Das Netzwerk wird zum Systembus: hin zur Matrix der kürzesten Wege!

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Letzte Woche ging das ComConsult Netzwerk-Redesign Forum 2010 zu Ende. Die starke Veränderung der Anforderungen an Netzwerke und die damit verbundenen Auswirkungen auf die Eignung von Komponenten stand im Mittelpunkt des Forums. Viele neue Switching-Standards sind momentan in Bearbeitung. Auf dem Forum gab es klare Bekenntnisse der anwesenden Hersteller in Richtung dieser Standards und ihrer Umsetzung in 2010 und 2011. Dabei wurde auch deutlich, dass einige dieser Standards Hardware-abhängig sind, also in bestehenden Netzwerk-Komponenten nicht nachgerüstet werden können. Auch beim Neukauf ist momentan Vorsicht geboten, da je nach Hersteller die nächste Generation von Komponenten, die alle diese Standards erfüllt, erst stufenweise in den nächsten 12 bis 18 Monaten auf den Markt kommen wird. Einige wenige existierende Produkte erfüllen alle Anforderungen bereits jetzt.

Ein gutes Beispiel für die ablaufenden Veränderungen ist das Rechenzentrum. Hier prägt der Satz „das Netzwerk wird zum Systembus“ die Diskussion seit Monaten. Doch ist wirklich jedem klar, was damit gemeint ist und wo die Begründung für diese Aussage liegt? Auf dem Netzwerk-Redesign Forum haben wir die aktuelle Entwicklung von IT-Architekturen und die resultierenden Anforderungen an Netzwerke diskutiert. Vertiefend wird auch die Sommerschule 2010 darauf eingehen. Vereinfacht kann man sagen, dass die Kommunikation im Rechenzentrum von 3 neuen Verkehrsströmen geprägt wird:

  • Kommunikation zwischen virtuellen Maschinen als Teil von verteilten (Web-) Architekturen
  • Systemkommunikation aus dem Umfeld der Virtualisierung, Beispiele sind das Wandern von virtuellen Maschinen, High Availability und Fault Tolerance
  • Verlagerung von Plattenspeicher aus dem Direct Attached Bereich hin zu Storage Area Networks

Diese 3 Entwicklungen generieren sehr unterschiedliche Anforderungen an Netzwerke, die im Rahmen dieses Geleitworts nur kurz dargestellt werden können. Für Details wird auf die Sommerschule verwiesen. Im einzelnen können folgende Anforderungsbereiche benannt werden, die den Begriff „Netzwerk als Systembus“ auch klar machen:

  • Es entstehen große Mengen von Transaktionen, die in verteilten Webarchitekturen Hauptspeicher-zu-Hauptspeicher über das Datennetz hinweg ablaufen. Hier entsteht eine Kommunikations-Matrix zwischen den Servern im Rechenzentrum (dieser Begriff und sein Verständnis sind sehr wichtig). Kommunikations-Transaktionen laufen in dieser Matrix zwischen beliebigen Paaren von Servern (virtuellen Maschinen auf Servern). Für die Server muss es dabei in der Performance egal sein, ob diese kommunizierenden virtuellen Maschinen auf einem physikalischen Server sind oder ob sie verteilt über das Netzwerk sind. Das Netzwerk bekommt also den Charakter einer Systembus-Verlängerung. Dies generiert keine besondere Anforderung an Bandbreite, aber eine klare Anforderung an Latenz (Verzögerungszeit Prozess-zu-Prozess).
  • In der Systemkommunikation aus dem Umfeld der Virtualisierung tritt dem gegenüber eine Mischung aus Latenz und Bandbreite auf. Die System-Synchronisation im Rahmen von HA und FT ist Latenz-sensitiv, die Verschiebung von virtuellen Maschinen erfordert erhebliche Bandbreite, wenn dies unbemerkt für den Endanwender erfolgen soll. Dazu ist es unbedingt erforderlich, dass diese Mechanismen verstanden werden, um die negativen Folgen von zu wenig Bandbreite verstehen zu können. Wir haben das auf dem Forum ausreichend diskutiert.
  • Die Verlagerung von Plattenspeicher ist ein spannender Vorgang. Im Rahmen der Konsolidierung von Servern durch Virtualisierung wird der bisherige Direct Attached Storage DAS durch Storage Area Networks SAN abgelöst. Der davon betroffene Speicher ist kein High-End-Datenbank-Speicher sondern Massenspeicher, der eine kostenoptimale Umsetzung erfordert. Wir haben auf dem Forum die Prognose von ComConsult Research präsentiert, die unterstreicht, dass wir an dieser Stelle iSCSI als Hauptinstrument dieser Umsetzung erwarten. Gegebenenfalls bekommt auch das neue parallele NFS eine hohe Bedeutung. Damit wird auch der Standpunkt von ComConsult Research klar, dass wir die Diskussion über Fibre Channel over Ethernet für fehlgeleitet halten. Wir sehen den weit stärkeren Bedarf in der Umsetzung von iSCSI. Dies generiert erhebliche Anforderungen an Bandbreite, wenn man diese Entwicklung im Rahmen von Server-Konsolidierung einmal durchrechnet. Dazu muss eigentlich nur die Anzahl der in den nächsten Jahren zu konsolidierenden Server und deren jetziger Plattenspeicher bekannt sein. 10 GbE mag der aktuelle Standard für RZ-Netzwerke sein, aber man kann leicht ausrechnen, dass das für die nächsten Jahre zu wenig ist. Wer daran zweifelt, sollte sich für sein Unternehmen dringend mit der Umsetzung von Speicher-Technologien in Netzwerken auseinander setzen.
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