Next Generation Data Center für SAP

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1 Next Generation Data Center für SAP Cisco Technologien als Basis für die Virtualisierung Siegfried van den Berg Internetworking Consultant Cisco Partner Management 1

2 Herausforderungen im Rechenzentrum Kollaboration Neue Nutzer Möglichkeiten Benutzer - vereinbarungen Globale Verfügbarkeit Gesetzgebung Neue Geschäftsanforderungen Limitierungen Strom & Kühlung Komponenten- Auslastung Provisionierung Sicherheits Prävention Verfügbarkeit 2

3 Entwicklung der Rechenzentren Konsolidation Virtualisation Automation Utility Market Inter-Cloud Enterprise-Class Clouds Unified Computing Unified Fabric (FCoE, VN-Link) Data Center Networking (10GE, FC, WAAS) 3

4 Anforderungen an die Netzwerke durch Virtualisierung im Rechenzentrum Einfacher und einheitlicher Betrieb Beibehaltung bestehender Prozesse und Verfahren Verbesserung der Sichtbarkeit von virtuellen Systemen Eindeutigkeit der Verbindung bis zur VM Fehlersuche bis zur VM Optimierung der Verkabelung Effizientes Kabelmanagement Effektive Klimatisierung Und das alles unter Beibehaltung der Qualität und der Funktionen. 4

5 Cisco Innovationen zur Virtualisierung des Rechenzentrums VN-Link Unified Fabric Virtual SAN Unified Computing Virtualization aware Access Layer VM s können aus Netzwerksicht genauso behandelt werden wie physikalische Server Kompatibel mit Switching Plattformen Standard-basiert I/O Konsolidierung auf Basis von DCB Verlustfrei, geringe Latenz-Zeiten Enterprise-Class Top-of-the-Rack Switch Standard-basiert Konsolidierung mit virtual SAN Fabrics (VSAN) Erweiterung der VSANs hin zu VM s mit NPIV und F-Port Trunking Optimierung Blade Server Umgebungen mit NPV und FlexAttach Plattform für stateless Computing und Virtualisierung Architektur beinhaltet Compute, Netzwerk und Virtualisierung Enterprise-Class x86 Standard-basiert 5

6 Cisco Innovationen zur Virtualisierung des Rechenzentrums VN-Link Unified Fabric Virtual SAN Unified Computing Virtualization aware Access Layer VM s können aus Netzwerksicht genauso behandelt werden wie physikalische Server Kompatibel mit Switching Plattformen Standard-basiert I/O Konsolidierung auf Basis von DCB Verlustfrei, geringe Latenz-Zeiten Enterprise-Class Top-of-the-Rack Switch Standard-basiert Konsolidierung mit virtual SAN Fabrics (VSAN) Erweiterung der VSANs hin zu VM s mit NPIV und F-Port Trunking Optimierung Blade Server Umgebungen mit NPV und FlexAttach Plattform für stateless Computing und Virtualisierung Architektur beinhaltet Compute, Netzwerk und Virtualisierung Enterprise-Class x86 Standard-basiert 6

7 VN-Link ermöglicht eine Granularität auf VM- Level VLAN 101 VMotion Herausforderungen: VMotion kann VM s zwischen Servern verschieben Die Policies müssen folgen Traffic zwischen VM s in einem Server wird nicht gesehen Traffic auf dem physikalischen Link kann nicht den einzelnen VM s zugeordnet werden VN-Link: Erweitert das Netzwerk bis zur VM Konsistente Services Einheitliches Management 7

8 VN-Link - Lösungsansätze Cisco Nexus 1000V (Software Basiert) Nexus 5000 with VN-Link (Hardware Basiert) VM #1 Server VM #2 VM #3 VM #4 VM #1 VM #2 Server VM #3 VM #4 Nexus 1000V vshpere NIC vshpere NIC Initiator Nexus 1000V LAN Nexus 5000 Zwei sich ergänzende Modelle für unterschiedliche Anforderungen Hardware basierter Ansatz erfordert neues Frame Format Unterschiedlicher Datenfluss! 8

9 Hindernisse für skalierbare Server Virtualisierung Sicherheit und Policies Nur auf eigentlichem Server und nicht auf virtueller Maschine Unmöglich Netzwerk- Policies auf beweglichen VMs durchzuführen Operations und Management Keine Infos bezüglich Sichtbarkeit Zurechenbarkeit, Beschaffenheit der einzelnen VMs Ineffizientes Management und Troubleshooting Organisationsstruktur Unklare Verantwortlichkeiten, da der Server Admin das virtuelle Netzwerk konfiguriert Redundanz sorgt für unklare Haftungsverhältnisse 9

10 Cisco Nexus 1000v VM VM VM VM Cisco Nexus 1000V Cisco s Lösung um die Virtualisierung von Rechenzentren zu vereinfachen/beschleunigen Der umfangreichste und sicherste Switch für VMware vsphere 100% Software basierend auf NX-OS Der 1. Third-Party virtuelle Switch Nexus 1000V Nexus 1000V vsphere Policy-basierende VM Verbindungen Mobilität von Netzwerk & Sicherheitsattributen Unterbrechungsfreie Ausführung 10

11 Cisco Nexus 1000v Architektur VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM Nexus 1000V VEM Nexus 1000V VEM Nexus 1000V VEM vsphere vsphere vsphere Virtual Supervisor Module (VSM) Virtuelle oder physikalische Appliance mit Cisco NXOS (unterstützt HA) Virtual Ethernet Module (VEM) Ausführung von Management, Monitor, & Konfiguration Ermöglicht die erweiterten Netzwerkfunktionen für den Hypervisor Enge Integration Cisco Nexus mit VMware 1000VvCenter Installation Für jede VM ein dedizierter Switch Port ESX& ESXi Collection VUM & of Manual VEMs Installation = 1 vnetwork Distributed VEM Installation/Upgrade Switch wie ein ESX Patch vcenter Nexus 1000V VSM 11

12 Funktionen des Nexus 1000V Sicherheit Switching Provisioning Sichtbarkeit Management 12

13 Cisco Innovationen zur Virtualisierung des Rechenzentrums VN-Link Unified Fabric Virtual SAN Unified Computing Virtualization aware Access Layer VM s können aus Netzwerksicht genauso behandelt werden wie physikalische Server Kompatibel mit Switching Plattformen Standard-basiert I/O Konsolidierung auf Basis von DCB Verlustfrei, geringe Latenz-Zeiten Enterprise-Class Top-of-the-Rack Switch Standard-basiert Konsolidierung mit virtual SAN Fabrics (VSAN) Erweiterung der VSANs hin zu VM s mit NPIV und F-Port Trunking Optimierung Blade Server Umgebungen mit NPV und FlexAttach Plattform für stateless Computing und Virtualisierung Architektur beinhaltet Compute, Netzwerk und Virtualisierung Enterprise-Class x86 Standard-basiert 13

14 Fibre Channel over Ethernet Ein Standard! FCoE ist spezifiziert in FC-BB-5 und Teil der Fibre Channel Suite CEE oder Converged Enhanced Ethernet Ist eine informelle Vereinbarung für lossless Ethernet und weitere notwendige Funktionalitäten für Unified I/O basierend auf 10 GB Ethernet Cisco unterstützt CEE und FCoE Fibre Channel Ethernet Einmalige Verkabelung Weniger Kabel und Adapter Interoperabel mit existierenden SAN s Kein Gateway FC wird unverändert in Ethernet eingepackt 14

15 Converged Network Adapter (CNA) FCoE Eth. FC ein Adapter mit 10 GB Anschlüssen Konsolidierung von Ethernet und FC in Hardware Die Software sieht weiterhin Ethernet und Fibre Channel Adapter Flow Control Unterstützung weniger Adapter pro Server 15

16 Serveranbindung mit Unified I/O (1) Today Klassisches Konzept LAN SAN A SAN B parallele Infrastrukturen für LAN und SAN viele Adapter in den Servern komplexe und kostenintensive Verkabelung viele Ports zu managen aufwendige Implementierung zusätzlicher Server hohe Investitionskosten HW-Umbau notwendig, bei Änderung der Anforderungen Enhanced Ethernet and FCoE Ethernet FC 16

17 Serveranbindung mit Unified I/O (2) Unified I/O integriert sich in die bestehende LAN und SAN Infrastruktur weniger Adapter im Server weniger Kabel vereinfachte Verkabelung im Accessbereich ohne Gateway -Funktionalität geringerer TCO Betriebsmodell bleibt unverändert Investitionsschutz da flexibel nutzbar I/O Consolidation with FCoE LAN SAN A SAN B Cisco Nexus 5000 Enhanced Ethernet and FCoE Ethernet FC 17

18 Serveranbindung mit Unified I/O (3) Today I/O Consolidation with FCoE LAN SAN A SAN B LAN SAN A SAN B Cisco Nexus 5000 Enhanced Ethernet and FCoE Ethernet FC 18

19 Ein anderer Ansatz der Optimierung I/O Konsolidierung im Accesslayer 19

20 End of Row Architektur Core Rack 1 Core Rack 2 Infras. Rack A Server Rack 1 Server Rack N Infras. Rack B Einfachere Netzwerkarchitekturen Geringer Hardware-Aufwand Weniger Systeme zu pflegen Mehr Platz für Server verfügbar Viele Kabel zum Core Viele Ports im Core Komplexe Verkabelung im Schrank (Herausforderungen für Kühlung) Hohe Kosten für Verkabelungssystem 20

21 Top of Rack Architektur Core Rack 1 Core Rack 2 Server Rack 1 Server Rack 2 Server Rack 3 Server Rack N Zusätzliche Schicht in den Netzwerkarchitekturen Hoher Hardware-Aufwand Mehr Systeme zu managen Weniger Höheneinheiten für Server verfügbare Weniger Kabel zum Core Weniger Ports im Core Einfache und günstige Verkabelung im Schrank 21

22 Top of Rack Architektur mit Fabric Extender Nexus 2000 Core Rack 1 Core Rack 2 Server Rack 1 Server Rack 2 Server Rack 3 Server Rack N Netzwerkebenen wie im EoR FEX agieriertwie eine Linecard Physikalische Ebenen wie ToR günstige Kupferverkabelung im Schrank minimiert Spanning Tree weniger Ports im Core notwendig wenige Systeme zu managen 22

23 Cisco Innovationen zur Virtualisierung des Rechenzentrums VN-Link Unified Fabric Virtual SAN Unified Computing Virtualization aware Access Layer VM s können aus Netzwerksicht genauso behandelt werden wie physikalische Server Kompatibel mit Switching Plattformen Standard-basiert I/O Konsolidierung auf Basis von DCB Verlustfrei, geringe Latenz-Zeiten Enterprise-Class Top-of-the-Rack Switch Standard-basiert Konsolidierung mit virtual SAN Fabrics (VSAN) Erweiterung der VSANs hin zu VM s mit NPIV und F-Port Trunking Optimierung Blade Server Umgebungen mit NPV und FlexAttach Plattform für stateless Computing und Virtualisierung Architektur beinhaltet Compute, Netzwerk und Virtualisierung Enterprise-Class x86 Standard-basiert 23

24 Trennung mit Cisco VSAN-Technologie Weniger Komponenten Einfache Änderungen ohne Umstecken Routing zwischen VSAN s dynamisch nutzbar FC Switche Cisco MDS FC Switche Konsolidierung VSAN 1 VSAN 2 24

25 Cisco Innovationen zur Virtualisierung des Rechenzentrums VN-Link Unified Fabric Virtual SAN Unified Computing Virtualization aware Access Layer VM s können aus Netzwerksicht genauso behandelt werden wie physikalische Server Kompatibel mit Switching Plattformen Standard-basiert I/O Konsolidierung auf Basis von DCB Verlustfrei, geringe Latenz-Zeiten Enterprise-Class Top-of-the-Rack Switch Standard-basiert Konsolidierung mit virtual SAN Fabrics (VSAN) Erweiterung der VSANs hin zu VM s mit NPIV und F-Port Trunking Optimierung Blade Server Umgebungen mit NPV und FlexAttach Plattform für stateless Computing und Virtualisierung Architektur beinhaltet Compute, Netzwerk und Virtualisierung Enterprise-Class x86 Standard-basiert 25

26 Cisco Unified Computing System It s a System! 26

27 Die 5 wichtigsten Punkte für Kostenreduzierung Wenige Managementpunkte durch Unified Management Geringe Implementierungs- und Administrationskosten Vereinfachung der Infrastruktur durch Unified Fabric Weniger Infrastruktur Komponenten Weniger Strom, Kühlung und Administrationskosten VN-Link Virtual Interface Card Weniger Adapter im Server Mobilität der Virtuellen Server Extended Memory Technology Weniger Server Geringere Kosten für Hauptspeicher Service Profiles Schnellere Implementierung und Erweiterungen 27

28 Kundenbeispiel 28

29 Kundenbeispiel Ausgangssituation Zentralisierung der Warenwirtschaft und weiterer Applikationen für >40 Außenstellen im gesamten Bundesgebiet RZ mit >50 SAP Systeme (> SAPS, > IOPS) Anforderungen Zweites Rechenzentrum zur Erhöhung der Verfügbarkeit Effizienter Betrieb einer typischen Anwendungslandschaft (SAP, MS Exchange, etc.) Senkung der Infrastruktur Betriebskosten Eingesetzte Lösungen Hochverfügbarer Cluster im Core (mit 10GE und 1GE Glasfaserverbindungen) Data Center Class Switche im RZ mit hoher Dichte von 10GE Ports und Unterstützung für FCoE (Lossless und Low Latency) Logische Middle of Row Architektur mit physikalischer Top of Rack Struktur im RZ GB-Ethernet im Access-Bereich mit PoE Unterstützung für zukünftige VoIP Nutzung. 29

30 Umgesetztes Netzwerkdesign im Rechenzentrum FlexFrame Server-Pool FlexFrame Control-Node FlexFrame Control-Node FlexFrame Server-Pool 3750E stacked Nexus 5010 Catalyst 6500 Metro Cluster FlexFrame Shared Storage 1 GB 10 GB FlexFrame Shared Storage 30

31 Mehr zu gemeinsamen Lösungen 31

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