Quelle: Stand: April 2009

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1 Quelle: Stand: April 2009

2 Hochleistungs-Rechenzentren im Wandel der Zeit Redundantes Netzwerkdesign von Rechenzentren Referent: Michael Herm, Senior Consultant

3 Agenda Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Beispiele für MAN-/WAN-Konzepte Beispiele für Backbone-Konzepte Beispiele für RZ-LAN-Konzepte Zusammenfassung RÖWAPLAN AG 2

4 Agenda Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Beispiele für MAN-/WAN-Konzepte Beispiele für Backbone-Konzepte Beispiele für RZ-LAN-Konzepte Zusammenfassung RÖWAPLAN AG 3

5 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Bewertung der einzelnen Bereiche des RZ-Netzes Für die verschiedenen Bereiche eines Rechenzentrumsnetzwerkes MAN/WAN RZ-Backbone RZ-LAN gibt es verschiedenen Anforderungen an Security Verfügbarkeit Betrieb RÖWAPLAN AG 4

6 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Bewertung der einzelnen Bereiche des RZ-Netzes RÖWAPLAN AG 5

7 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Weitere Parameter die betrachtet und bewertet werden müssen Portdichte (Anzahl der nachgelagerten Serversysteme) Heterogene oder homogene Infrastruktur Technologien Standardtechnologien und/oder Proprietäre Technologien Funktionen Quality of Service, Rate Limiting, Analysefunktionen RÖWAPLAN AG 6

8 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Weitere Parameter die betrachtet und bewertet werden müssen Hochverfügbarkeit Technik und Strategie Platzbedarf im Rechenzentrum Dokumentationen und Betriebshandbücher RÖWAPLAN AG 7

9 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Einer der wichtigsten Parameter für das Netzdesign des Rechenzentrumsnetzes: Welche Anforderungen haben die angeschlossenen Systeme an das Netzwerk? Applikations-Server und Datenbank-Server Speicher- und Backup-Systeme Management der Systeme (In- oder Out-Band) Welche Anforderung bestehen zu Disaster Recovery? RÖWAPLAN AG 8

10 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign OSI-Schichtenmodell Wo bewegt sich Netzdesign im RZ? Normales Netzdesign spielt sich meistens in den Layer 1 bis 3 ab. RZ-Netzdesign bewegt sich je nach Ausprägung auch in den Layern 4 bis 7. RÖWAPLAN AG 9

11 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign OSI-Schichtenmodell Wo bewegt sich Netzdesign im RZ? RÖWAPLAN AG 10

12 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Klassifizierungen zur Verfügbarkeit TIER (Uptime Institute) ACE (Harvard Research Group) HA (Institute of Electrical and Electronics Engineers) RÖWAPLAN AG 11

13 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign TIER (Uptime Institute) A B A B RÖWAPLAN AG 12

14 Grundgedanken zum RZ-Netzdesign TIER (Uptime Institute), Standortkombination Standort 1 Standort 2 RÖWAPLAN AG 13

15 Agenda Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Beispiele für MAN-/WAN-Konzepte Beispiele für Backbone-Konzepte Beispiele für LAN-Konzepte Zusammenfassung RÖWAPLAN AG 14

16 Core 1 Backbone Data Center 2 Core 2 Beispiel MAN-/WAN-Konzepte Gewachsener RZ-Backbone und ein MAN Core 2 MAN 2 MAN 1 Backbone Data Center 1 Core 1 RÖWAPLAN AG 15

17 Beispiel MAN-/WAN-Konzepte MAN/WAN Welche Routing-Protokolle kommen wo zum Einsatz? Welche Verfügbarkeit muss für welchen Bereich gegeben sein? Wie viele Teilbereiche gibt es in diesem Bereich? RÖWAPLAN AG 16

18 Beispiel MAN-/WAN-Konzepte Variante: Aufteilung des Backbones in drei Areas eventuelle Probleme beim Propagieren von Netzen, die in beiden Rechenzentren existieren RÖWAPLAN AG 17

19 Beispiel MAN-/WAN-Konzepte Variante: Aufteilung des Backbones in zwei Areas Redundanzmechanismen beeinflussen den Backbone beider Rechenzentren RÖWAPLAN AG 18

20 Beispiel MAN-/WAN-Konzepte MAN-/WAN-Konzepte Ein Design erfolgt je nach den Bedürfnissen, Anforderungen und Gegebenheiten des Kunden. Unter Umständen besteht im WAN eine Abhängigkeit zu einem Provider. Für das Design sind in vielen Fällen auch die nachgelagerten Systeme in den Rechenzentren ein wichtiger Designparameter. 19

21 Beispiel MAN-Konzepte Beide Varianten können zum Einsatz kommen abhängig von den Anforderungen und der Kommunikationsstruktur Variante Variante 11 Variante Variante 22 RÖWAPLAN AG 20

22 Agenda Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Beispiele für MAN-/WAN-Konzepte Beispiele für Backbone-Konzepte Beispiele für RZ-LAN-Konzepte Zusammenfassung RÖWAPLAN AG 21

23 Beispiele Backbone-Konzepte RZ-Backbone Welche Routing-Protokolle kommen wo zum Einsatz? Welche Verfügbarkeit muss gegeben sein? Wie werden Firewallsysteme in den Backbone integriert? Wird Load Balancing oder Global Site Selection benötigt? RÖWAPLAN AG 22

24 Beispiele Backbone-Konzepte Variante: Firewall-Systeme agieren RZ-übergreifend Active/Active- oder Active/Standby-Betrieb Anforderung an die Performance der Firewall-Hardware RZ 1 RZ 2 RÖWAPLAN AG 23

25 Beispiele Backbone-Konzepte Variante: Firewallsysteme werden HA je RZ betrieben Firewall-Cluster pro Rechenzentrum im Active/Standby-Betrieb Anforderungen an den Betrieb und die Routingintegration RZ 1 RZ 2 RÖWAPLAN AG 24

26 Beispiele Backbone-Konzepte Konsolidierte Übertragung zwischen den Rechenzentren innerhalb eines selben Netzbereiches Nutzen Ethernet-Strecke Switch-/Rotuer-Port Switch-/Router-Port RÖWAPLAN AG 25

27 Beispiele Backbone-Konzepte Konsolidierte Übertragung zwischen den Rechenzentren innerhalb eines selben Netzbereiches Nutzen einer HDWM-Strecke Multiplexer-Port Multiplexer-Port RÖWAPLAN AG 26

28 Beispiele Backbone-Konzepte Erweiterte Sicht auf den internen und externen Backbone Provider-Router RZ 1 RZ 2 PWC-Router externer Backbone GSS Firewall extern RZ-LAN Switchsysteme Reverse Proxy Load Balancer Firewall intern interner Backbone Core und MAN RÖWAPLAN AG 27

29 Beispiele Backbone-Konzepte Backbone-Konzepte Es gibt Varianten, aber keine Universal-Lösung. Der Backbone endet nicht an den zentralen Switch/Router-Systemen. Ein Umsetzen der Kommunikationsanforderungen mit Sicht auf Firewall-Systeme Global Site-Selectoren Load Balancer ist komplex. RÖWAPLAN AG 28

30 Agenda Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Beispiele für MAN-/WAN-Konzepte Beispiele für Backbone-Konzepte Beispiele für RZ-LAN-Konzepte Zusammenfassung RÖWAPLAN AG 29

31 Beispiele RZ-LAN-Konzepte Anforderung an das Design von Rechenzentrumsnetzen modular skalierbar redundant universell Design eines Bausteinkonzeptes als Basis des Netzaufbaus RÖWAPLAN AG 30

32 Beispiele RZ-LAN-Konzepte Wie werden die Systeme an das RZ-LAN konnektiert? Single armed Dual armed Dual homed 31

33 Beispiele RZ-LAN-Konzepte Es existieren eine Vielzahl von Varianten. RÖWAPLAN AG 32

34 Beispiele RZ-LAN-Konzepte Baustein: In-Zonen Layer 2/3-Redundanz mit Virtual Switching Auffangen von hohen Portzahlen aus dem Systembereich heraus Bilden von Redundanzen ohne Schleifen kein Spanning Tree notwenig gebündelte Querkommunikation zwischen den Rechenzentren RÖWAPLAN AG 33

35 Beispiele RZ-LAN-Konzepte Baustein Layer 2/3-Redundanz, Singlesysteme Auffangen mittlerer Portzahlen aus dem Systembereich heraus In-Chassis -Redundanz durch zweites Management-Modul optional: ein Management-Modul (dann aber eingeschränkte Verfügbarkeit der Zone) gebündelte Querkommunikation (RZ <> RZ) des Netzbereiches RÖWAPLAN AG 34

36 Beispiele RZ-LAN-Konzepte Baustein: Überspannendes Layer 2 vereinfachte Kommunikation innerhalb eines Bereiches vereinfachte Konfigurationen von in einem Bereich befindlichen Systemen Fehlerausbreitung in einem gesamten Bereich möglich (also RZ-übergreifend) Fehlereingrenzung aufwändig Rückführung in einen Betriebszustand aufwändig RÖWAPLAN AG 35

37 Beispiele RZ-LAN-Konzepte LAN-Konzepte Viele Möglichkeiten, aber keine Universallösung. Abhängig von den Anforderungen der angeschlossenen Systeme wird das RZ-Netz designed. Bausteinkonzept erleichtert Erweitung und Umbau des RZ-Netzes 36

38 Agenda Grundgedanken zum RZ-Netzdesign Beispiele für MAN-/WAN-Konzepte Beispiele für Backbone-Konzepte Beispiele für RZ-LAN-Konzepte Zusammenfassung RÖWAPLAN AG 37

39 Zusammenfassung Gesamtbetrachtung RÖWAPLAN AG 38

40 Zusammenfassung Das Design von Rechenzentrumsnetzen hat andere Anforderungen wie allgemeines Netzdesign. Das physikalische und logische Konzept erfordert eine genaue Betrachtung. Das Netzdesign endet in der Regel nicht im Rechenzentrum, sondern geht bis in MAN- und WAN-Strukturen und auch in Betriebs- und Organisationsaspekte. Eine genaue Betrachtung der Wirtschaftlichkeit beim RZ-Netzdesign ist unabdingbar. RÖWAPLAN AG 39

41 Vielen Dank! RÖWAPLAN AG 40