Datencenter-Design mit quelloffener Hardware für eine Lock-in-freie konvergente Infrastruktur

Wer kennt schon das Open Compute Project?

| Autor / Redakteur: Filipe Pereira Martins und Anna Kobylinska* / Ulrike Ostler

Ein Microsoft-Azure-Datencenter auf der Basis von OCP. Microsoft hat alle Quelltexte zum Verwalten von Hardware-Komponenten wie Server-Netzteile, Server-Diagnose-Tools und Lüftersteuerungen in den Open-Source-Pool gestellt.
Ein Microsoft-Azure-Datencenter auf der Basis von OCP. Microsoft hat alle Quelltexte zum Verwalten von Hardware-Komponenten wie Server-Netzteile, Server-Diagnose-Tools und Lüftersteuerungen in den Open-Source-Pool gestellt. (Bild: Open Source Project)

ITler sollten es kennen: Das Open Compute Project begann mit dem Ziel, ein besseres Datencenter-Design für Facebook zu entwickeln, hat sich aber als quelloffenes Projekt verselbstständigt. Mit der Unterstützung von VMware, Microsoft, Intel, HP, Dell, Schneider Electric und vielen anderen gehört es zu den interessantesten Projekte der IT-Industrie.

Vielen Unternehmen im Datacenter-Geschäftsumfeld ist das Open Compute Project (OCP) bereits ein Begriff. Die Open Compute Project-Stiftung setzt sich dafür ein, ein Energie-effizientes Datencenter-Design zu ermöglichen, das sich durch eine niedrige Total Cost of Ownership (TCO) und eine quelloffene, Lock-in-freie konvergente Infrastruktur auszeichnet. OCP hat sich außerdem zum Ziel gesetzt, die Energie-Effizienz zu verbessern, die Wartbarkeit zu erleichtern und gleichzeitig die Kosten zu senken.

Eng mit dem Fachbegriff OCP verbunden ist ein Begriff, der unsere Branche seit langem prägt: Total Cost of Ownership (kurz: TCO). Unabhängig von der Betriebsgröße haben IT-Unternehmen mit den größten Aussichten auf Erfolg eines gemeinsam: niedrige TCO-Kosten. Manche wenden die Grundgedanken des OCP an, ohne sich dessen wirklich bewusst zu sein.

Konvergente Infrastruktur ohne Vendor-Lock-in

Den Verfechtern von OCP zufolge fällt es in die Kategorie „Disruptive IT Technology“, stellt also eine umwälzende technologische Neuheit dar. Diese Ansicht vertritt unter anderem Frank Frankovsky, ein Mitgründer, Vorsitzender und Präsident der Stiftung Open Compute Project.

Er war im Übrigen einer der Gründungsgeschäftsführer der Dell Data Center Solutions Unit, ehemaliger Produktmanager der Dell Power Edge-Server und bis vor Kurzem noch Vize-Präsident für Hardware-Design und Supply Chain Operations bei Facebook. Seiner Meinung nach schafft OCP eine offene konvergente Infrastrukturplattform, welche ihre Benutzer vom Vendor-Lock-in befreien soll. Seine Erfahrung mit den Herausforderungen, denen sich Betreiber und Administratoren von Datencentern tagtäglich ausgesetzt sehen, spricht eine klare Sprache.

Wer einmal einen Blick in einen der zwei Facebook-Datencenter in Prineville im US-Bundesstaat Oregon werfen durfte, hat sicherlich gemerkt, dass es dort vergleichsweise kühl zugeht. In seiner Funktion als Vize-Präsident für Hardware Design und Supply Chain Operations bei Facebook hat Frank Frankovsky unter anderem diese beiden Datencenter auf OCP getrimmt.

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Erfolge in Sachen Energie-Effizienz

Als Resultat dieser Initiative wurde die Energie-Effizienz um rund 38 Prozent verbessert und die Gesamtkosten der Infrastruktur fielen um 24 Prozent. Die beiden Anlagen verzeichnen heute einen beneidenswerten Energie-Effizienzgrad („PUE“ für „power usage effectiveness“) von 1,07 bis 1,08. Konkret bedeutet dies, dass 93 Prozent der eingesetzten Energie für den Betrieb der Hardware (und nicht der Kühlung) genutzt wird.

Open Compute Project trifft auch in Europa verstärkt auf Interesse. Das nächste Summit findet übrigens a, 9. bis 11. März 2015 im kalifornischen San Jose statt.
Open Compute Project trifft auch in Europa verstärkt auf Interesse. Das nächste Summit findet übrigens a, 9. bis 11. März 2015 im kalifornischen San Jose statt. (Bild: Open Source Project)

Im Branchendurchschnitt liegt der Wert üblicherweise bei etwa 50 Prozent. Mit der OCP-Initiative hat Facebook auf der Interop-Konferenz in Las Vegas, USA, reges Interesse geweckt.

Der Kosteneffizienz der OCP-Datencenter von Facebook liegt nicht nur eine durchdachte Architektur sondern auch eine geschickte Standortwahl im oberen Nordwesten der USA zu Grunde. Eine frische Brise kalter Luft und teilweise eisige Temperaturen leisten ihren Beitrag zur Kühlung. Das Konzept ließe sich sicherlich auch im D-A-CH-Raum anwenden, sei es an der norddeutschen Küste oder in kalten Gebirgsregionen im Süden (Alpen, Allgäu und Tirol beispielsweise).

VMware tritt ein, Facebook erstrahlt

VMware, seit dem 25 August dieses Jahres ein Mitglied der OCP-Stiftung, hat im Übrigen, ein neues Datencenter in Deutschland errichtet, um „vCloud Air“-Dienste bereitzustellen. Zu der Architektur des Datencenters sind bisher keine Daten bekannt.

Mark Zuckerberg trifft den US-Präsidenten Barack Obama auf dem G8-Gipfel.
Mark Zuckerberg trifft den US-Präsidenten Barack Obama auf dem G8-Gipfel. (Bild: Wikipedia)

Zu den prominentesten Befürwortern und Nutzern von OCP zählen Facebook, Microsoft, die Investitionsbanken Goldman Sachs und Fidelity Investments, das Medienhaus Bloomberg und der Telekommunikationsanbieter Orange. Doch keiner der größten Anwender von OCP ist so offenherzig wie Facebook. Noch im Januar 2014 prahlte Mark Zuckerberg auf dem Open Compute Summit damit, dass Facebook dank OCP in den letzten drei Jahren 1,2 Milliarden Dollar eingespart habe.

Ein Datencenter braucht keinesfalls die Größe einer Server-Farm von Facebook oder VMware vorzuweisen, um aus OCP einen Nutzen zu ziehen. Sicherlich können globale Megakonzerne ihre Infrastruktur in besonders hohen Stückzahlen einkaufen und damit Tiefstpreise aushandeln.

Es soll aber nicht bedeuten, dass kleinere Unternehmen nicht auch sparen können. Ein effizienteres, offenes Design kann jedem Datencenter-Betreiber zu Nutze kommen. Auch bei einem deutlich kleineren Rechenzentren gehen nicht nur die anfänglichen Anschaffungskosten, sondern auch die laufenden Betriebs- und die damit verbundenen Personalkosten ins Geld.

Ein offenes Hardware-Design für ein OCP-Datencenter

In der Regel kommen zwei Netzteile pro Server zum Einsatz. Der Gedanke hierbei ist, dass im Falle eines Falles, wenn das erste Netzteil ausfallen sollte, das zweite Netzteil einspringen kann und der Ausfall keine Konsequenzen hat. Ein Rack besteht traditionell aus zirka 40 Blade-Servern mit je zwei Netzteilen in einem mehr oder weniger schicken aber auf jeden Fall geschlossenen Gehäuse.

Jedes der 80 Netzteile will verkabelt und gekühlt werden. Doch die Konstruktion hat einen gravierenden konzeptionellen Fehler: Kleine Netzteile haben einen höheren Energiebedarf und benötigen mehr Kühlung als vielfach größere Netzteile, umgerechnet auf die bereitgestellte Leistung. Es hat sich herausgestellt, dass eine geringere Anzahl leistungsstärkerer Netzteile, die den gesamten Rack bedienen können (zum Beispiel sechs oder acht für eine verbesserte Ausfallsicherheit), über seine gesamte Lebenszeit deutlich energie- und kosteneffizienter arbeitet.

Ein offenes Gehäuse ermöglicht eine bessere Luftzirkulation und vereinfacht die Kühlung. Zudem ergibt sich so auch die Möglichkeit, die unterbrechungsfreie Stromversorgung (im Datencenter-Fachjargon schlicht: „UPS“) in den Rack zu verlegen. Dies macht wiederum insofern Sinn, weil im Falle eines Netzteilausfalls der sog. „blast radius“ (Sprengradius) viel geringer ausfällt. Zudem lässt sich so die Stromversorgung virtualisieren und die Uptime wesentlich verbessern.

Erschwinglicher Fortschritt durch offene Standards

Wer meint, OCP sei „lediglich“ eine Lösung zum Verbessern der Energie-Effizienz von Server- und Massenspeicher-Appliances in Datencenter durch intelligentere Kühlung, ist nicht voll im Bilde. OCP fördert den technischen Fortschritt und hat bereits einige innovative Hardware-Architekturen zum Standard gekürt. Ein Beispiel ist „Open Rack“, eine Hardwarespezifikation, auf der unter anderem der Storage Server von Hyve Solutions aufsetzt.

Frank Frankovsky, der OCP-Guru verlässt Facebook, um sich seiner OCP-Stiftung und dem Aufbau eines Optical-Storage-Startup zu widmen.
Frank Frankovsky, der OCP-Guru verlässt Facebook, um sich seiner OCP-Stiftung und dem Aufbau eines Optical-Storage-Startup zu widmen. (Bild: Open Compute Project News Archive)

Zu den außergewöhnlichsten Ideen aus der OCP-Küche zählt das unter Insidern liebevoll auf den Namen Group Hug Board getaufte Server-Motherboard. Dieses erlaubt es, Server wahlweise mit Intel Atom- oder mit ARM-Chips zu bestücken. So können Datencenter den sonst üblichen Preisfluktuationen ausweichen und einfach jene Chips einbauen, die es zum jeweiligen Zeitpunkt besonders günstig zu kaufen gibt.

Das Autorenduo:

Filipe Pereira Martins und Anna Kobylinska arbeiten bei Soft1T S.a r.l. Beratungsgesellschaft mbH McKinley Denali Inc. (USA).

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