Konvergente Infrastruktur (Converged Infrastructure)

Was ist eine konvergente Infrastruktur (Converged Infrastructure)?

Konvergente Infrastruktur (Converged Infrastructure), manchmal auch als konvergente Architektur bezeichnet, ist ein Ansatz für die Verwaltung von Rechenzentren, bei dem Rechen-, Netzwerk-, Server-, Storage- und Virtualisierungs-Tools in einem vorqualifizierten Satz von IT-Hardware zusammengefasst werden. Konvergente Systeme enthalten ein Toolkit mit Verwaltungssoftware.

Converged Infrastructure (CI) erfreute sich lange Zeit großer Beliebtheit, da IT-Organisationen versuchten, die Herausforderungen traditioneller, lokale eingesetzter, heterogener IT-Infrastrukturen zu bewältigen, die oft Probleme mit der Interoperabilität und der gemeinsamen Verwaltung hatten. Anstatt mehrere IT-Ressourcen als unabhängige Silos zu beschaffen, bereitzustellen und zu verwalten, bündelt CI-Hardwarekomponenten mit Verwaltungssoftware, um die Ressourcen als ein einziges integriertes System zu orchestrieren und bereitzustellen.

Ziel der konvergenten Infrastruktur ist es, die Komplexität der Verwaltung von Rechenzentren zu verringern. Der wichtigste Entwurfsfaktor ist die Beseitigung von Problemen der Hardwareinkompatibilität. Die einfache Bereitstellung konvergenter Infrastrukturen ist für Unternehmen interessant, die Cloud-native Anwendungen entwickeln oder eine interne Hybrid oder Private Cloud hosten.

Gartner ordnet die konvergente Infrastruktur zusammen mit der hyperkonvergenten Infrastruktur (HCI) in die Kategorie der integrierten Infrastruktursysteme oder integrierten Stapelsysteme ein.

Vergleich zwischen konvergenter Infrastruktur und traditionellem Rechenzentrumsdesign

Die herkömmliche Konzeption von Rechenzentren erfordert, dass Anwendungsserver, Backup-Appliances, Hypervisoren, Netzwerkkarten und File-Storage-Systeme einzeln konfiguriert und miteinander verbunden werden. In der Regel wird jede Komponente separat von einem speziellen IT-Team verwaltet. So werden beispielsweise Server von einem Serverteam verwaltet, Speicherressourcen vom Speicherteam, Netzwerke von einem Netzwerkteam und andere Ressourcen von entsprechenden Experten. Dieses Arrangement eignet sich für Unternehmen, die über Petabytes an Daten in Tausenden von Anwendungen verfügen, aber die Verwaltung kann zu Problemen führen, wenn versucht wird, die Kosten zu rationalisieren oder einen Aktualisierungszyklus durchzuführen.

All das wirft Fragen der Beschaffung, der Interoperabilität, der Verwaltung und des Supports auf. Beispielsweise stammt der Storage, den ein Unternehmen kauft, von einem anderen Anbieter als die Server und Netzwerkkarten, und für jedes Hardwaregerät gelten andere Garantiezeiten und Servicevereinbarungen. All diese Hardware muss miteinander verbunden, validiert, verwaltet und über einen längeren Zeitraum unterstützt werden. Wenn ein Server oder ein anderer Teil der herkömmlichen Infrastruktur ausfiel oder eine Änderung erforderlich war, brauchte das zuständige Team viel Zeit, um das Problem zu lösen.

Im Gegensatz dazu bieten Anbieter konvergenter Infrastrukturen markengeschützte und unterstützte Produkte an, bei denen sich alle Komponenten – Server, Software, Storage und Switches – nativ auf qualifizierten Hardwaresubsystemen befinden, die bereits für die Zusammenarbeit getestet und validiert sind und über eine gemeinsame Softwareanwendung verwaltet werden. Aufgrund des geringeren physischen Platzbedarfs im Rechenzentrum trägt die konvergente Infrastruktur zu Senkung der Kosten für die Verkabelung, Kühlung und Stromversorgung bei.

Vor- und Nachteile konvergenter Infrastrukturen

Die konvergente Architektur basiert auf einem modularen Design, das Ressourcen als gepoolte Kapazität darstellt. Jedes vorkonfigurierte Gerät, das dem System hinzugefügt wird, stellt eine vorhersehbare Einheit von Rechenleistung, Memory oder Storage bereit. Dank dieser Transparenz des Ressourcenverbrauchs können Unternehmen ihre Private-Cloud-Infrastruktur schnell skalieren, um Cloud Computing, Virtualisierung und IT-Management in entfernten Niederlassungen zu unterstützen.

Ein Vorteil des Kaufs eines konvergenten Systems ist die Sicherheit, die mit dem Erwerb einer validierten Plattform eines Anbieters einhergeht. Ein typischer konvergenter Infrastruktur-Stack ist vorkonfiguriert, um den Anforderungen einer bestimmten Arbeitslast gerecht zu werden, zum Beispiel einer virtuellen Desktop-Infrastruktur oder Datenbankanwendungen.

Mit konvergenten Infrastrukturprodukten können die Benutzer die einzelnen Komponenten der Architektur unabhängig voneinander anpassen. Wenn beispielsweise mehr Rechenleistung benötigt wird, kann sich eine IT-Organisation dafür entscheiden, höherwertige Computersysteme innerhalb der CI-Produktfamilie mit validierten Produkten zu beschaffen – und dabei das gleiche Vertrauen in die Interoperabilität und Leistung des Systems innerhalb der CI-Bereitstellung zu behalten. Diese Flexibilität bietet im Vergleich zu anderen IT-Architekturen eine bessere Verwaltungsflexibilität. Der Anbieter des konvergenten Systems bietet ein einzige Anlaufstelle für Wartungs- und Servicefragen.

Zu den Vorteilen konvergenter Infrastrukturplattformen gehören folgende:

• umfassende Infrastruktur: Das Auswählen, Bereitstellen, Verwalten und Warten einzelner Geräte und Systeme kann schwierig sein. CI erleichtert viele dieser Probleme, da die Tests und Validierungen im Voraus durchgeführt werden und eine umfassende Gruppe von Geräten angeboten wird, von denen bereits bekannt ist, dass sie gut zusammenarbeiten.
• einfachere Verwaltung: Herkömmliche Infrastrukturen hängen oft von vielen Verwaltungs-Tools ab, die nicht immer alle Geräte oder Systeme finden und verwalten können. CI bietet ein einziges Verwaltungs-Tool, mit dem alle Geräte innerhalb der CI-Plattform gefunden und verwaltet werden können. Das verbessert das Konfigurationsmanagement und die Sicherheit erheblich.
• bessere potenzielle Leistung: Da die Geräte und Systeme bereits für die Zusammenarbeit getestet und validiert wurden, kann ein Unternehmen oft darauf vertrauen, dass eine CI-Plattform eine gute Leistung bieten wird.

Allerdings gibt es auch Einschränkungen hinsichtlich der Möglichkeiten, die ein Unternehmen mit konvergenter Technologie hat. Ein Benutzer hat nur wenig Spielraum, um die Grundkonfiguration der konvergenten Infrastruktur zu ändern; er kann aus den Systemen der CI-Produktfamilie wählen, aber kaum etwas anderes. Das separate Hinzufügen von Komponenten nach der Erstinstallation erhöht die Kosten und die Komplexität und macht die Vorteile zunichte, die eine konvergente Infrastruktur überhaupt erst attraktiv machen. Es kann schwierig oder sogar unmöglich sein, Geräte und Systeme hinzuzufügen, die nicht Teil der CI-Produktpalette sind, da es zu Interoperabilitäts- und Verwaltungsproblemen kommen kann, die schon bei herkömmlichen heterogenen Umgebungen aufgetreten sind.

Zu den möglichen Nachteilen konvergenter Infrastrukturplattformen können folgende gehören:

• erhöhte Kosten: Während sich eine herkömmliche heterogene IT-Infrastruktur aus kostengünstigen oder Nischengeräten zusammensetzen kann, ist eine CI-Plattform in Bezug auf die zugelassenen Geräteoptionen oft sehr viel eingeschränkter. Das kann zu höheren Kosten für Geräte, Systeme und Software-Tools des CI-Anbieters führen.
• Beschränkungen der Plattform: Da eine CI-Plattform nur einen begrenzten Umfang an Rechen-, Storage-, Netzwerk- und anderer Hardware hat, ist eine bestimmte CI-Plattform möglicherweise nicht für alle Arbeitslasten oder Aufgaben geeignet. Außerdem kann es sein, dass Anwendungen, die hohe Anforderungen an Rechenleistung, Storage und Netzwerke stellen, auf einer CI-Plattform keine guten Betriebsergebnisse erzielen. Es ist wichtig, die Anforderungen jeder beabsichtigten Arbeitslast zu verstehen und sich mit dem CI-Anbieter abzustimmen, um eine zufriedenstellende Arbeitslastleistung zu gewährleisten.
• Bindung an einen bestimmten Anbieter: CI birgt das Risiko der Anbieterbindung, da ein Unternehmen bei der Beschaffung, Installation und dem laufenden Support von diesem CI-Anbieter abhängig ist. Die Leichtigkeit und Einfachheit, die CI bieten kann, wird die erhöhten Bereitstellungskosten oft abmildern, aber es ist ein Faktor, den man berücksichtigen sollte. Darüber hinaus ist das Unternehmen auf den Anbieter angewiesen, wenn es um Hilfe und Reparaturen bei Fehlern geht. Die CI-Erfahrung ist nur so gut wie der CI-Anbieter.

Wie man eine konvergente Infrastruktur einrichtet

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine konvergente Infrastruktur zu implementieren. Ein Unternehmen kann eine herstellergeprüfte Hardwarereferenzarchitektur verwenden, einen Cluster von Einzelgeräten installieren oder einen softwaregesteuerten, hyperkonvergenten Ansatz wählen.

Erstellen Sie eine geeignete CI-Plattform: Eine Referenzarchitektur für konvergente Infrastrukturen besteht aus einer Reihe vorkonfigurierter und geprüfter Hardwareempfehlungen, die bestimmte Workloads im Rechenzentrum aufzeigen. Die Referenzarchitektur eines Anbieters hilft Unternehmen bei der optimalen Bereitstellung und Nutzung der konvergenten Infrastrukturkomponenten.

Kaufen Sie eine CI-Plattform von einem Anbieter: Benutzer können sich für den Kauf einer dedizierten Appliance als Plattform entscheiden, auf der eine konvergente Infrastruktur ausgeführt wird. Bei diesem Ansatz stellt ein Anbieter Hardware-Appliances bereit, die Rechen-, Storage-, Netzwerk- und Virtualisierungsressourcen konsolidieren und entweder direkt vom Anbieter oder von dessen Partnern bezogen werden. Unternehmen können den konvergenten Cluster durch den Kauf zusätzlicher Appliances erweitern, um eine horizontale Skalierbarkeit zu erreichen.

Erwägen Sie eine HCI-Alternative: Die hyperkonvergente Infrastruktur abstrahiert die Rechen-, Netzwerk- und Storage-Ressourcen von der zugrunde liegenden physischen Hardware und fügt gleichzeitig Virtualisierungs-Softwarefunktionen hinzu. Hyperconverged-Produkte fassen in der Regel separate Rechen-, Storage-, Netzwerk- und andere Geräte in einer einzigen konsolidierten Appliance zusammen. HCI bietet außerdem zusätzliche Funktionen für Cloud Bursting oder Disaster Recovery. Administratoren können sowohl physische als auch virtuelle Infrastrukturen – ob vor Ort oder in der Cloud – in einem Verbund mit einer einzigen Oberfläche verwalten.

Konvergente, hyperkonvergente Infrastruktur und Composable Infrastructure im Vergleich

Obwohl die Begriffe konvergente Infrastruktur und hyperkonvergente Infrastruktur manchmal synonym verwendet werden, unterscheiden sich die Technologien leicht in der Implementierung und im Funktionsumfang.

Der HCI-Markt ist aus dem Konzept der konvergenten Infrastruktur hervorgegangen. In einer konvergenten Infrastruktur können die einzelnen Hardwarekomponenten getrennt und unabhängig voneinander verwendet werden. Diese Komponententrennung wird von HCI-Plattformen nicht unterstützt, die alle Hardwaregeräte und -systeme konsolidieren, um ein hohes Maß an Systemintegration zu erreichen.

Die hyperkonvergente Infrastruktur konzentriert die Hardware in einer einzigen dedizierten Appliance und ermöglicht das Hinzufügen weiterer Komponenten durch die Implementierung softwaredefinierter Storage-Funktionen. So unterstützt HCI beispielsweise die für Rechenzentren notwendigen Funktionen wie Backup-Software, Inline-Deduplizierung und -Komprimierung, Replikation, Snapshots und Wide-Area-Network-Optimierung. Eine gute Möglichkeit, den Unterschied zu verstehen, ist, dass konvergente Infrastrukturen hauptsächlich auf der unterstützten Hardware basieren, während HCI die Hardware mit granularen Rechenzentrumsdiensten kombiniert.

Im Allgemeinen sind konvergente Infrastrukturprodukte darauf ausgerichtet, die spezifischen Anwendungs-Workloads großer Unternehmen zu unterstützen. HCI ist für kleine und mittlere Unternehmen gedacht, die nicht so viele Anpassungen benötigen, und wird auch häufig für bestimmte Zwecke eingesetzt. So kann ein HCI-System beispielsweise ideal für entfernte Standorte und Edge-Computing-Aufgaben oder in einem größeren Rechenzentrum als Private-Cloud-Plattform eingesetzt werden.

Ein verwandter Begriff, Composable Infrastructure, weist Ähnlichkeiten zu konvergenten und hyperkonvergenten Infrastruktursystemen auf. Bei einer Composable Infrastructure werden die funktionalen Elemente der Infrastruktur in einzelne Module aufgeteilt. Anschließend kann eine beliebige Anzahl dieser Module virtualisiert und bei Bedarf hinzugefügt werden, um die gewünschte Infrastruktur zusammenzustellen, die die Arbeitslast am besten erfüllt. Ein gemeinsames Verwaltungs-Tool erkennt und bündelt alle diese Module und ermöglicht dann die Bereitstellung von Ressourcen aus diesen Pools. Das Besondere an einer Composable Infrastruktur (zusammengesetzte Infrastruktur) ist, dass die Benutzer die Infrastruktur neu konfigurieren können, wenn sich die Arbeitslasten in einem Rechenzentrum entwickeln. In einer kompositionsfähigen Infrastruktur muss sich ein IT-Administrator nicht mit dem physischen Standort der IT-Komponenten befassen. Stattdessen geben Objekte Informationen über Verwaltungsprogrammierschnittstellen (API) frei, um eine automatische Erkennung und Bereitstellung von Diensten nach Bedarf zu ermöglichen.

Konvergente Infrastruktur und Cloud Computing im Vergleich

Cloud Computing erfreut sich aufgrund seiner nahtlosen Self-Service- und On-Demand-Eigenschaften großer Beliebtheit. Diese wichtigen Funktionen hängen in hohem Maße von den zugrunde liegenden Technologien ab, zum Beispiel von der Virtualisierung, die die Software von der zugrunde liegenden Hardware abstrahiert, sowie von der Automatisierung, die viele der für die Bereitstellung und Verwaltung von IT-Ressourcen erforderlichen Aufgaben rationalisiert.

Herkömmliche heterogene Infrastrukturen können für Private- und Hybrid-Cloud-Implementierungen verwendet werden, aber es erfordert einen erheblichen Aufwand seitens des IT-Personals, den erforderlichen Hardware- und Software-Stack aufzubauen. Konvergente Infrastrukturen und jetzt auch HCI könnten den Einstieg in das Cloud Computing erleichtern, da sie einen Großteil der Konfiguration und Verwaltung direkt nach dem Auspacken übernehmen. So können IT-Teams einfach die Cloud-Software-Ebene hinzufügen und sich auf die Entwicklung von Cloud-Services konzentrieren.

CI und HCI sind also keine Voraussetzung für Private und Hybrid Clouds, aber die Vorteile, die sie mit sich bringen, können auch die erfolgreiche Einführung von Cloud-Technologien in Unternehmen beschleunigen.

Anbieter und Produkte konvergenter Infrastrukturen

Das Konzept der Konvergenz konzentriert sich darauf, unterschiedliche Hardwaregeräte und Software-Tools zusammenzubringen, um eine nahtlose, bewährte, schlüsselfertige Bereitstellung und Betriebserfahrung für das Unternehmen zu bieten.

Die ersten Versionen von CI umfassten einfach Server von einem Anbieter, Storage-Subsysteme von einem anderen, Netzwerkgeräte von einem weiteren und weitere Komponenten, bis eine vollständige IT-Infrastrukturplattform geschaffen war. Der Unterschied besteht darin, dass dieses CI-System als eine einzige, zusammenhängende Plattform vermarktet, verkauft, bereitgestellt, verwaltet und gewartet wurde, die ein Technologieanbieter bereitgestellt hatte.

Im Laufe der Jahre und mit der Weiterentwicklung des Konzepts der konvergenten Infrastruktur wurden die Produktangebote immer stärker integriert und schließlich zu HCI, das manchmal auch als Data Center in a Box bezeichnet wird.

Heute gibt es zahlreiche IT-Anbieter auf dem Markt, die CI-ähnliche Plattformen anbieten. Die meisten Angebote sind jedoch in erster Linie für bestimmte Systeme wie SAP HANA oder Implementierungen von künstlicher Intelligenz, für die Unterstützung bestehender CI-Plattformen und für neuere Angebote bestimmt, die sich auf HCI-Produktlinien konzentrieren. Eine IT-Organisation wird sich schwertun, einen CI-Anbieter zu finden, der nicht ein oder mehrere HCI-Produkte in seinem Portfolio hat. Es gibt jedoch zahlreiche Anbieter, die weiterhin CI-Produkte anbieten, darunter die folgenden:

• Cisco FlexPod
• Dell PowerEdge FX
• Dell PowerEdge VRTX
• Dell EMC Ready Stack
• Dell VxBlock System 1000
• Hitachi Unified Compute Platform
• Hewlett Packard Enterprise (HPE) ConvergedSystem 500 for SAP HANA
• HPE ConvergedSystem 700
• IBM CloudBurst
• IBM PureSystems
• IBM VersaStack
• NetApp Ontap AI
• Oracle Exalogic
• Oracle SuperCluster

Überlegungen bei der Prüfung konvergenter und hyperkonvergenter Produkte

Die Tatsache, dass konvergente und hyperkonvergente Infrastrukturen manchmal synonym verwendet werden, unterstreicht, wie wichtig es ist, genaue und detaillierte Informationen von den Anbietern zu erhalten. Ein Unternehmen sollte von jedem Anbieter, der in Frage kommt, den Nachweis verlangen, dass es sich bei seinem Produkt wirklich um eine konvergente Infrastruktur handelt. Sie sollten auch herausfinden, ob das betreffende konvergente Produkt es ermöglicht, Netzwerkgeräte, Server und Storage-Systeme unabhängig voneinander zu betreiben – etwas, das eine HCI-Plattform in der Regel nicht unterstützt.

Wie beim Kauf einer Legacy-IT-Architektur müssen sich Kunden auch beim Kauf einer konvergenten Infrastruktur mit einer gewissen Herstellerbindung auseinandersetzen, obwohl das nicht so ermutigend ist, wie es klingt. Zum einen ist die konvergente Infrastruktur als schlüsselfertige Plattform für eine schnelle Implementierung konzipiert, und sie verwendet handelsübliche Server und Netzwerkgeräte, die das Unternehmen ohnehin kaufen müsste. Eine gemeinsame Hardware- und Softwareschnittstelle erleichtert zudem die Wartung und Verwaltung einer konvergenten Infrastruktur.

Das heißt aber nicht, dass die Bindung an einen bestimmten Anbieter keine Risiken bringt. Eine IT-Organisation sollte Informationen über die Produktkadenz des Anbieters und den Zeitplan für die Integration zusätzlicher Funktionen und Merkmale einholen. So sind beispielsweise einige konvergente Infrastrukturen mit reinen Flash-Systemen konzipiert, während andere nur in einer hybriden Konfiguration – Flash und herkömmliche Festplatten – verfügbar sind. Ermitteln Sie im Voraus, ob ein Anbieter genügend Flexibilität bietet, um das Wachstum Ihres Unternehmens zu unterstützen, und planen Sie entsprechend.

Genauso wichtig ist es, sich Klarheit über die Langlebigkeit des gewählten Anbieters zu verschaffen. Dazu gehört auch die Planung für den schlimmsten Fall, zum Beispiel wenn der Anbieter sein Geschäft aufgibt oder übernommen wird und die Produktentwicklung ins Stocken gerät.

Die Zukunft der konvergenten Infrastruktur

Die konvergente Infrastruktur als IT-Rechenzentrumstechnologie wurde weitgehend von HCI verdrängt. Im Allgemeinen wird kein Unternehmen mehr in eine CI-Plattform investieren, wenn HCI-Plattformen ein noch höheres Maß an Integration, Leistung und Verwaltung bieten. Die Ideen hinter konvergenter Infrastruktur führten direkt zur Entwicklung von HCI. Heute ist CI ein entscheidender Schritt im Denken über die IT-Infrastruktur und die Bedeutung eines ausgewogenen Verhältnisses zwischen der Zeit der IT-Mitarbeiter, den Kosten und der Leistung der Infrastruktur sowie den Geschäftsergebnissen.