Netzwerke für Cloud Computing

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1 pp pppppppppp ppppppp TECHNIK KOMPAKT Netzwerke für Cloud Computing Cloud-Computing ist auf dem Vormarsch, aber die dafür nötigen Netze sind oft schwierig zu implementieren und zu verwalten. Bevor Unternehmen mit Cloud-Computing beginnen, sollten sie deshalb überlegen, was das für ihr Netzwerk bedeutet. pppppppppp pp pppppp ppppppppp pppppppp ppppppppp ppppp pp pp ppppppp pppppppp pppp pppppp ppppp pppp ppppppp pppp pppppppppp ppppp ppppppppppp ppppppppp pp pppppp ppppppppppp pp pppp pp pppp ppppppp pppp ppppppppppp q Netzwerke für Cloud-Computing verstehen q Die Folgen von Cloud Computing für das Netzwerk: Wie Sie sich vorbereiten können q Cloud-Networking: Rechenzentren miteinander verbinden und Nutzer anschließen

2 Netzwerke für Cloud-Computing verstehen Die Architektur für Cloud-Computing-Netze sieht oft flache Leaf Spine -Topologien vor. Denn damit lassen sich die Latenz verringern und der Bandbreitenbedarf begrenzen. VON RIVKA GEWIRTZ LITTLE DIE DEFINITION VON Cloud Computing ändert sich häufig, also gilt das auch für die Definition von Netzwerken für Cloud-Computing. Letztlich liegt das Ziel von Cloud-Computing unabhängig vom gewählten Modell darin, einen flexiblen, server- und rechenzentrenübergreifenden Pool an Ressourcen zu schaffen, der Nutzern nach Bedarf Zugriff auf gespeicherte Daten und Anwendungen gibt. Cloud-Computing-Netzwerke müssen deshalb zwei Dinge leisten: den Pool als einheitliche virtuelle Ressource erscheinen lassen und sicherstellen, dass Nutzer unabhängig von ihrem Aufenthaltsort auf diese Ressource zugreifen können. Um dies zu gewährleisten, müssen Netzwerke für Cloud-Computing unabhängig davon, ob es um eine öffentliche, private oder hybride Cloud geht Folgendes leisten: D Bandbreite nach Bedarf erhöhen und verringern D Durchsatz mit extrem geringer Latenz zwischen Storage-Netzen, dem Rechenzentrum und dem LAN bieten D Nicht-blockierende Verbindungen zwischen Servern erlauben, sodass eine automatische Verlagerung von virtuellen Maschinen (VM) möglich ist D Über eine Managementoberfläche verfügen, die alle Netze des Unternehmens und seiner Internet-Provider umfasst D Trotz dieser sich ständig verändernden Umgebung eine gute Übersichtlichkeit bieten. 2 TECHNIK KOMPAKT:

3 Netzwerke für Cloud-Computing können als drei miteinander zusammenhängende Strukturen verstanden werden: das Frontend, das Nutzer mit Anwendungen verbindet, eine horizontale Komponente, die physische Server und die verlagerbaren VMs miteinander verbindet, und Storage- Netze. Das Cloud-Netzwerk insgesamt lässt sich als Layer-2- oder Layer-3- Netz auslegen. -NETZE UNTERSTÜTZEN ÖFFENTLICHE, PRIVATE UND HYBRIDE CLOUDS Unternehmen können Cloud-Computing auf verschiedene Arten einsetzen, und jede davon bringt ganz eigene Herausforderungen für die Netzwerk- Teams mit sich. Aktuell arbeiten viele Anwender mit dem Modell öffentlicher Clouds, bei dem sie auf Anwendungen und Daten zugreifen, die bei einem Service-Provider liegen. Dies geschieht über das normale Internet und wird nach Nutzung oder im Abonnement abgerechnet. Dies ist wohl die einfachste Variante für Netzwerk-Teams in Unternehmen sie müssen im Prinzip nur die Anbin- dung ans öffentliche Internet schaffen und absichern. Manche Unternehmen verwenden dafür ein Virtuelles Privates Netzwerk (VPN) oder dedizierte Leitungen, was schon ein wenig mehr Arbeit macht. Ein wichtiger Punkt dabei sind mögliche Engpässe bei der Hauptanbindung: Wenn zum Beispiel der Internetverkehr der Zweigstellen durch den Hauptsitz geleitet wird und der Cloud-Zugriff über dieselbe Anbindung erfolgt, kann das Netz überlastet werden und dadurch wichtige Anwendungen ausbremsen. Allgemein ist Cloud- Computing eher eine Herausforderung für Un ternehmen, die auf private oder hybride Modelle setzen. Allgemein aber ist Cloud-Computing eher eine Herausforderung für Unternehmen, die auf private oder hybride Modelle setzen. Größere Unter- nehmen tendieren zu internen oder privaten Clouds, bei denen sie ihr ei- 3 TECHNIK KOMPAKT:

4 genes Rechenzentrum oder ihren Platz in einem Kollokationszentrum zu einer gehosteten Umgebung machen. Andere setzen auf ein hybrides Cloud- Modell, bei dem sie einen Teil der Ressourcen im eigenen Rechenzentrum zur Verfügung stellen und verwalten, einen anderen Teil über eine öffentliche Cloud. Dadurch können sie ihre in Bezug auf Sicherheit heikelsten Anwendungen in einer privaten Anlage unterbringen, während weniger sensitive Komponenten in die öffentliche Cloud gehen. Bei beiden Szenarien müssen die Netzwerk-Teams in Unternehmen interne Cloud-Computing-Netze aufbauen, die eine nahtlose Verbindung von Storage und Servern mit der LAN gewährleisten. Im hybriden Modell wird die Sache sogar noch komplizierter, weil zusätzlich Verbindungen zwischen öffentlichen und privaten Clouds hergestellt werden müssen. NETZWERK-ARCHITEKTUR FÜR : SWITCHING FABRICS FÜR GIGABIT-ETHERNET Bei Cloud-Computing-Netzen gibt es eine Entwicklung weg von der typischen dreischichtigen Switching-Topologie, bei der Access-Switches mit einer großen Zahl von Aggregations- oder Distributions-Switches verbunden sind, die ihrerseits mit dem Core verknüpft sind. Das Problem bei diesem traditionellen Modell ist die Latenz sie zwingt Datenpakete zu Stopps bei den Hops auf jeder Schicht und ermöglicht keine Any-to-any-Kommunikation zwischen den Hunderten von Servern und wandernden VMs, die in einer Cloud-Umgebung gebraucht werden. Aus diesem Grund ist zu erwarten, dass Unternehmen mit der Zeit auf Cloud-Netzwerke mit einer flachen Distributionsschicht aus 10-GbE- Switches (und später 40 GbE und 100 GbE, wenn diese Standards verabschiedet sind) umsteigen werden, die zur Kommunikationsverbindung zwischen den Servern mit so wenigen Zwischenstopps wie möglich wird. Diese mittlere Schicht aus Ethernet-Switches wird als größere Fabric angelegt sein, sodass Unternehmen sie wie einen oder wenige größere Switches verwalten können. 4 TECHNIK KOMPAKT:

5 LEAF-SPINE- ODER FAT-TREE-TOPOLOGIEN FÜR DIE ARCHITEKTUR VON -NETZEN Eine solche zweischichtige Switching-Methode wird gern als Leaf-Spine- Topologie oder Fat-Tree-Topologie bezeichnet. Dabei werden die Server an Leaf-Switches angeschlossen, die ihrerseits mit einem breiten Netz aus Spine-Switches verbunden sind, sodass Daten zwischen allen Leafs (Blättern) und Spines (Rückgrat) übertragen werden können. Über den Core- Router wird dieses Gewebe aus Switches schließlich an das Internet angebunden. Das Switch-Gewebe, das so viele Ports aufweist wie möglich, gewährt jeder Verbindung den gleichen Zugriff auf Bandbreite. Dies ermöglicht die nicht-blockierende Verschiebung von VMs in einer übersichtlichen, Anyto-any-Serverumgebung. Wenn jeder Switch über genügend eigenen Arbeitsspeicher verfügt, kann das Netz Pakete leichter durch das Gewebe leiten. Die Leaf-Switches steuern dabei den Datenfluss zwischen den Servern, die Spines bewegen Daten bidirektional zwischen den Knoten. STORAGE IN NETZWERKEN FÜR Eine bedeutende Rolle in Cloud-Computing-Netzen spielt die Speicherung. Anwendungen und Daten müssen nahtlos zwischen Storage-Systemen, dem Rechenzentrum und dem LAN hin- und herfließen können. Storage- Arrays, ob auf der Grundlage von Fibre Channel oder von iscsi, müssen an die Server in Rechenzentren angebunden sein. Die meisten Server verfügen über Adapter für Fibre Channel oder Ethernet zum Anschluss an einen Fibre-Channel- oder Ethernet-Switch. Dieser Switch stellt dann die Konnektivität zu den Storage-Arrays her. Viele Anbieter drängen zu einem Umstieg auf Fibre Channel over Ethernet (FcoE), das den Transport von Fibre-Channel-Verkehr über Ethernet ermöglicht. Aktuell wird Ethernet für die Verbindungen von Server zu Server und von Server zu Client verwendet, Fibre Channel für Verbindungen von Servern zu Storage. FcoE verkapselt Fibre-Channel-Verkehr in Ethernet-Frames, sodass Ihre Server keine Fibre-Channel-Adapter brauchen 5 TECHNIK KOMPAKT:

6 und Unternehmen ihren gesamten Datenverkehr auf einem Netz mit einem System verwalten können. Um diese Konvergenz zu unterstützen, bieten Hersteller zunehmend FcoE-fertige Komponenten für Storage und Switching an. VIRTUELLES SWITCHING IST ENTSCHEIDEND FÜR -NETZE Außer Switches und Netzwerkkarten (NIC) für Gigabit-Ethernet brauchen Netzwerk-Architekten und -Administratoren für das Switching zwischen VMs und manchmal auch physischen Servern virtuelle Switches und virtuelle Ethernet-Adapter. VMs sind mit dem physischen Netzwerk über virtuelle Ethernet-Adapter und virtuelle Switches verbunden, die dann an physische Adapter und Switches angeschlossen sind. Virtuelle Switches verwalten nicht nur die Verlagerung von VMs, sie helfen auch beim Management von virtuellen LANs (VLANs) im Rechenzentrum. Diese werden eingerichtet, um große Gruppen von Servern und flexiblen VMs besser segmentieren, sichern und verwalten zu können. Jedes Softwareprodukt zur Virtualisierung genannt Hypervisor bringt einen virtuellen Switch mit, der für das Management des Verkehrs an Netzwerk-Frames innerhalb des physischen Host-Servers zuständig ist. Jeder Hypervisor bringt einen virtuellen Switch mit, der für das Management des Verkehrs an Netzwerk-Frames innerhalb des physischen Host-Servers zuständig ist. Bislang waren die meisten dieser virtuellen Switches für die Werkzeuge von Netz-Administratoren unsichtbar, sodass das virtuelle Switching gänzlich in der Hand von Systemadmi- nistratoren verblieb oft ein Albtraum für die Netzwerk-Teams. Mittlerweile führen Switch-Anbieter ihre eigenen virtuellen Switch-Produkte ein, die entweder die eingebauten virtuellen Switches der Hypervisors ersetzen 6 TECHNIK KOMPAKT:

7 oder mit ihnen zusammenarbeiten. Dadurch bekommen Netzwerk-Manager und -Administratoren Kontrolle über die Verlagerung von VMs innerhalb und zwischen Blade-Servern. NETZWERK-AUTOMATION ALS HILFSMITTEL FÜR -NETZE In einer Cloud-Umgebung ist kaum etwas statisch Server- und Netz- Instanzen können im Nu provisioniert werden. Doch dafür sind automatisierte Netzwerk-Prozesse unverzichtbar. Netzwerk-Architekten müssen also nach Automatisierungs-tools Ausschau halten, die das Management von IP-Adressen, Konfigurationsmanagement und Ressourcenallokation beherrschen. Derartige Werkzeuge gibt es zwar, doch sie entwickeln sich ständig weiter. Dies kann darauf hinauslaufen, dass Netzwerk-Teams zusätzlich zu den Angeboten ihrer Lieferanten für Netzwerk- und Rechenzentren-Ausrüstung einen Flickenteppich an Einzellösungen zusammenstellen müssen. n 7 TECHNIK KOMPAKT:

8 FÜR DAS NETZWERK: WIE SIE SICH Die Folgen von Cloud Computing für das Netzwerk: Wie Sie sich vorbereiten können Mit der Bedeutung von Cloud-Computing für Ihr Netzwerk sollten Sie sich sorgfältig beschäftigen, insbesondere mit Blick auf Datenquellen und Storage sowie die Verteilung der Zugriffe. VON TOM NOLLE IST EINES der heißesten Themen in der Informationstechnologie von heute. Damit gemeint ist meist eine über Netzwerke realisierte Auslagerung von Rechenzentrum-Funktionalität und -Ressourcen an einen externen Anbieter. Für viele Unternehmen mit stark schwankenden IT- Anforderungen ist Cloud-Computing eine Alternative zum Vorhalten von Rechenkraft im Übermaß. Allerdings muss man dabei aufpassen, dass die zusätzlichen Netzkosten nicht alle Ersparnisse wieder zunichte machen. So etwas wie eine typische Computer- Anwendung gibt es nicht. Unter- nehmen nutzen IT für hochgradig verteilte Aktivitäten wie die Verarbeitung von Transaktionen, Handel im Web oder Kunden-Support, Datenanalysen und Data-Mining sowie aufsichtsrechtlich vorgeschriebene Berichte. Wenn diese Anwendungen in einer Cloud-Umgebung zur Verfügung gestellt werden, ist es für den Zugriff auf Daten erforderlich, die Cloud-Ressourcen mit Ressourcen im unternehmenseigenen Rechenzentrum zu verbinden. Auch der Zugang der Nutzer zu den Anwendungen in der Cloud muss gewährleistet sein. Was das für Ihr Netzwerk bedeutet, hängt von drei wichtigen Aspekten ab. Für viele Unternehmen mit stark schwankenden IT- An forderungen ist Cloud-Computing eine Alternative zum Vorhalten von Re chenkraft im Übermaß. 8 TECHNIK KOMPAKT:

9 FÜR DAS NETZWERK: WIE SIE SICH Der erste Aspekt betrifft die Quellen der Daten. In der Cloud laufende Anwendungen brauchen Daten, und woher sie diese bekommen, ist der wichtigste Einzelfaktor dafür, wie sehr sich Netzwerk-Fragen auf Kosten und Leistungsfähigkeit beim Cloud-Computing auswirken. Wenn bei einer Anwendung große Mengen an Daten (eine oder mehrere große Datenbanken) im Spiel sind, muss der Zugriff auf die Daten schnell und zuverlässig sein ansonsten wird die Anwendung langsam. Also müssen Sie die Daten entweder ebenfalls in der Cloud speichern (was Kosten- und Datenschutzfragen aufwirft), oder Sie brauchen zur Unterstützung Ihrer Cloud-Verbindungen ein sehr schnelles Netz mit bester Servicequalität. Ebenfalls von großer Bedeutung ist der zweite Aspekt: die Frage von Aktualisierungen und Backups der Quelldaten für Anwendungen. Wenn diese Daten hochdynamisch sind oder zusammen mit anderen Unternehmensdaten gesichert oder synchronisiert werden müssen, muss die Verbindung zwischen den Cloud-Datenressourcen und den Datenressourcen im Unter- nehmen sehr leistungsfähig sein. Bei statischeren Daten sind die Netzwerk- Anforderungen für die Datenpflege weniger hoch, und die Auswirkungen auf das Unternehmensnetz können gering bleiben. Der dritte Aspekt ist die Verteilung der Zugriffe. Wenn die Anwendung von vielen Standorten in mehreren Ländern aus verwendet werden soll, wird der Zugang dazu wahrscheinlich meistens über das Internet oder ein Internet-VPN erfolgen. Wenn die Nutzer dagegen hauptsächlich in firmeneigenen Gebäuden arbeiten, kann es nötig sein, die Cloud-Computing-Ressource mit dem Unternehmensnetz zu verbinden. Wenn bei einer Anwendung große Mengen an Daten im Spiel sind, muss der Zugriff auf sie schnell und zuverläs sig sein ansonsten wird die Anwendung langsam. Wenn eine Cloud-Anwendung aus irgendeinem Grund stark mit Ressourcen im Rechenzentrum des Unternehmens integriert ist, kommt es entscheidend auf die Performance der Verbindung zwischen den beiden an. Wenn 9 TECHNIK KOMPAKT:

10 FÜR DAS NETZWERK: WIE SIE SICH sie versagt, kann nicht nur die Anwendung ausfallen, sondern auch die Synchronisierung zwischen Daten in der Cloud und auf den Speicherressourcen des Unternehmens verloren gehen. Dann wird eine komplexe und teure Restrukturierung nötig. Aus diesem Grund sollte es für derartige Cloud-Anwendungen eine private Datenverbindung zur Cloud-Computing-Ressource geben. Eine enge Integration zwischen Informationsressourcen in der Cloud und dem eigenen Rechenzentrum kann auch höhere Anforderungen für das Netzwerk des Rechenzentrums und sämtliche Trunk-Leitungen zwischen dem Rechenzentrum und anderen primären oder regionalen Zentren des Unternehmens zur Folge haben. Das Internet und Internet-VPNs lassen sich für die Kommunikation bei Cloud-Computing unter drei Bedingungen verwenden: Servicequalität und Verfügbarkeit müssen ausreichen, die Cloud-Ressource muss sich angemessen sichern lassen, und die nötigen Verbindungen zwischen Cloud-Ressource und IT-Infrastruktur im Unternehmen müssen robust genug sein für den anfallenden Datenverkehr. Oft vernachlässigen Unternehmen dabei den Verkehr, der durch den Zugriff ihrer Beschäftigten auf Cloud-Ressourcen entsteht, wenn dieser Zugriff über das eigene WAN durch ein Internetportal erfolgt: Weil diese Portale üblicherweise im oder nahe am Hauptsitz angesiedelt sind, kann Cloud-Computing den Datenverkehr aus den Zweigniederlassungen deutlich ansteigen lassen. Aus diesem Grund sollte es für derartige Cloud-An wendungen eine private Datenverbindung zur Cloud-Computing- Ressource geben. Die für Cloud-Computing am schwierigsten zu unterstützende Anwen- dungsklasse sind einfache Überlauf - oder Backup-Anwendungen, bei denen ehemals im Unternehmen angesiedelte Anwendungen in die Cloud verlagert werden. Bei dieser Klasse können enorme Anforderungen an den Datenzugriff entstehen, wenn nicht auch die ganze Datenbank des Unter- nehmens in der Cloud aufbewahrt wird was nur für wenige Organisa- 10 TECHNIK KOMPAKT:

11 FÜR DAS NETZWERK: WIE SIE SICH tionen infrage kommt. Um auch hier Cloud-Computing sinnvoll zu machen, liegt die einzige effektive Strategie darin, eine Highspeed-Verbindung zwischen dem Rechenzentrum der Cloud und dem des Unternehmens zu schaffen. Von dort aus können die Daten dann in das normale Unternehmensnetz weitergereicht werden. Im Unternehmensnetz am leichtesten zu unterstützen sind Cloud-Computing-Anwendungen, auf die über Internet/VPNs zugegriffen wird, deren Host-Rechner zum Teil des VPN werden können und bei denen wenig Synchronisation von Daten zwischen Cloud-Host und Firmenrechenzentrum nötig ist. In solchen Fällen sind nur geringe Auswirkungen auf den Datenverkehr im Unternehmensnetz zu erwarten. Allerdings wirft die Einbindung einer Cloud-Ressource in das VPN Sicherheitsfragen auf, die sowohl technisch als auch im Vertrag mit dem Cloud-Computing-Provider berücksichtigt werden müssen. Niemand sollte sofort in großem Maßstab mit Cloud-Computing beginnen. Stattdessen ist eine vorsichtige Transition zu empfehlen. Intelligente Unternehmen testen zunächst Cloud-Computing-Anwendungen mit möglichst geringen Folgen für ihr Netzwerk und setzen erst dann stärker auf die Cloud, wenn sie mehr Erfahrung haben. Auf diese Weise lassen sich Netzwerkkosten und Einsparungen bei der eigenen IT-Ausstattung recht zuverlässig planen. n 11 TECHNIK KOMPAKT:

12 MITEINANDER VERNETZEN UND NUTZER Cloud-Networking: Rechenzentren miteinander vernetzen und Nutzer anschließen Cloud-Netzwerke haben eine Mission: einen Pool von Ressourcen zusammenzubringen, auf den jeder Nutzer von jedem Ort aus zuverlässig zugreifen kann. VON TOM NOLLE WENN ES UM die Implementation von Cloud-Computing geht, ist viel vom Teilen und Verwalten von Rechenressourcen und von besser laufenden Anwendungen die Rede. Selten aber wird darüber gesprochen, was ein optimales Netzwerk für Cloud-Computing ausmacht. Doch wenn ein Unternehmen entscheidet, im großen Maßstab in die Cloud zu gehen, legt es sich gleichzeitig auf bedeutende Änderungen bei Policies, Planungspraktiken und Anwendungsmanagement fest und jeder dieser Aspekte hat Folgen für das Netzwerk. Netzwerk-Planer sind sich heute darüber im Klaren, dass Networking im Unternehmen in Wirklichkeit eine Mischung aus Ressourcen-Networking und Zugriffs-Networking ist. Beim ersten Punkt werden IT- Komponenten verbunden, die zusammen ein Rechenzentrum bilden, beim zweiten geht es darum, Anwendern Zugriff auf die in diesen Rechenzentren laufenden Anwendungen zu geben. Die Transformation zu Cloud Computing hat Folgen für Ressourcen- wie Zugriff-Networking und wird eine neue Kategorie erfordern: Verbund-Networking, also die Vernetzung von Clouds untereinander. Die Performance beim Cloud-Computing ergibt sich aus der Performance aller Netzwerk-Verbindungen und der Performance der IT-Ressourcen selbst. Für Netzwerk-Manager ergibt sich dadurch eine zweigeteilte Aufgabe: Sie müssen einerseits einen Ressourcen-Pools aus Servern und Storage schaffen, der so weit wie möglich als einheitliche virtuelle Ressource mit konstanter Performance erscheint, und sie müssen die Verbindung dieses 12 TECHNIK KOMPAKT:

13 MITEINANDER VERNETZEN UND NUTZER Ressourcen-Pool zu seinen Nutzern ermöglichen, unabhängig von deren Standort und mit minimalen Performance-Schwankungen. Am leichtesten lässt sich diese doppelte Anforderung erfüllen, indem man sie in einer bestimmten Reihenfolge angeht. CLOUD-NETWORKING INNERHALB DES RECHENZENTRUMS: DER UMGANG MIT VERLUSTEN UND LATENZ Bei einem Cloud-Computing-Modell ist ein Ressourcen-Pool nur dann effizient, wenn alle darin enthaltenen Ressourcen hinsichtlich Performance und Verfügbarkeit gleichwertig sind. Dies bedeutet: Am wichtigsten überhaupt sind die Netzwerk-Verbindungen, mit deren Hilfe aus den Einzelressourcen ein Pool wird. Fast alle Clouds werden realisiert, indem zunächst Rechenzentrum- Clouds mit lokalen Netzwerk-Verbindungen aufgebaut und diese Rechenzentren dann verbunden werden. Dabei gibt es zwei Variablen, die am stärksten über den Erfolg entscheiden: die zwei L loss und latency, also Verlustrate und Latenz. Alle Netzwerk-Protokolle müssen einen Schutz vor Datenverlust vorsehen, indem nicht-intakte Informationen erneut übertragen werden. Bei Storage-Protokollen ist der Verlust von Paketen besonders kritisch, weil dadurch Dateien beschädigt oder ein Speichergerät in einen schlechten Betriebszustand versetzt werden kann. Das Problem dabei ist, dass die Neuübertragung verlorener Pakete Zeit kostet. Diese Latenz ist in Netzwerken für Rechenzentren und Storage ein ganz spezielles Problem, weil sich im Lauf der zig Millionen von einzelnen Operationen schnell ein Akkumulationseffekt einstellt. -NETZE: FLACHE STRUKTUREN BEDEUTEN WENIGER SCHNITTSTELLEN Netzwerk-Spezialisten wissen, dass die Latenz in Netzwerken hauptsächlich in Abhängigkeit von der Zahl der Schnittstellen steigt, die ein Paket auf dem Weg von der Quelle zum Ziel passieren muss. Zudem trägt jeder Switch, den 13 TECHNIK KOMPAKT:

14 MITEINANDER VERNETZEN UND NUTZER ein Paket durchläuft, nicht nur zur Gesamtverzögerung bei, sondern birgt auch das Risiko des Verlusts. Die beste Methode zur Verringerung der zwei L besteht deshalb darin, die Zahl der Schnittstellen zu reduzieren, die der Datenverkehr von der Quelle bis zum Ziel hinter sich bringen muss. In der Praxis läuft dies auf eine geringere Zahl von Switches hinaus. Die meisten Netzwerk-Planer für Rechenzentren wissen, dass ein Netzwerk am besten so flach wie möglich ist. Zur Herstellung der Konnektivität sollten also nicht zu viele Geräteschichten eingesetzt werden. Einige wenige große Switches bringen eine bessere Performance als mehrere Schichten von kleineren. Andererseits kann durch die Konzentration auf wenige Geräte das Ausfallrisiko steigen. Das bedeutet: Verwendet werden sollten Switches mit einer möglichst langen Betriebsdauer zwischen Ausfällen (mean time between failures MTBF); außerdem müssen die Komponenten redundant ausgelegt sein und im Betrieb automatisches Failover erlauben. WENN FLACH NICHT MÖGLICH IST: UMGANG MIT TRUNK- UND PORT-VERBINDUNGEN IN MEHRSCHICHTIGEN CLOUD-NETZWERKEN Für Fälle, in denen mehrere Switch-Schichten erforderlich sind, gibt es eine Faustregel im Traffic-Management: Achten Sie darauf, dass die Trunk- Verbindungen zwischen den oder innerhalb der Schichten die zehnfache Geschwindigkeit der Port-Verbindungen haben. Für Ports mit Gigabit- Ethernet brauchen Sie also Trunks mit zehn Gigabit. Bei extrem schnellen Port-Verbindungen der Switches zu Servern oder Storage lässt sich dieses Verhältnis offensichtlich nicht mehr wahren. In solchen Fällen lässt sich mit flachen Topolologien auf der Grundlage von sogenannten fabric -Switches (ein Beispiel dafür ist Infiniband) eine bessere Performance erzielen. VERNETZUNG VON FÜR CLOUD-NETWORKING Der Aufbau einer Cloud bedeutet normalerweise, Rechenzentren so miteinander zu verbinden, dass ein nahtloser Ressourcen-Pool entsteht. Aber das 14 TECHNIK KOMPAKT:

15 MITEINANDER VERNETZEN UND NUTZER ist nicht immer einfach. Damit die Verbindungen effektiv sind, müssen sie so schnell sein wie möglich. Absolut entscheidend ist zudem der richtige Umgang mit Paketverlusten. Protokolle für Storage-Netzwerke und andere Protokolle mit Mechanismen für die Korrektur von Paket-Fehlern sind auf jeden Fall nötig, aber kein Protokoll der Welt kann eine hohe Auslastung von Trunk-Verbindungen zwischen Rechenzentren ausgleichen. Wenn die Auslastung den Wert von rund 50 Prozent übersteigt, nehmen Verluste wie Verzögerungen zu, und die Performance der Cloud leidet. Das sollten Sie bei der Festlegung der Datenverkehrsrouten zwischen den Rechenzentren in Ihrer Cloud berücksichtigen. TRAFFIC-MANAGEMENT BEI NUTZER-ANBINDUNG ZUERST REGELN Ein guter Ausgangspunkt für Ihre Überlegung zum Traffic-Management für die Cloud ist die Anbindung der Nutzer. Wenn alle Nutzer über ein bestimmtes Rechenzentrum angeschlossen sind und über dieses auf Ressourcen in anderen Rechenzentren zugreifen, muss ihr Datenverkehr die Trunks zwischen Ihren Rechenzentren passieren. Dadurch kann die Performance schnell zurückgehen. Am besten sollten Sie deshalb dafür sorgen, dass die Nutzer (bzw. die Netzwerke am Hauptsitz und in den Niederlassungen) direkt mit mehreren Rechenzentren verbunden sind (Homing) und dass die Allokation von Cloud-Ressourcen so gesteuert wird, dass Anwendungen für Nutzer in den Rechenzentren laufen, an die diese Nutzer direkt angeschlossen sind. Dadurch bleibt die Kapazität der Trunks zwischen den Rechenzentren für den Datenaustausch unter Anwendungskomponenten erhalten. ADRESS-MANAGEMENT FÜR VIRTUELLE KOMPONENTEN IN EINEM CLOUD-NETZWERK Für die Unterstützung von Cloud-Computing werden in etwa dieselben 15 TECHNIK KOMPAKT:

16 MITEINANDER VERNETZEN UND NUTZER Arten von Netzwerk-Verbindungen gebraucht, die auch beim traditionellen Client/Server-Modell üblich sind mit einer Ausnahme: Wenn die Aufbewahrungsorte der Ressourcen flexibel sind, muss es einen Mechanismus geben, über den sich Anwendungen oder Komponenten adressieren lassen, sobald sie einer Ressource zugeordnet sind. In diesem Zusammenhang ist es ratsam, bei den Anbietern von Ausrüstung für Rechenzentren-Networking und allgemeiner IT nach ihren Strategien für das Adress-Management von virtuellen Komponenten in einer Cloud zu fragen. Heute eingesetzte Lösungen setzen meist beim Domain Name Server (DNS) an, der die logischen URLs der Anwendungen in IP- Adressen übersetzt. Alternativ wird auch eine Form von NAT (network address translation) verwendet. VERBINDUNGEN ZWISCHEN ÖFFENTLICHEN UND PRIVATEN CLOUDS Fast unvermeidbar ist, dass Unternehmen sowohl private Clouds als auch öffentliche Cloud-Angebote benutzen. Dies kann eine Hybridisierung der beiden Elemente erfordern, also die Schaffung von Verbindungen, die öffentliche und private Clouds wie einen homogenen Ressourcen-Pool erscheinen lassen. Dies lässt sich realisieren, indem man beide Cloud-Arten zum Teil eines gemeinsamen VPN macht; ebenfalls möglich ist Verbund- Networking mit einem Standard für Cloud-Management und Interconnection. Leider liegt noch kein robuster Standard dieser Art vor. Um sicherzustellen, dass es eine kompatible Interconnection-Möglichkeit gibt, sollten Sie deshalb bei Cloud-Anbietern und den Lieferanten für Ihre internen Netzwerk- und IT-Produkte nachfragen. n 16 TECHNIK KOMPAKT:

17 ÜBER DIE AUTOREN Rivka Gewirtz Little ist Leitender Site-Redakteur bei TechTarget Networking Media. Tom Nolle ist President der CIMI Corporation, eines Strategieberatungsunternehmens mit Spezialisierung auf Telekommunikation und Datenkommunikation seit Netzwerke für Cloud-Computing ist ein Produkt von TechTarget Networking Media. Rivka Gewirtz Little Leitender Site-Redakteur Kara Gattine Leitende geschäftsführende Redakteurin Linda Koury Leiterin Online-Design Kate Gerwig Chefredakteurin Tom Nolle Freier Autor FÜR ANFRAGEN ZUM VERKAUF Tom Click Leitender Direktor Verkauf TechTarget 275 Grove Street, Newton, MA TechTarget Inc. Kein Teil dieser Veröffentlichung darf ohne vorherige schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form oder auf irgendeine Weise weitergegeben oder reproduziert werden. Nachdrucke von TechTarget- Publikationen sind verfügbar über The YGS Group. Über TechTarget: TechTarget publiziert Informationen für Profis im Bereich Informationstechnologie. Mehr als 100 Themen-Websites ermöglichen schnellen Zugriff auf ein reichhaltiges Angebot an Nachrichten, Ratgebern und Analysen über die Technologien, Produkte und Prozesse, die entscheidend sind für beruflichen Erfolg. Unsere Live- und virtuellen Veranstaltungen vermitteln direkten Zugang zu den Einschätzungen und Ratschlägen unabhängiger Experten. IT Knowledge Exchange, unsere soziale Community, bietet die Möglichkeit, um Rat zu fragen und sich mit Kollegen und Experten über Lösungen auszutauschen. 17 TECHNIK KOMPAKT: