Composable Infrastructure

Der Formel-1-Unimog für das Rechenzentrum

| Autor / Redakteur: Martin Brennecke* / Ulrike Ostler

In einer Composable Infrastructure sind die Bausteine für ein Datacenter-IT Hard- und Software-Komponenten.
In einer Composable Infrastructure sind die Bausteine für ein Datacenter-IT Hard- und Software-Komponenten. (Bild: Michael Schwarzenberger auf Pixabay)

Seit IT-Infrastrukturen aus der Public Cloud zur Allerweltsware geworden sind, haben Unternehmens Rechenzentren mit einem Image Problem zu kämpfen: solid e, aber langsam und unflexibel. Doch eine neue Generation von IT Systemen ist im Begriff, dies zu ändern.

Der Reiz des Legospiels liegt in seiner Wandelbarkeit: Die Bausteine ergeben mal ein Haus, ´mal ein Piratenschiff, ´mal ein Rennauto. Anschließend zerlegt man alles wieder in seine Einzelteile und beginnt von Neuem.

Diese Wandlungsfähigkeit würden sich viele Unternehmen für ihre IT Infrastrukturen wünschen, doch steckten Ansätze dafür lange in den Kinderschuhen fest. Die IT Branche arbeitet zwar seit geraumer Zeit an mehr Flexibilität, etwa in Form von Virtualisierung, hyperkonvergenten Infrastrukturen oder Software Defined Networks, doch auf der Ebene der Systemkomponenten gelang der Durchbruch erst vor drei Jahren: 2016 brachte HPE mit „Synergy“ die erste so genannte Composable Infrastructure auf den Markt, also ein System mit freien Bestandteilen.

Programmierbare Infrastruktur mit HPE Synergy

Ressourcen auf ein Kommando

Programmierbare Infrastruktur mit HPE Synergy

06.07.16 - IT-Abteilungen würden Systeme gern in Sekundenschnelle bereitstellen, skalieren und wieder abbauen, wie dies in der Public Cloud üblich ist. Zugleich müssen sie aber gewachsene Bestandsumgebungen betreiben. Mit einer programmierbaren Infrastruktur lassen sich beide Anforderungen erfüllen. lesen

Mittlerweile hat sich eine Reihe von Hardware und Software-Anbietern dieser Systemarchitektur verschrieben. Laut IDC soll das Marktsegment, das da erblüht, in den kommenden Jahren im Schnitt um 58,2 Prozent wachsen.

Komponieren mit IT Komponenten

Das Analystenhaus definiert die neue Kategorie „Composable/Disaggregated Infrastructure“ wie folgt: „Infrastruktursysteme, die IT Ressourcen CPU, Arbeitsspeicher, Storage und Netzwerk aus einem dynamischen Ressourcenpool nach Bedarf aggregieren, über latenzarme Netzwerkverbindungen bereitstellen und nach Nutzungsende zurück in den Pool überführen.“

Der entscheidende Vorteil: Die Bausteine lassen sich weitgehend individuell skalieren. Denn ´mal benötigt eine Workload vor allem CPU Power, ´mal viel RAM, ´mal hohen Durchsatz und wieder ein anderes Mal üppigen Speicherplatz. Jede Komponente einzeln skalieren zu können, vermeidet zudem die Kosten der Überprovisionierung, da sich für jede Applikation eine Umgebung maßschneidern lässt.

Mithilfe einer Cpompsabel Infrastrcture lässt sich die Infrastrukturbereitstellung durch die Vewendung von Templates automatisieren.
Mithilfe einer Cpompsabel Infrastrcture lässt sich die Infrastrukturbereitstellung durch die Vewendung von Templates automatisieren. (Bild: HPE)

Das alles gilt es nun zügig bereitzustellen. Dazu definieren Experten vorab Vorlagen. Die Provisionierung selbst erfolgt dann für sämtliche Ressourcen mittels weniger Codezeilen über eine einheitliche, nicht proprietäre API im Gegensatz zur Vielfalt der Schnittstellen für Rechenleistung, Speicher und Netzwerk, mit denen IT-Teams bislang arbeiten mussten. Indem eine Composable Infrastructure auf diese Weise Ressourcen programmierbar auf Abruf bereitstellt, bringt sie die Geschwindigkeit und Agilität der Public Cloud in die Rechenzentren der Unternehmen und Service Provider.

Programmierbar statt bimodal

Dieser Schritt ist heute dringender nötig denn je; denn die Digitalisierung der Wertschöpfungskette lässt die Anzahl und Vielfalt der Applikationen im Unternehmensnetz eskalieren. Einen Teil der Anwendungen kann man in die Cloud auslagern, aber eben nicht alle, sei es aus Compliance Latenz oder aus Kostengründen Zudem müssen die Unternehmen viele Bestandsanwendungen in ihrer angestammten Umgebung weiter betreiben.

Das erzeugte jene IT der zwei Geschwindigkeiten, die Gartner als „bimodale IT“ bezeichnet: Alt und Neu koexistieren zumeist auf verschiedenen IT Systemen und mit unterschiedlichen Softwarearchitekturen. Dies treibt die Kosten und den Management-Aufwand in die Höhe: Verwaltung des Legacy Bestands hier, DevOps mit Cloud-Anbindung, Mobilgeräte-Apps und Microservices dort.

Das bringt bekannte Flexibilisierungsansätze an ihren Grenzen, denn IT-Organisationen können nicht alle heterogenen Workloads gleichgeschaltet virtualisieren und betreiben. Hyper Converged Infrastructure (HCI) zum Beispiel skaliert sehr einfach von einem virtuellen Rennauto zu einem ausgewachsenen Rennstall. In der bimodalen IT benötigt man aber einmal ein Rennauto, aber auch einmal einen Unimog mit Schneepflug und manchmal einen Sattelschlepper für den Containertransport.

Die Verteilung von Workloads in einer Composable Infrastructure.
Die Verteilung von Workloads in einer Composable Infrastructure. (Bild: HPE)

Eine Composable Infrastructure soll genau diese Wandlungsfähigkeit ermöglichen. Einerseits lassen sich alle klassischen IT-Workloads auf einer solchen Infrastruktur betreiben –vom File-Server über Hypervisoren bis hin zur produktiven SAP-HANA-Umgebung. Andererseits können durch die Ressourcenflexibiilisierung und die API-Steuerung auch cloud-native Applikationen, Container, Private-Cloud-Plattormen wie „Stratoscale“ oder Multi-Cloud-Plattformen wie „Morpheus“ eingesetzt werden.

Neben der Composable Infrastructure für die Bereitstellung der Systemkomponenten gesellt sich bei HPE ergänzend die „Composable Fabric“: ein programmierbares, vollvermaschtes Rechenzentrums-Netzwerk auf Glasfaserbasis. Dieses entwickelt das SDN-Konzept weiter und setzt intelligente Algorithmen für verteiltes Routing ein.

HPE bietet zur Composable infrastrcture eine „Composable Fabric“.
HPE bietet zur Composable infrastrcture eine „Composable Fabric“. (Bild: HPE)

Diese Netzwerkarchitektur ist vorrangig für interne und externe Service-Provider von Interesse, die ihre IT-Umgebungen sehr schnell skalieren und auf Änderungen im Netzwerk reagieren müssen. Composable Infrastructure hingegen richtet sich primär an die Unternehmenswelt vom kleinen Mittelstand aufwärts bis zur Konzern-IT ebenso wie an mittelständische Service-Provider.

Einsatzfälle und Einführung

Typischerweise kommt eine Composable Infrastructure als Konsolidierungs- oder als strategische Infrastrukturplattform zum Einsatz –– mitunter beides zugleich. Das IT-Dienstleistungszentrum Berlin (ITDZ Berlin) zum Beispiel ist dabei, eine Composable Infrastructure als Plattform seiner „Berlin-Cloud“ einzuführen (siehe: Download-File). Gemäß E Government-Gesetz Berlin ist das ITDZ Berlin mit der Standardisierung der landesweiten IKT beauftragt – die Roadmap sieht vor, in den kommenden Jahren durchschnittlich bis zu 4.000 Arbeitsplätze pro Jahr in die standardisierte IT-Umgebung der Berlin-Cloud zu überführen.

Bei dieser Massenmigration muss das ITDZ Berlin für jedes Fachverfahren ein Testsystem aufsetzen, danach ein Referenz- und dann das Produktionssystem. Mit der Composable Infrastructure können sie diese Systeme automatisiert erzeugen und später, sobald sie nicht mehr benötigt werden, wieder in den Pool zurückgeben. Für eine Migration auf Cloud-Services kann das ITDZ Berlin mit der neuen Infrastruktur eine PaaS-Umgebung innerhalb von 30 Minuten bereitstellen.

Continental Tires (siehe: Download-File) wiederum wollte die Bereitstellung und Verwaltung der IT-Infrastruktur an allen 20 Produktionsstätten weltweit vereinfachen und vereinheitlichen. Der Reifenhersteller entschied sich für die Standardisierung seiner globalen Produktions-IT auf der Grundlage einer Composable Infrastructure. Die Bereitstellung konnte damit deutlich beschleunigt werden – durch die Automatisierung über eine RESTful API dauern Prozesse heute nur noch Minuten, für die man bisher bisher Tage brauchte. Damit sanken auch die Gesamtbetriebskosten der IT-Infrastruktur an den globalen Fertigungsstandorten.

Das Vorgehen bei der Composable-Einführung variiert, je nachdem, ob der Strategie- oder der Konsolidierungsaspekt im Vordergrund steht: Im Fall einer strategischen Entscheidung erfolgt der Umstieg häufig als „Big Bang“, etwa wenn ein Fachbereich eines Konzerns nach Anfangsjahren der Public-Cloud-Nutzung entscheidet, die Cloud-Umgebung aus Kostengründen komplett ins Haus zu holen. Konsolidierungsvorhaben hingegen sind in der Regel von der IT-Organisation getrieben und erfolgen häufig sukzessiv, bevorzugt im Rahmen der Ablösung von Blade-Servern.

Ausblick: Neue Wege für das Rechenzentrum

Eine Composable Infrastructure gibt IT-Organisationen mit heterogenen Umgebungen erstmals eine frei programmierbare Infrastruktur-Plattform an die Hand, die agile Softwareschichten um eine ebenso agile Hardwarebasis ergänzt. Hyperkonvergente Systeme (HCI) werden in vielen Bereichen parallel dazu weiterhin ihre Stärken ausspielen, etwa in Niederlassungen. Doch beim Parallelbetrieb von Alt und Neu im Rechenzentrum könnte Composable Infrastructure zum neuen Standard werden. In Form einer Composable Cloud kann sie künftig auch in Multi-Cloud-Umgebungen eine wichtige Rolle spielen.

Martin Brennecke, Lead Enterprise Architect bei HPE: „Der Weg klar erkennbar: Eine Composable Infrastructure ist künftig die Grundlage einer speicherzentrischen Rechnerarchitektur.“
Martin Brennecke, Lead Enterprise Architect bei HPE: „Der Weg klar erkennbar: Eine Composable Infrastructure ist künftig die Grundlage einer speicherzentrischen Rechnerarchitektur.“ (Bild: HPE)

Weiter in die Zukunft gedacht ist der Weg klar erkennbar: eine Composable Infrastructure als Grundlage einer speicherzentrischen Rechnerarchitektur. Diese stellt rein per Softwaremechanismen auf Anforderung beliebige Systemkomponenten in Sekundenbruchteilen zu kleinen oder großen Rechenverbünden zusammen – vernetzt mit einem ultraschnellen, lichtbasierten Bus und gruppiert um einen gemeinsam genutzten Hauptspeicher.

* Martin Brennecke ist Lead Enterprise Architect bei HPE.

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