HCI einfach erklärt
Eine klassische Umgebung für Virtualisierung mit Ausfallsicherheit besteht aus drei Schichten: mehreren Servern, auf denen die virtuellen Maschinen laufen, einem zentralen Speichersystem und einem Speichernetz dazwischen. Jede Schicht hat eigene Hardware, eigene Firmware und eine eigene Verwaltung.
Eine hyperkonvergente Infrastruktur fasst diese Schichten zusammen. Jeder Server, in diesem Zusammenhang Knoten genannt, bringt Prozessoren, Arbeitsspeicher und Datenträger mit. Eine Software bündelt die Datenträger aller Knoten zu einem gemeinsamen Speicher und legt die Daten mehrfach auf verschiedenen Knoten ab. Die virtuellen Maschinen laufen auf denselben Knoten, die auch den Speicher stellen. Davon zu unterscheiden sind Bauweisen, bei denen Rechen- und Speicherverbund getrennte Cluster bleiben; je nach Anbieter heißen sie konvergent oder disaggregiert.
Wie ein HCI-Verbund wächst und Ausfälle abfängt
Gewachsen wird in Schritten: Reicht der Platz nicht mehr, kommen Datenträger oder ein weiterer Knoten hinzu, und die Software verteilt die Daten neu. Ein separates Speichersystem, das irgendwann an seine Grenze stößt und als Ganzes ersetzt werden muss, gibt es nicht.
Fällt ein Knoten aus, liegen seine Daten noch auf den anderen. Die betroffenen virtuellen Maschinen starten auf den verbleibenden Knoten neu. Das funktioniert allerdings nur unter Bedingungen, die bei der Planung feststehen müssen:
- Reserve: Die übrigen Knoten brauchen genug freie Rechenleistung, Arbeitsspeicher und Speicherplatz, um die Last eines ausgefallenen Knotens zu tragen.
- Netzwerk: Die Knoten tauschen ständig Daten aus. Die Verbindung zwischen ihnen sollte schnell und doppelt ausgelegt sein, sonst wird sie zum Engpass oder zur Schwachstelle.
- Zeuge: Ein Verbund aus nur zwei Knoten braucht je nach Lösung eine dritte, unabhängige Instanz. Sie gibt bei einer gestörten Verbindung den Ausschlag, welcher Knoten weiterarbeitet.
- Lizenzen: Die Softwarelizenzen für Virtualisierungsplattform und Betriebssysteme richten sich je nach Anbieter nach den Prozessorkernen je Knoten; jeder zusätzliche Knoten verändert die Rechnung.
- Stromversorgung: Eine gemeinsame Steckdosenleiste ohne Absicherung würde die Redundanz der Knoten zunichtemachen. Getrennte Stromkreise und eine USV gehören dazu.
Die Spiegelung über mehrere Knoten übernimmt die Aufgabe, die in einem einzelnen Server ein RAID erfüllt, nur eine Ebene höher: Sie fängt nicht nur defekte Datenträger ab, sondern ganze Server.
Drei Knoten statt eines alternden Speichersystems
Angenommen, ein Hersteller von Industriearmaturen mit 120 Arbeitsplätzen betreibt zwei Virtualisierungshosts an einem gemeinsamen Speichersystem. Dessen Herstellerwartung läuft aus, und eine Erweiterung wäre nur mit neuen Speichereinschüben desselben Systems möglich.
Das Unternehmen wechselt auf einen Verbund aus drei gleichartigen Knoten. Terminalserver, Dateiablage, der Server der Konstruktionsabteilung und die Datenbank der Qualitätssicherung ziehen nacheinander um.
Ein Jahr später fällt in einem Knoten die Hauptplatine aus. Die betroffenen virtuellen Maschinen starten auf den beiden anderen Knoten neu, und die Mitarbeitenden verbinden sich nach kurzer Unterbrechung wieder. Nach der Reparatur gleicht der Knoten die Daten ab und übernimmt wieder seinen Teil. Als die Konstruktion zwei Jahre später mehr Leistung braucht, kommt ein vierter Knoten dazu.
Für wen sich die Bauweise eignet
Eine hyperkonvergente Infrastruktur passt zu Unternehmen, die mehrere Virtualisierungshosts mit Ausfallsicherheit brauchen und eine einheitliche Plattform einem Geflecht aus Einzelkomponenten vorziehen. Weniger Gerätetypen bedeuten weniger Firmwarestände und weniger Herstellerverträge.
Grenzen gibt es ebenso. Sind die Laufwerksschächte der Knoten belegt, wachsen Rechenleistung und Speicher nur noch gemeinsam: Wer bloß mehr Platz braucht, kauft mit einem neuen Knoten auch Prozessoren und Lizenzen mit. Die Umgebung hängt stark an einer einzigen Software-Plattform, deren Lizenzbedingungen sich ändern können. Und für ein Büro, dem ein einzelner Server genügt, kann der Aufwand für Cluster, Netzwerk und Lizenzen den Nutzen übersteigen.
HCI ersetzt außerdem keine Datensicherung. Ein versehentliches Löschen oder eine Verschlüsselung durch Schadsoftware spiegelt der Verbund ebenso auf die anderen Knoten wie jede gewollte Änderung. Die Sicherungen gehören auf ein getrenntes System, zum Beispiel ein eigenes NAS mit geschützten Versionen und eine Kopie außer Haus.
Wie ProNet unterstützt
Wir erfassen Speicherbedarf, Wachstum und Anforderungen an die Ausfallsicherheit und empfehlen eine Bauform – NAS, SAN oder hyperkonvergenter Verbund. Danach bauen wir die Umgebung auf, übernehmen vorhandene virtuelle Maschinen und überwachen den Betrieb. Unser Vorgehen im Detail zeigt die Seite Storage-Lösungen für Unternehmen. Die Planung der Hosts selbst beschreibt unsere Seite zur Servervirtualisierung. Einen Überblick über alle Serverthemen gibt die Server-Betreuung für KMU.