Das Netzentwicklungskonzept der WWU Münster insbesondere Data Center Netzwerk

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1 Das Netzentwicklungskonzept der WWU Münster insbesondere Data Center Netzwerk ZKI-Frühjahrstagung Münster

2 2 Vortragsgliederung Das Netzentwicklungskonzept der WWU Münster Aktuelle Situation im Bereich Data Center Networking Derzeitige Anforderungen an Data Center Networking DC-Networking: Technologien / Funktionen Moderne Protokolle vs. modernes Netzdesign Entscheidungen im Bereich Data Center Networking Weitere Thematiken / Unsicherheiten / Anforderungen

3 Die Westfälische Wilhelms-Universität Münster Studierende Absolventen 15 Fachbereiche, 7 Fakultäten Über 110 Studienfächer in 250 Studiengängen 331 Mio Haushalt Mitarbeiter/-innen WWU (sowie am UKM), davon 565 Professoren / Professorinnen Wissenschaftliche Mitarbeiter/-innen Stand: 2008

4 4 Das Netzentwicklungskonzept der WWU Münster 2002: Letzter DFG Antrag zum LAN-Ausbau 2008/09: Formulierung eines neuen LAN-Antrages und Netzentwicklungskonzeptes durch das ZIV Erneuerung und weiterer Ausbau des Kommunikationssystems der WWU über 7 Jahre - kürzerer Zeitraum wegen Personalressourcen nicht möglich Technisches Konzept auch für UKM (Universitätsklinikum) vorgesehen Zahlreiche strategische Entscheidungen für die mittel- und langfristige Entwicklung des Kommunikationssystems (LAN + TK) 2009: Rektoratsbeschluss : Verankerung der Ausbaustrategie für das Kommunikationssystem 2010: positive DFG-Begutachtung

5 Netzkennzahlen WWU 5 Kennzahl Wert Gebäude 212 Nutzfläche m 2 LWL-Netz 258 km (*) Erschlossene Gebäude 177 LAN-Verteilerstandorte 233 Netz-Anschlussdosen WLAN Access Points 946 TK-Nebenstellen VoIP-Telefone 950 (*) Stand: Anfang 2011 (*): WWU + UKM Kein dedizierter Data Center Bereich

6 6 Aktuelle Situation im Bereich Data Center Networking Zwei zentrale Server-Standorte Dritter Standort in Planung Kein ausgewiesener Data Center Bereich in der aktuellen Netzstruktur D.h. Anbindung von Data Centern wie normale Peripherienetze Netzkomponenten (derzeit keine spezielle DC-Netzhardware): Cisco C6509 (10GE): Anbindung an den Campus-Core HP5400 (10GE und 1GE): Anbindung von Blade-Systemen und Einzelservern HP6600 (1GE): Anbindung von Einzelservern Serverhardware 600 Einzelserver (inkl. 250 HPC-Nodes) 9 Blade-Systeme Virtuelle Maschinen: > 300 (nur ZIV) Hersteller: IBM, HP, Dell, Brocade (FC-SAN)

7 Derzeitige Anforderungen an Data Center Networking Vorrangig: Aufbau eines dedizierten Netzbereichs Data Center Entkopplung vom Campus-Core Große Layer2-Bereiche innerhalb des Data Centers Standortübergreifende Layer2-Funktionalität (Kopplung von DC-Standorten); z.b. Heartbeat-Funktionen, VMotion, Leistungsfähige Layer2-Redundanzmechanismen Vereinheitlichung der Serveranbindung Keine separaten Räumlichkeiten für Netz und Server Flexible Verkabelung, ToR, EoR, MoR, Hohe 10GE-Portdichte Nachrangig: Konvergenz von LAN, SAN, HPC Keine aktuelle Notwendigkeit für FCoE Lossless Ethernet auch nützlich für iscsi, NFS, 10GE-Anschluss für Server derzeit ausreichend 7

8 Data Center Networking: Technologien / Funktionen Lossless Ethernet / DCB: Data Center Bridging CN: Congestion Notification PFC: Priority Based Flow Control ETS: Enhanced Transmission Selection Funktion auch auf Endsystemen erforderlich! Netzanbindung von Blade-Systemen Layer1: Kupfer, optisch Top-of-Rack, End/Middle-of-Row Layer2 / Switching zw. VMs: VEB, VEPA Anbindung des DCs an das Campus-Netz Reine Layer3-Anbindung an Campus-Core Migration der vorhandenen Struktur Layer2-Redundanzfunktionen (> STP) Multichassis-Linkaggregierung, Chassisvirtualisierung, Fabrics, TRILL, SPB DC-Integration von Netz-Services Security, Load Balancing, Kopplung von Data Center Standorten Konstellationen: LAN, MAN, WAN Management Betrieb; Troubleshooting Administration Überwachung 8

9 9 Moderne Protokolle vs. modernes Netzdesign im DC Moderne (standadisierte) Protokolle DCB: Data Center Bridging TRILL: Transparent Interconnection of Lots of Links SPB: Shortest Path Bridging Modernes Netzdesign (mit Beinahe-Standards) Reduzierung der Hops Flache Strukturen Ethernet-Fabrics

10 10 Entscheidungen im Bereich Data Center Networking Aufbau eines dedizierten Netzbereichs Data Center Keine strategische Investitionen mehr in alte Geräte Teure 10GE-Ports (bei großer Stückzahl) Keine DCB-Funktionalität Kein 100GE-Support Anschluss von Blade-Systemen möglichst mit Direct Attached Cable oder 10GBase-SR Betrieb eines(!) DCs mit mehreren Brandabschnitten und nicht mehrere DC-Standorte da keine WAN-Kopplung sondern Dark Fibre zwischen den Standorten Möglichkeit der effizienten Layer2-Kopplung (mit modernen Protokollen) Betrieb der Switches in den Blade-Systemen durch die Abt. Kommunikationssysteme Etablierung möglichst autarker Strukturen im DC Dedizierte Core Network Services (DNS, DHCP, ) für das Data Center

11 11 Offene Punkte im Bereich Data Center Networking Zeitliche Perspektive für den dritten Data Center Standort Produktentscheidung im Bereich Netzkomponenten Detailplanung für Netzdesign/struktur im Data Center Realisierung von Services im Data Center: Security, Loadbalancing, Netzbetriebs/Managementserver als VMs auf Blade Systemen

12 12 Was kann man jetzt schon tun? Eher lohnende strukturelle Maßnahmen als punktuelle Verbesserung: Konzeptionierung und weitgehende Umsetzung der Layer2-Entkopplung des Netzbereichs Data Center vom Restnetz Keine gemeinsamen VLANs evtl. noch ohne umfassende DC-Networking-Funktionalität Organisatorische Maßnahmen: zuständigkeitsübergreifendes Betriebskonzept Übernahme der Betriebsverantwortung für die Switches in den Blade Systemen durch die Abt. Kommunikationssysteme ZIV-interne Zentralisierung der Serverbetriebs

13 13 Weitere Thematiken / Unsicherheiten / Anforderungen Wann kommt die Notwendigkeit für 40/100GE? Servicemodule vs. Dedizierte Appliances vs. VM als Plattform für (Netz-)services Was ist mit dem Campus-Netz? Auch dort zukünftig DC-Netztechnologien? Desktop-Virtualisierung Herstellerbindung ( Kommt man aus der Nummer wieder raus? )

14 14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

15 15 Abkürzungen CN: Congestion Norification DAC: Direct Attached Cable DC: Data Center DCB: Data Center Bridging EoR: End of Row ETS: Enhanced Transmission Selection FCoE: Fibre Channel over Ethernet IPC: Inter Process Communication LAN: Local Area Network MAN: Metropolitan Area Network MoR: Middle of Row PFC: Priority Based Flow Control SAN: Storage Area Network SPB: Shortest Path Bridging STP: Spanning Tree Protocol ToR: Top of Rack TRILL: Transparent Interconnection of Lots of Links VEB: Virtual Ethernet Bridge VEPA: Virtual Ethernet Port Aggregator VM: Virtual Machine WAN: Wide Area Network