Die Realisierung virtueller Rechenzentren hängt an der Optik Photonische Integration und optische Super-Channel für dezentrale Datacenter

Autor / Redakteur: Vinay Rathore / Ulrike Ostler

Während es in den vergangenen Jahren galt, noch größere und leistungsfähigere zentrale Rechenzentren zu bauen, entwickelt sich eine Tendenz, die Rechenkapazität wieder mehr in Richtung Kunden zu verlagern. Die Schwachstelle? Das Netzwerk. Optische Techniken jedoch ermöglichen die Ausweitung der Kapazität ohne Verluste und schaffen neue Business-Modelle.

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Neue optische Techniken erlauben neue Modelle bei der Virtualisierung von Rechenzentren.
Neue optische Techniken erlauben neue Modelle bei der Virtualisierung von Rechenzentren.
(Bild: Infinera)

Große Rechenzentren schaffen Effizienz durch die Zentralisierung von Ressourcen wie unterbrechungsfreie Stromversorgungen und Generatoren. Das Ziel ist die Minimierung von Kosten bei gleichzeitig maximaler Funktion und Zuverlässigkeit des Rechenzentrums selbst.

Tatsächlich präferieren aber viele Kunden inzwischen für unternehmenskritische Anwendungen eine größere räumliche Nähe der Datacenter-Infrastruktur zu ihren Betriebsstätten gegenüber zentralen Rechenzentren irgendwo. Dieser Trend benötigt Netzwerkerweiterungen des zentralen Data-Centers. Für manche Lokationen wie etwa Gewerbegebiete könnte sich ein Full-Service-Rechenzentrum kleinerer Bauart rechnen. In anderen Fällen ist ein virtuelles Datacenter die beste Option.

Zentralisierte Rechenzentren eignen sich nicht immer

Unternehmen hängen wie niemals zuvor von ihrer IT-Infrastruktur ab. Auf der anderen Seite wollen sie nicht die Last tragen, die Komplexität der IT zu managen, die eben nicht zu ihren Kernkompetenzen gehört. Aus diesem Grunde überführen sie die IT-Ressourcen in eine Lokation, in der reichlich Platz, Energie und Netzwerkzugang vorhanden ist und remote verwaltet werden kann.

Allerdings führt diese Strategie auf der anderen Seite oftmals in ein Dilemma. Die Datenverarbeitung in einem mehrere Hundert Kilometer entfernten Rechenzentrum ist für manche Anwendungen kein Problem, wie etwa bei betriebswirtschaftlichen Applikationen.

Der Autor, Vinay Rathore, sieht eine Notwendigkeit und eine Dringlichkeit in der Realisierung von virtuellen Rechenzentren.
Der Autor, Vinay Rathore, sieht eine Notwendigkeit und eine Dringlichkeit in der Realisierung von virtuellen Rechenzentren.
(Bild: Infinera)

Andere Anwendungen wie die Bearbeitung proprietärer Algorithmen, 3D-Modellierung oder transaktionsorientierte Prozesse könnten unter Verzögerungen leiden oder eine größere Kontrolle benötigen. Die Alternative wäre der IT-Betrieb auf dem eigenen Campus, allerdings mit der Präferenz, dass ein professioneller Dienstleister dies verwaltet.

Der Schritt in Richtung auf Cloud-basierte Anwendungen führt zunehmend dazu, dass ein Teil der Infrastruktur in einer hochperformanten und kontrollierten Umgebung vorgehalten wird, während andere über eine öffentliche Infrastruktur betrieben werden, was zu einer hybriden Cloud-Netzwerkumgebung führt. Aus diesem Ansatz heraus entwickelt sich mehr und mehr die Idee des virtuellen Rechenzentrums.

Virtual Datacenter

Ein virtuelles Rechenzentrum ist ganz simpel die Auslagerung eines großen zentralisierten Datacenters, das vergleichbare Services anbietet – mit dem Vorteil, spezifische Unternehmensanforderungen besser zu erfüllen. Rechenzentrumsbetreiber können mit diesem Konzept große Kunden bedienen und möglicherweise ein neues Marktsegment bedienen.

Was sind eigenetlich virtuelle Rechenzentren?
Was sind eigenetlich virtuelle Rechenzentren?
(Bild: Infinera)

Tatsächlich haben bereits viele der großen Unternehmen die Strategie verfolgt, eigene private Netzwerke zu schaffen und dabei auf gemietete Ressourcen von Vertragspartner zurückzugreifen, die das Netzwerk partiell verwalten. Das gilt insbesondere in urbanen Umgebungen.

Die Herausforderung liegt darin, das Netzwerk aus dem zentralen Rechenzentrum in eine virtuelle Lokation effizient zu verlagern. Tatsächlich gibt es verschiedene Wege, dieser Herausforderung zu begegnen, einschließlich Technologie, einfachen Betrieb, Stromverbrauch und Performance. Insbesondere zwei technologische Innovationen können der Idee zum Erfolg verhelfen, nämlich photonische Integration und optische Super-Channels.

Photonische Integration und optische Super-Channel

Der Vorteil photonischer Integration liegt im Austausch vieler diskreter Komponenten durch einen hochintegrierten optischen Schaltkreis, besser bekannt als „Photonic Integrated Circuit“ (PIC). Ein PIC reduziert vermindert den Platz- und Energiebedarf während er gleichzeitig die Performance der Netzwerkkapazität bedeutend erhöht.

Dabei handelt es sich letztlich um die gleiche Philosophie wie bei den integrierten Chips in unseren Laptops, die einmal die diskreten Transistoren ersetzten. Der größte Wert der photonischen Integration liegt im Ersatz der Komponenten mit dem höchsten Stromverbrauch und der Integration in ein kleines kompaktes Gerät, das signifikant geringere Energie und weniger Platz benötigt.

Die Herausforderung für einen Hybridbetrieb von Rechenzentren liegt darin, das Netzwerk effizient aus dem zentralen Rechenzentrum in eine virtuelle Lokation zu verlagern.
Die Herausforderung für einen Hybridbetrieb von Rechenzentren liegt darin, das Netzwerk effizient aus dem zentralen Rechenzentrum in eine virtuelle Lokation zu verlagern.
(Bild: Infinera)

Optische Super-Channel sind kleinere optische Leitungen, die zu einer größeren Leitung gebündelt werden, eine hohe Leistung liefern, aber dennoch einfacher zu managen sind. Im Kern dreht es sich hier um die Frage, ob es einfacher ist, 50 x 10 Gigabit Fiber-Kreise zu managen oder besser 5 x 100 Gigabit.

Wenn also PIC-basierte optische Super-Channels der einfachste und kosteneffizienteste Weg sind, Netzwerkkapazität bereitzustellen, dann stellt sich die nächste Frage nach der Zuverlässigkeit. In der Tat weist die PIC-Technologie eine Fehlerrate von mehr als 1 Milliarde Stunden für den Failure-in-Time-Wert auf (FIT). Das Ergebnis ist also eine zusätzlich erhöhte Zuverlässigkeit.

Die neuen Geschäftsmodelle

Die Nutzung von sowohl photonisch integrierten Schaltungen als auch optischen Super-Channel schafft nicht nur größere Netzwerk- und Betriebseffizienz, sondern kann auch völlig neue Geschäftsmodelle in Bezug auf virtuelle Rechenzentren ermöglichen. Tatsächlich stellen etwa 500 Gigabit pro Sekunde (Gb/s) eine sehr große Kapazität dar, wenn ein individueller Anwender vielleicht 100 oder 200 Gb/s benötigt. In der Praxis kann der Superchannel aber einfach zwischen verschiedenen Anwendungen aufgeteilt werden.

Die Zukunft wird zeigen, dass große zentralisierte Rechenzentren und kleinere virtuelle Datacenters mit größerer Nähe zum Kunden koexistieren. Das Konzept der hybriden Cloud adressiert die Notwendigkeit für große Unternehmen, geschäftskritische Ressourcen in der Umgebung zu halten und bei anderen Anwendungen auf zentralisierte Einrichtungen zurückzugreifen.

Das kritische Element in diesem Szenario ist das Netzwerk, das einfach und effizient sein muss. Aus technologischer Sicht liegt die Lösung in photonischer Integration und der Nutzung optischer Super-Channels. Sie ermöglichen die Implementierung einfacher, effizienter und hochperformanter virtueller Rechenzentrumslösungen.

* Vinay Rathore ist Director Product Marketing bei Infinera.

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