Hyperkonvergente Infrastruktur – wie sind solche IT-Strukturen aufgebaut?

Um die stetig steigenden Anforderungen von Unternehmen an die eigene IT zu erfüllen, sind neue Lösungen erforderlich. Zu diesen neuen Konzepten und Technologien gehört unter anderem die hyperkonvergente Infrastruktur. Der folgende Artikel betrachtet diese Form der Infrastruktur und welche Vorteile sie bietet.

1. Was genau ist eine hyperkonvergente Infrastruktur?

Bei einer hyperkonvergenten Infrastruktur steht die Konsolidierung aller Ressourcen im Fokus. Das geschieht mithilfe von Software. Diese Software übernimmt die Virtualisierung von Prozessoren, Speicher und dem Netzwerk. Ein Hypervisor ist für die Steuerung und Verwaltung der gesamten Infrastruktur zuständig. Auf diesem Weg sind alle IT-Ressourcen des Unternehmens gebündelt und lassen sich zentral kontrollieren. Hyperkonvergente Infrastrukturen sind auch unter der Abkürzung HCI bekannt. Der Unterschied zu einer Converged Infrastructure ist, dass eine hardwaredefinierte Lösung die Verwaltung übernimmt. HCI setzt hierfür vollständig auf Software.

Es sind einige Infrastrukturkomponenten für die Hyperkonvergenz erforderlich. So setzt sich die Infrastruktur aus diesen Komponenten und Bausteinen zusammen:

• Software für die zentrale Administration
• Hypervisor für die Virtualisierung und Steuerung
• Speichervirtualisierung
• Netzwerkvirtualisierung
• IT-Konzept für den Aufbau einer Infrastruktur mit Hyperkonvergenz

2. So funktioniert HCI

Hyperkonvergente Systeme unterscheiden sich im Aufbau und Betrieb deutlich von der klassischen IT-Infrastruktur. Diese baut auf einem Rechenzentrum auf, in dem sich die Hardware für zentrale Aufgaben wie Cloud, Serveranwendungen und Webdienste befindet. Klassisch handelt es sich dabei um Server, die von der Leistung so gewählt sind, dass sie die Bedürfnisse eines Unternehmens abdecken können.

HCI, die im Englischen als hyperconverged Infrastructure bezeichnet wird, baut hingegen auf lokaler Technik im Unternehmen auf. In der Regel kommt hier Standard x86-Hardware zum Einsatz. Systeme im eigenen Netzwerk werden über den Hypervisor dem eigenen virtuellen Pool hinzugefügt. Die Infrastrukturkomponenten bleiben dabei unabhängig voneinander, anders als vielfach in konvergenten Infrastrukturen. Es handelt sich also beispielsweise um einzelne Server oder Rechner, die sich an unterschiedlichen Orten im Unternehmensnetzwerk befinden, und nicht um zentralisierte, standardisierte Großserver in Racks im Rechenzentrum oder Serverraum. 

So entsteht und wächst die Basis an Ressourcen, die sich dann für Workloads nutzen lässt. Ein Anwendungsbeispiel für hyperkonvergente Infrastrukturen sind virtuelle Desktop-Umgebungen. Ebenfalls kommt HCI häufig für Container zum Einsatz. Innerhalb der Container lassen sich dann unterschiedlichste Workloads ausführen, unter anderem für Webdienste. Auch eine private Cloud lässt sich auf Basis einer hyperkonvergenten Infrastruktur durchaus aufbauen. Das erweitert die Einsatzmöglichkeiten nochmals.

Eine weitere Komponente der hyperkonvergenten Infrastruktur ist der Bereich Storage. Dieser fungiert als Speicherlösung für die gesamte Bandbreite der Bedürfnisse im Unternehmen. Es handelt sich dabei ebenfalls um einen softwaredefinierten Speicher. Hier kommt also auch die Virtualisierung zum Einsatz, um die vorhandenen Speicherkapazitäten mithilfe von Software zu einem großen Speicher zusammenzufügen. Dann ist eine Zuteilung der Speicherkapazität an Anwendungen oder Nutzer über Zugriffsrechte möglich.

3. Die Vorteile einer hyperkonvergenten Infrastruktur

Eine hyperkonvergente Infrastruktur bringt eine Reihe von Vorteilen mit. Vor allem ist der Kostenfaktor für Betreiber interessant. Zunächst ist der Aufbau solcher hyperkonvergenten Strukturen deutlich günstiger, denn anstelle auf teure Lösungen für Storage und andere Spezialaufgaben zu setzen, lässt sich für HCI reguläre Hardware nutzen. Im Betrieb ist auch die Administration günstiger. 

Das liegt daran, dass eine hyperkonvergente Umgebung einfacher zu administrieren ist. Durch den Hypervisor ist eine zentrale, einheitliche Oberfläche für die Verwaltung vorhanden. In anderen Infrastrukturen mit klassischen Servern ist zum einen die Anzahl der Plattformen, die einzeln zu verwalten sind, deutlich größer. Zum anderen bringt jede Lösung eine eigene Administrationsoberfläche mit. Das erschwert die Arbeit für die IT-Abteilung, da alle Feinheiten erlernt werden müssen. Die Administration ist auch aus dem Grund einfacher, dass die Übersicht über Daten erhalten bleibt. Durch den zentralen Ansatz beim Storage lassen sich Duplikate viel einfacher verhindern. Das minimiert die Arbeit, die Administratoren in die Infrastruktur investieren müssen.

Die Skalierbarkeit ist eine zentrale Stärke einer hyperkonvergenten Infrastruktur. Alle Ressourcen stehen gesammelt in einem Pool zur Verfügung und lassen sich dementsprechend einfach verteilen. So können Rechenzeit oder Speicher verteilt werden, wenn diese für eine bestimmte Anwendung benötigt werden. Das bringt zudem eine enorme Flexibilität mit, die andere Umgebungen so nicht bieten. So ist die Erweiterung einer hyperkonvergenten Infrastruktur deutlich einfacher als beispielsweise der Ausbau einer Serverfarm. Bei dem Ausbau der hyperkonvergenten Infrastruktur können zusätzliche Ressourcen in Form von neuen Maschinen ganz einfach und jederzeit dem Pool hinzugefügt werden. Alles, was dafür erforderlich ist, ist die Installation der eingesetzten Hypervisor- und Storage-Software auf den neuen Maschinen. Es gibt bezüglich der Kompatibilität zwischen der vorhandenen Hardware und der neuen Technik nichts zu berücksichtigen. Der Pool der Ressourcen wächst dann direkt um die neu hinzugefügten Kapazitäten. Beim Ausbau eines Servers gibt es hingegen Grenzen bezüglich der Anzahl der Festplatten, des Arbeitsspeichers und beim Prozessor sowieso. Dementsprechend ist eine Aufrüstung nur in bestimmten Rahmen möglich, wohingegen eine hyperkonvergente Infrastruktur diese Limitierung aufhebt.

Was ebenfalls für eine hyperconverged Infrastructure spricht, ist die verbesserte Ausfallsicherheit. Laufen die Unternehmensanwendungen auf einem Server, dann ist die Erreichbarkeit direkt an dieses System gekoppelt. Eine hyperkonvergente Infrastruktur besteht hingegen aus dutzenden, oftmals sogar hunderten von separaten Systemen. Fällt ein Rechner aus, beeinträchtigt dies nicht die Erreichbarkeit, denn der Hypervisor sorgt dafür, dass die Dienste über die restlichen Systeme weiterhin verfügbar sind. Es mindert nur die Menge der zur Verfügung stehenden Ressourcen. Beispielsweise sinkt bei einem softwaredefinierten Speicher die Kapazität. Das gilt auch beim simultanen Ausfall mehrerer Rechner. Gleiches gilt auch für einen Ausfall des Netzwerks. Da auch dieses virtualisiert ist, gibt es hier die Möglichkeit zur flexiblen Skalierbarkeit, was die Aufrechterhaltung der Dienste ermöglicht.

4. HCI und die Cloud – ähnliche Ansätze mit deutlichen Unterschieden

Auf den ersten Blick bauen die Cloud und hyperkonvergente Infrastrukturen auf vergleichbaren Konzepten auf. So spielt die Virtualisierung in beiden Fällen eine zentrale Rolle und die Vorteile wie Flexibilität und Skalierbarkeit sind ebenfalls bei beiden Lösungen vorhanden.

Tatsächlich unterscheiden sich HCI und Cloud aber in vielen Punkten. So besitzen Unternehmen die Technik bei hyperkonvergenten Infrastrukturen selbst, während Cloud-Dienste per Abonnements gebucht werden. Hyperkonvergente Infrastrukturen erlauben es, eigene Standards zu nutzen, während die Cloud diese vorgibt. Dementsprechend baut HCI auf einer lokalen Infrastruktur auf, die Cloud hingegen ist global. Der Zugang zu einer hyperkonvergenten Infrastruktur im Unternehmen erfolgt per LAN, während die Cloud über das Internet erreichbar ist. Wer auf eine hyperkonvergente Infrastruktur setzt, benötigt zudem ein eigenes IT-Team, das sich um Administration, Konfiguration und Wartung kümmert. In der Cloud ist dies mit Managed Services nicht mehr der Fall.

5. Hyperkonvergente Infrastrukturen – oft eine sinnvolle Option

Mit seinen Eigenschaften bieten hyperkonvergente Infrastrukturen eine Antwort auf die steigenden Kosten und Anforderungen im IT-Bereich. Unternehmen können vorhandene Kapazitäten besser nutzen, erhöhen die Ausfallsicherheit und bauen eine Struktur auf, die sich jederzeit einfach erweitern lässt.

Dazu kommt häufig die Frage auf, ob die Cloud oder eine hyperkonvergente Infrastruktur die richtige und zukunftssichere Option ist. Zum einen lässt sich der konkrete Bedarf in einem IT-Infrastruktur-Consulting von TelemaxX klären. Zum anderen sollten Unternehmen grundsätzlich die Cloud mit einer hyperkonvergenten Infrastruktur kombinieren, da beide spezifische Vorteile sowie Einsatzgebiete besitzen.