arbeiten. Und damit entsteht ebenfalls die Frage, in welchem Umfang virtuelle Layer-2-Verbindungen über Netzwerkgrenzen hinweg erforderlich sein werden, um dieses Konzept der automatischen Provisionierung wirklich rund zu machen.

Brandaktuell wird das Thema durch die Aktivitäten von VMware mit VxLAN und der großen Unterstützung, die dieses Thema seitens der Netzwerk-Hersteller erhält. Auch NVGRE schafft vergleichbare Lösungen. Ein neuer Artikel von Cornelius Höchel-Winter wird sich diesem Thema im kommenden Netzwerk-Insider widmen.

An dieser Stelle soll auch erwähnt werden, dass es weitere technische Ansätze zur Lösung dieses Problems gibt, die zum Teil auch deutlich weiter gehen. Das sind zum einen Software Defined Networks (SDN) und zum anderen Service-Architekturen unter Nutzung des Service Tags von Shortest Path Bridging. Wir werden in weiteren Insider-Artikeln auf diese Optionen eingehen.

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