Tausche Netzwerkschrott gegen Layer-3-Flexibilität! So geht´s

Fünf Schritte zum Software-Defined Data Center

| Autor / Redakteur: Christopher Feussner / Ulrike Ostler

SDN stellt sich werder von heute auf morgen noch automatisch ein. Doch die Mühe lohnt sich, sagt Christopher Feussner von Brocade. Wie sich diese minimieren lässt, schreibt er im Artikel.
SDN stellt sich werder von heute auf morgen noch automatisch ein. Doch die Mühe lohnt sich, sagt Christopher Feussner von Brocade. Wie sich diese minimieren lässt, schreibt er im Artikel. (Bild: Brocade)

Die meisten CIOs und IT-Verantwortlichen sind sich darüber schon längst im Klaren: ihre Netzwerke brauchen dringend eine Generalüberholung. Ein Software-Defined Data Center (SDDC), also ein über Software gesteuertes virtuelles Rechenzentrum, verspricht Chancen für zukunftsfähige Netzwerkinfrastrukturen. Doch wie gelangt man als Unternehmen dorthin?

Wie einfach ist es, die bestehende IT-Landschaft zu modernisieren? Und muss überhaupt die gesamte Infrastruktur erneuert werden? Die folgenden fünf Schritte bereiten ein Unternehmen nach und nach auf ein Software-basiertes Rechenzentrum vor:

1. Die Grundlagen schaffen

Der Wechsel zu einem Software-Defined Data Center funktioniert nicht von Null auf Hundert. Was das Netzwerk zunächst benötigt, ist eine zuverlässige und flexible Basis.

Ethernet Fabrics erfüllen einerseits die technologischen Ansprüche, um das Rechenzentrum auf der Infrastruktur-Ebene für eine Software-basierte Zukunft vorzubereiten, andererseits können sie problemlos in die bestehende Umgebung implementiert werden. Die technische Basis wird damit erst nach und nach erneuert und Legacy Hardware gibt ihre Funktionen allmählich ab.

Technologisch gesehen entsteht durch Ethernet Fabric ein flach vermaschtes Switch-Netzwerk innerhalb der Layer-2 Topologie. Damit bietet es wesentlich mehr Flexibilität als bisherige Layer-3 geroutete Netzwerke und eine deutlich vereinfachte Infrastruktur, die optimale Rahmenbedingungen für Virtualisierung schafft. Unterstützt werden sowohl herkömmliche Protokollsysteme, als auch ganz neue Protokolle wie beispielsweise OpenFlow oder barrierefreie Overlay-Protokolle wie VXLAN.

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Unternehmen haben damit die Möglichkeit, ihr Legacy-Netzwerk Schritt für Schritt in eine neue Infrastruktur zu migrieren. Zusammengefasst ermöglichen Ethernet Fabrics, neue Technologien in alte Strukturen einzufügen und die Basis für Automation, Agilität, Effizienz, geringe Ausfallzeiten und das Management von Flows (zwischen virtuellen Servern) im Rechenzentrum zu schaffen.

2. Virtualisieren

Nachdem die Strukturen des alten Netzwerks auf eine flexible Ethernet Fabric-Umgebung übersetzt wurden, kann mit der Virtualisierung von Netzwerkkomponenten begonnen werden. Um längerfristig zu einem Software-basierten Rechenzentrum zu gelangen, sollten so viele Bestandteile wie möglich virtualisiert werden, um ein maximales Maß an Flexibilität zu erreichen.

Physische Bestandteile der Infrastruktur, insbesondere Server, wurden in den vergangenen Jahren bereits in fast allen Rechenzentren virtualisiert – beim Software Defined Datacenter (SDDC) geht diese Entwicklung jedoch noch einen Schritt weiter. Es gibt unterschiedlichste Virtualisierungsansätze, doch alle zielen in letzter Konsequenz auf ein Software-basiertes Rechenzentrum. Zu achten ist hierbei auf die Vermaschung der unterschiedlichen Infrastrukturpunkte, die Einbindung des Hypervisors in das Ethernet Fabric und die Redundanz des gesamten Systems.

3. Automatisieren/Orchestrieren

Sobald die Virtualisierung der Netzwerkkomponenten abgeschlossen ist, geht es darum, einen möglichst hohen Grad an Automatisierung im Rechenzentrum herbeizuführen – das Stichwort lautet hier Orchestrierung. Gerade in Zeiten von Cloud Computing wird dies immer wichtiger. Ziel von Orchestrierungstools ist es, unterschiedlichste Aufgaben im Netzwerk zu verzahnen und so einen automatisierten Workflow zwischen allen Netzwerkressourcen im Rechenzentrum zu erreichen.

In Cloud-Umgebungen oder Software-definierten Netzen wird es besonders wichtig, über offene Schnittstellen zu orchestrieren. RESTful APIs steuern beispielsweise die immer heterogenere Systemlandschaft.

OpenStack ist ein Open Source Cloud Orchestration Framework, das sich speziell für die zentrale Steuerung virtueller oder Software-basierter Infrastrukturen eignet, alle Ressourcen im Netzwerk kennt und über die Northbound/Southbound-Steuerung zu einem hohen Automatisierungsgrad auf dem Weg zum virtualisierten Rechenzentrum beiträgt. Letztendlich entscheidet der Anwender selbst, wie viel am Ende des Tages aus einer Managementsoftware verwaltet werden soll, sprich wie hoch der Automatisierungsgrad in seinem Netzwerk ist.

4. Network Functions Virtualization (NFV)

Nachdem eine stabile Infrastrukturbasis im Rechenzentrum gelegt wurde, alle physischen Bestandteile inklusive Server virtualisiert und mittels Orchestrierung miteinander verzahnt wurden, ist das Netzwerk bereit, einzelne Funktionen zu virtualisieren. Dies macht bei allen Funktionen Sinn, deren Betrieb (vor allem auf spezialisierter Hardware) sonst im Rechenzentrum Platz und Strom verbraucht und somit zu einem Mehr an Kosten führt.

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All diese Funktionen, beispielsweise von Router, Firewall oder Load Balancer, können durch Network Functions Virtualization (NFV) als virtuelle Instanz auf einem VMware Server laufen und so zu einem besonders hohen Maß an Flexibilität und Skalierbarkeit im Rechenzentrum führen. Da Virtualisierung für die meisten Unternehmen schon fester Bestandteil des Skillsets ist, muss nicht viel zusätzlicher Aufwand betrieben werden, um von NFV zu profitieren.

Betriebs- und Investitionskosten gehen mit NFV zurück, der Bedarf an teurer Hardware entfällt und Innovationen können wesentlich schneller adaptiert werden, was mit einem direkten Wettbewerbsvorteil einhergeht. Wird NFV erfolgreich umgesetzt, ist das Software-Defined Data Center bereits zu einem sehr hohen Grad verwirklicht.

4. Software-Defined Networking (SDN)

Das „i-Tüpfelchen“ auf dem Weg zum SDDC lautet letztendlich: Software-Defined Networking(SDN). Hierbei geht es um die Frage, wie Daten im Netzwerk gesteuert werden, auf welchem Weg die einzelnen Pakete laufen und wer die dafür entsprechende Controller-Instanz innehält. Technisch gesehen kommt es bei SDN zu einer Trennung der Steuer- von der Datenebene.

Während die Daten-Pfade auf dem Switch bleiben, laufen Routing-Entscheidungen und Routing-Kontrolle über einen Controller. Die Kommunikation zwischen Switch und Controller findet dabei über das OpenFlow-Protokoll statt. SDN-Netzwerke sind dadurch in hohem Maße flexibel, planbar und zentral steuerbar und erlauben es Unternehmen, ihr Netzwerk dynamisch an neue Anforderungen anzupassen. Mit SDN wird das Software-definierte Rechenzentrum Realität und alle Vorteile von Virtualisierung zu hundert Prozent ausgeschöpft.

5. In kleinen Schritten zum großen Ziel

Angesichts der Zeit, dem finanziellen Aufwand und der Arbeitskraft, die IT-Abteilungen derzeit in ihre Legacy-Netzwerke investieren, ist die Umstellung auf ein Software-Defined Data Center natürlich kein Kinderspiel. Doch sollten sich IT-Entscheider über die Vorteile einer modernen IT für ihre Geschäftsprozesse im Klaren sein.

Bisherige Investitionen in die bestehende Netzinfrastruktur haben vielen Unternehmen den Weg zu Innovationen versperrt. Während manche Unternehmen SDN und NFV schon umsetzen, macht es für einen großen Teil hingegen Sinn, ihre IT Schritt für Schritt auf ein Software-definiertes Rechenzentrum vorzubereiten.

IT-Verantwortliche müssen sich daher zunächst die Frage stellen, ob ihre bestehende Netzwerkinfrastruktur für eine Software-basierte Zukunft bereit ist, ob die eigenen Mitarbeiter das nötige Know-how besitzen um NFV und SDN umzusetzen und zu betreiben und welche Ziele sie mit der Ausrichtung auf ein SDDC erreichen wollen.

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Die oben genannten Schritte beziehen sich auf einen längeren Entwicklungs- und Umsetzungsprozess, die für jeden Anwender genau definiert werden müssen. Dennoch ist es heute schon wichtig, bei der Auswahl von neuen Produkten auf deren „Offenheit“ und „Software-Ausrichtung“ zu achten.

Der Übergang zu neuen Technologien sollte dabei möglichst fließend stattfinden: Eine Möglichkeit ist es, für den Anfang auf „hybride Modelle“ zurückzugreifen, wie beispielsweise Hybrid Ports, die sowohl herkömmliches Routing als auch OpenFlow-Protokolle unterstützen. Zudem sollte man bei jeder neuen Investition auf die Einhaltung aktueller Standards achten – die Open Networking Foundation spielt hier eine entscheidende Rolle. Auf diese Weise schützen Sie ihre bestehenden Investitionen und rüsten sich gleichzeitig für eine Software-basierte Zukunft.

* Christopher Feussner ist als Systems Engineer bei Brocade beschäftigt. Seine Tätigkeitsschwerpunkte liegen in der Beratung, Planung und Realisierung von netzwerktechnischen Kundenprojekten sowie in der Betreuung von Partnern.

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