RZ-Infrastrukturen: Flach, schnell und intelligent

Die Netzwerke traditioneller Rechenzentren bestehen heute aus bis zu fünf Ebenen – neudeutsch auch "Tiers" genannt. Tier 1 bilden dabei die zentralen Core-Switches. Access-Switches wie Top-of-Rack-Switches binden die Server an das Netzwerk an. Optional liegt zwischen den Core- und Access-Switches eine weitere Schicht mit Aggregation-Switches, was bereits zu einem 3-Tier-Netzwerk führt. Die Switches eines Blade-Centers fügen gegebenenfalls noch eine Netzwerkebene (Tier 4) hinzu. Laufen auf einem Bladeserver dann noch mehrere virtuelle Server, stellt der virtuelle Switch innerhalb des Hypervisors Tier 5 dar. Jede Ebene im Netz führt dabei sowohl zu mehr Latenz (und macht das Netz damit langsamer), als auch zur mehr Komplexität bei der Administration.

Um dem entgegenzuwirken, können Unternehmen die Ebenen in ihrem RZ-Netzwerk über mehrere Wege reduzieren. Einer davon ist die Anbindung von Servern direkt an den Netzwerk-Core. So stellen moderne Core-Switches wie beispielsweise der Blackdiamond X8 von Extreme Networks heute bereits bis zu 768 10-GbE-Ports oder 192 40-GbE-Ports auf lediglich 14 Höheneinheiten bereit. In einem kompletten Rack lassen sich so bis zu 2.304 10-GbE-Ports unterbringen – und entsprechend viele Server direkt an den Core anschließen.

Für kleinere Rechenzentren wären alternativ auch Core-Switches mit nur 48 10-GbE-Ports auf einer Höheneinheit denkbar, von denen sich bis zu acht Stück mit 160 Gigabit in einem Stack zu einer logischen Einheit zusammenfassen lassen. Beide Szenarien entsprechen dem Idealfall einem 1-Tier-Netzwerk für schnelle private Cloud-Umgebungen mit minimaler Latenz und einfacher Administration.

Virtuelle Wanderung

Die Ebene der virtuellen Switches in den Hypervisoren lässt sich hingegen am besten mit Hilfe der Virtual Ethernet Port Aggregation (VEPA) auflösen. Dieser von der IEEE-Arbeitsgruppe 802.1Qbg definierte Standard verlagert das virtuelle Switching von den Hypervisoren zurück in den physikalischen Switch, an den der den Hypervisor beherbergende Server angeschlossen ist.

Zudem prüft die IEEE-Working-Group Erweiterungen des Standards, um die Wanderung von virtuellen Maschinen (VM) im Netzwerk besser zu unterstützen. Dies lässt sich beispielsweise wie in der ExtremeXOS Network Virtualization (XNV) mit Hilfe von virtuellen Port-Profilen (VPP) lösen. Dort hinterlegen Netzwerkadministratoren auf Basis jeder VM spezielle Einstellungen etwa für Quality of Service, Bandbreitenbegrenzungen und mehr. Das Betriebssystem der Switches setzt diese Profile dann pro VM am jeweiligen Switchport entsprechend um. Gleichzeitig verfolgt eine solche intelligente Lösung den Weg virtueller Maschinen durch das Netz und zieht die virtuellen Portprofile automatisch an die neuen Switchports nach.

Auch müssen sich Unternehmen mittelfristig darauf einstellen, ihren Netzwerk- und Speicherverkehr auf einer Infrastruktur zusammenzuführen. Denn die günstigen Preise für Ethernet-Komponenten versprechen einerseits große Einsparungen bei der Beschaffung von SAN-Komponenten. Andererseits muss die Netzwerkabteilung im Betrieb dann nur noch eine Netzwerktechnologie beherrschen, was sich unter anderem positiv auf die Betriebskosten auswirkt.

Bei der Planung eines konvergenten Daten-Storage-Netzes spielt es dabei keine Rolle, ob hier letztlich iSCSI oder Fibre-Channel-over-Ethernet (FCoE) zum Einsatz kommt. Viel wichtiger ist, den Datenverkehr von LAN und SAN logisch voneinander zu trennen und entsprechend der jeweiligen Bedürfnisse zu priorisieren. Diese Aufgabe kann dann das so genannte Data Center Bridging übernehmen, dessen Protokolle ebenfalls in aktuellen Switches implementiert sind.

Technologien für das moderne Rechenzentrum:

Leistungsstarke Server mit vielen virtuellen Maschinen brauchen viel Bandbreite. Daher kommt in solchen Geräten zunehmend 10-Gigabit-Ethernet für die Anbindung an das Netzwerk zum Einsatz. Die Access- und Core-Switches im Rechenzentrum müssen diesem Trend durch eine entsprechend hohe Portdichte Rechnung tragen.

Der Virtual Ethrnet Port Aggregator, kurz VEPA, sorgt dafür, dass sich das Switching zwischen virtuellen Servern zurück in das „echte“ Netzwerk verlagert. So erhalten Administratoren wieder die volle Kontrolle über den Netzwerkverkehr, der zuvor teilweise von den Administratoren der virtuellen Server kontrolliert wurde. Neue Protokolle wie das Data Center Bridging ermöglichen schließlich den Aufbau von Speichernetzen (SANs) mit kostengünstigen Ethernet-Komponenten sowie die Konvergenz von Daten- und Speichernetzen auf einer Infrastruktur.

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