Netzwerkautomatisierung

Was ist Netzwerkautomatisierung?

Netzwerkautomatisierung ist eine Methodik, bei der Software Netzwerkgeräte automatisch konfiguriert, bereitstellt, verwaltet und testet. Sie wird von Unternehmen, besonders Anbietern von Dienstleistungen, zur Verbesserung der Effizienz und zur Reduzierung menschlicher Fehler und Betriebskosten (OPEX) eingesetzt.

Zu den angesprochenen Funktionen gehören einfache Netzwerkzuweisungen und das Erkennen von Geräten sowie das Konfigurationsmanagement des Netzwerks und Bereitstellung virtueller Netzwerk-Ressourcen.

Die Netzwerkautomatisierung spielt auch eine wichtige Rolle bei softwaredefinierten Netzwerken (SDN), Netzwerkvirtualisierung und Netzwerkorchestrierung. Damit ist automatisierte Bereitstellung virtueller Netzwerkmandaten und Netzwerkfunktionen möglich. Ein Beispiel hierfür ist virtuelles Load Balancing.

Wie funktioniert die Netzwerkautomatisierung?

Netzwerkautomatisierung ähnelt der Softwareprogrammierung, da sie eine vergleichbare Logik und Rahmenbedingungen für die Verwaltung und Planung der Automatisierung verschiedener Aufgaben verwendet. Allgemeine "wenn X, dann Y"-Entscheidungsanweisungen werden zur Programmierung der Netzwerkautomatisierung verwendet.

Administratoren können Tools verwenden, die in die Netzwerkplattform integriert sind. Alternativ lassen sich auch Automatisierungsskripte für Netzwerkkomponenten mit Eigen- oder Fremdsoftware erstellen und ausführen.

Moderne SDN-Plattformen verwenden eine zentralisierte Control Plane und verfügen häufig über häufig verwendete und vorgefertigte Automatisierungsaufgaben, die sich anpassen und planen lassen. Alternativ können Netzwerkteams externe Tools verwenden, um Skripte zu erstellen und sie über die Befehlszeilenschnittstelle (CLI) oder die Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) auszuführen.

Gängige Beispiele für Netzwerkautomatisierungsaufgaben, die in Produktionsumgebungen eingesetzt werden, sind:

• Bandbreitenprognose für Internet- und WAN-Verbindungen (Wide Area Network).
• Netzwerk- und Geräteinventarisierung sowie -überwachung.
• Überwachung und Alarmierung bei Service Level Agreements.
• Automatische Backups der Netzwerkkonfiguration.
• Massenkonfigurationsänderungen über mehrere Netzwerke und Clouds hinweg.
• Aktivierung und Deaktivierung von Zugangsports auf der Grundlage von Onboarding- und Offboarding-Informationen für Mitarbeiter.

Arten von Netzwerkautomatisierung

Netzwerkautomatisierung kann in jeder Art von Netzwerk eingesetzt werden, einschließlich LANs, WANs, Netzwerken von Rechenzentren, Cloud-Netzwerke und drahtlose Netzwerke. Kurz: jede Netzwerkressource, die über eine CLI (Command Line Interface, Kommandozeile) oder eine API gesteuert wird, lässt sich automatisieren.

1. Skriptgesteuerte Netzwerkautomatisierung

Bei der skriptgesteuerten Netzwerkautomatisierung werden Skript- und Programmiersprachen zur Ausführung von Aufgaben verwendet, idealerweise solche mit präzisen Auslösern und konsistenten Verfahren. Legacy-Sprachen wie Perl und Tcl sind aufgrund ihrer Verbreitung auch in der Netzwerkautomatisierung häufig anzutreffen. Da Netzwerke jedoch immer komplexer werden, haben neuere Open-Source-Programmiersprachen wie Python und Ruby wegen ihrer Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität an Popularität gewonnen.

2. Softwarebasierte Netzautomatisierung

Die softwarebasierte Netzwerkautomatisierung, oft als intelligente Netzwerkautomatisierung bezeichnet, wird über ein Verwaltungsportal koordiniert. Dies eliminiert die Notwendigkeit, Skriptbefehle von Hand einzugeben. Solche Plattformen bieten in der Regel Vorlagen für die Erstellung und Ausführung von Aktionen auf der Grundlage von Richtlinien in einfacher Sprache.

3. Absichtsbasierte Netzwerkautomatisierung

Die neueste Netzwerkautomatisierung umfasst den Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen. Ziel der absichtsbasierten Netzwerkautomatisierung (Intent-based Networking Automation) ist es, die Absichten von Benutzern und Unternehmen zu verstehen und die Durchsetzung von Netzwerkrichtlinien auf der Grundlage dieser Erkenntnisse automatisch zu ändern. Netzwerkadministratoren erstellen Performance Service Levels für Anwendungen und Benutzer. Wenn diese Service Levels nicht eingehalten werden, passt sich das Netzwerk automatisch an – so gut es eben geht –, um die geschäftskritische Anwendungsleistung wieder in Einklang zu bringen.

Vorteile der Netzwerkautomatisierung

Die Netzwerkautomatisierung hat drei Hauptvorteile:

1. Verbesserte Effizienz und Netzwerkoptimierung

 Durch die Automatisierung von Funktionen auf Netzwerkgeräten müssen Menschen keine zeitaufwändigen Aufgaben mehr ausführen.

2. Geringere Wahrscheinlichkeit von menschlichen Fehlern

Bei manuellen Eingaben unterlaufen Menschen leicht Fehler. Wenn die Stabilität eines Unternehmens- oder Service-Provider-Netzwerks auf dem Spiel steht, können die Folgen einer fehlerhaften Berechnung oder Eingabe erheblich sein. Wird hingegen die Aufgabe automatisiert, heißt das, dass sie nur einmal sorgfältig und korrekt eingegeben werden muss.

3. Geringere Betriebskosten

Dieser Vorteil ergibt sich aus den beiden vorangegangenen Punkten. Durch den Wegfall bestimmter manueller Aufgaben im Zusammenhang mit dem Netzwerkmanagement und der Bereitstellung von Netzwerkgeräten können Unternehmen schneller und flexibler arbeiten. Beispielsweise kann die automatisierte Bereitstellung einem Netzwerktechniker die Fahrt zu einer neuen Niederlassung ersparen, um die Netzwerkverbindung herzustellen – und damit können die dortigen Mitarbeiter schneller an die Arbeit gehen.

Tools und Sprachen für die Netzwerkautomatisierung

Es gibt mehrere Arten von Schnittstellen, Plattformen und Protokollen, die zur Ausführung von skript- oder softwarebasierter Netzwerkautomatisierung verwendet werden.

Die Befehlszeilenschnittstelle (CLI) ist das traditionellste Instrument für die Bereitstellung von Netzwerkautomatisierung. Obwohl sie frei verfügbar, bewährt und in hohem Maße anpassbar ist, erfordert sie Kenntnisse der CLI-Syntax und lässt sich in bestimmten verteilten Infrastrukturumgebungen nicht gut skalieren.

Eine Vielzahl von Open-Source-Tools – darunter Ansible, Chef und Puppet – bieten einen Rahmen für die Netzwerkautomatisierung. Diese Tools verfügen in der Regel über eine Bibliothek mit allgemeinen Befehlen oder Arbeitsabläufen, die sich leicht wiederholen lassen.

Kommerzielle Tools zur Netzautomatisierung sind ebenfalls erhältlich. Die meisten Anbieter von Netzinfrastruktur haben softwarebasierte Plattformen entwickelt, die Automatisierungsfunktionen, in der Regel für ihre eigenen Produkte, über eine spezielle API bereitstellen. Mittlerweile bieten die Netzwerkhersteller jedoch einen offenen API-Zugang zu ihrer Netzwerkhardware und -software an. Daher lassen sich jetzt viele Tools von Drittanbietern zur Automatisierung von Netzwerken in Multivendor-Umgebungen verwenden.

Herausforderungen der Netzwerkautomatisierung

Für manche IT-Unternehmen kann die Netzwerkautomatisierung ein schwieriges Unterfangen sein. Einige Beispiele sind:

• Inkompatible Netzwerkgeräte: Viele ältere Netzwerkgeräte sind in proprietäre Ökosysteme eingebunden und können nicht auf APIs zugreifen. Dies schränkt die Arten von Automatisierungstools ein, die verwendet werden können, sowie die Effektivität der Netzwerkautomatisierungsfunktionen.
• Komplexität der Tools: Automatisierungs-Tools können zu zusätzlicher Komplexität führen, insbesondere wenn KI und maschinelles Lernen hinzukommen.
• Verteilte Netzwerke: Hybrid-Cloud- und Multi-Cloud-Umgebungen, die mit bestimmten Automatisierungstools nicht kompatibel sind, können die Effizienz und Skalierbarkeit beeinträchtigen.

Die vielleicht größte Herausforderung, die es zu bewältigen gilt, ist jedoch der kulturelle Wandel, der für den Erfolg eines jeden Programms zur Netzwerkautomatisierung erforderlich ist. In vielerlei Hinsicht ist die Netzwerkautomatisierung für Administratoren ein wenig beängstigend, da sie denjenigen die Kontrolle entzieht, die für die Verwaltung bezahlt werden. Während die Automatisierung in vielen Fällen menschliches Versagen ausschließen kann, besteht auch die Gefahr, dass sie zu größeren Ausfällen führt, wenn sie nicht richtig kalibriert ist. Das bedeutet, dass ein umfassendes Verständnis und eine hohe Akzeptanz erforderlich sind.

Bewährte Verfahren für die Netzwerkautomatisierung

Die Implementierung von Netzwerkautomatisierung in Produktionsnetzwerken ist nichts, was man auf die leichte Schulter nehmen sollte. Stattdessen muss eine sorgfältige Planung sicherstellen, dass die richtigen Richtlinien, Tools und Denkweisen vorhanden sind, bevor automatisierte Prozesse beginnen können. Zu den bewährten Verfahren für die Integration der Netzwerkautomatisierung gehören:

• Führen Sie eine gründliche Bestandsaufnahme der Netzwerkgeräte durch.
• Identifizieren Sie Prozesse, die automatisiert werden können.
• Recherchieren Sie die Automatisierungstools, die in einer bestimmten Infrastruktur am besten funktionieren.
• Beginnen Sie mit grundlegenden Netzwerkautomatisierungsprozessen und fügen Sie dann langsam komplexere Aufgaben hinzu.

Die Zukunft der Netzwerkautomatisierung

Die Netzwerkautomatisierung ist eine der wichtigsten Methoden zur Unterstützung der Entwicklung von Intent-based Networking (IBN) und Netzwerkvalidierung. Bei diesen Konzepten wird Software eingesetzt, um darzustellen, wie Unternehmen ihre Ressourcen nutzen können, um die geschäftlichen Anforderungen zu erfüllen, die ihre Netzwerke unterstützen müssen.

Die Automatisierung wird zunehmend durch eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) ermöglicht. Die Administratoren verwenden eine grafische Benutzeroberfläche, um festzulegen, wie ihr Netzwerkbetrieb ablaufen soll, damit ein bestimmtes Ziel erreicht wird. Eine GUI kann dann automatisch Konfigurations- und andere Managementänderungen an Netzwerkkomponenten durchführen, unabhängig vom Hersteller. Bei der Automatisierung werden häufig KI- und Machine-Learning-Tools eingesetzt, um das Netzwerk zu analysieren, Fehlerbehebungsschritte vorzuschlagen und die Intention des Netzwerks zu überprüfen.