Grundlagen zum Aufbau einer Privater Cloud

Definition der Cloud

Wie bereits erwähnt, spiegelt die Private Cloud die Angebote wider, die wir bereits von der Public Cloud kennen. Die klassische Definition der Cloud wurde vor vielen Jahren vom National Institute of Standards and Technology (Nist) festgelegt. Diese Definition können wir aber auch als Gerüst für private Cloud-Speicher verwenden.

1. Self-Service: Benutzer (in diesem Fall Unternehmen) sollten in der Lage sein, Speicherressourcen abzurufen und sie mit dem geringsten möglichen Aufwand bereitstellen zu lassen. Eine Self-Service-Speicherarchitektur erfordert daher eine Automatisierung in Form von Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) und Befehlszeilenschnittstellen (CLIs), die in den Bereitstellungsprozess der Anwendung integriert sind.
2. Elastizität: Benutzer sollten sich nicht darum kümmern müssen, Speicherressourcen nach oben oder unten zu skalieren. In der Tat sollte der private Cloud-Speicher unbegrenzt und bei Bedarf verfügbar sein. In der Öffentlichkeit ist diese Anforderung ziemlich klar, denn Public Cloud Service Provider (CSPs) verzeichnen weiterhin ein kontinuierliches Wachstum des Neukundenvolumens (zumindest bis jetzt). Bei Private Clouds muss die IT-Abteilung viel mehr Aufwand betreiben, um trotz Budgetbeschränkungen und geschäftlichem Wachstum effizient mit Speicherressourcen zu arbeiten und gleichzeitig die Illusion einer Anpassungsfähigkeit zu bieten.
3. Ressourcen-Pooling: Anstelle von Speicherinseln sollten Ressourcen gebündelt und wirtschaftliche Größenvorteile genutzt werden. Jedoch stellt dies eine Herausforderung bei der Implementierung dar, da die Isolierung von Hardware ein besseres Sicherheits- und Leistungs-Management bietet. Daher werden Funktionen wie Quality of Service (QoS) und Mandantenfähigkeit wichtig, um privaten Cloud-Speicher bereitzustellen.
4. Abrechnung: In der öffentlichen Cloud wird in der Regel die Bereitstellung eines messbaren Service oder die Nutzung abgerechnet. Abrechnung nach Verbrauch kann ein Problem für viele IT-Organisationen sein, die gewohnt sind, zur Implementierung von IT-Ressourcen projektbasierte Bereitstellungen durchzuführen.
5. Leistung: Obwohl es sich nicht unbedingt um eine Nist-Definition handelt, ist die Leistung in der privaten Cloud wichtiger als in der öffentlichen Cloud. Anwendungen in privaten Bereitstellungen sind in der Regel monolithisch und verzögerungsempfindlich, wodurch die Eingabe/Ausgabe (I/O)-Leistung umso wichtiger wird.
6. Service-Levels: Für Service-basierte Bereitstellungen benötigen wir Service-Levels, wenn nicht bereits Service Level Agreements (SLAs) vorhanden sind. Service Levels bilden die Grundlage eines Service-Katalogs – eine Liste von Angeboten und deren Beschreibungen.

Der Wandel der Private Cloud

Der Wechsel zu einer Cloud-basierten Bereitstellung für Storage hat viele Vorteile. Anwender müssen keine spezifische Hardware mehr kaufen, was der IT-Abteilung erlaubt, die Produkte zu optimieren, die sie kauft. Die IT kann die effizientesten Aktualisierungs- und Austauschzyklen wählen und entscheiden, ob sie die Hardware ersetzen oder die Wartung verlängern möchten. Dies geschieht, ohne das Finanzmodell des Benutzers zu beeinflussen, weil die Abrechnung normalerweise auf der Grundlage des Verbrauchs pro Monat erfolgt.

Der On-Demand-Charakter von Private Cloud bedeutet, dass Unternehmen agiler werden können, da der menschliche Faktor für die Bereitstellung von Speicher für neue und vorhandene Anwendungen keine Rolle mehr spielt. Hier ist das API-basierte Management entscheidend.

Der Wechsel zur Private Cloud stellt jedoch einige Herausforderungen. Geschäftsprozesse für die Anwendungsentwicklung laufen oft auf Projektbasis, sind aber nicht so strukturiert, dass sie laufende Zahlungen für die Ressourcennutzung integrieren können. Dies kann erhebliche Änderungen bei der Budgetierung für die IT im gesamten Unternehmen bedeuten.

Auch die Erstellung eines Kostenmodells für die IT ändert sich. Wo früher Unternehmen lediglich Infrastrukturkosten in Rechnung gestellt wurden, muss nun ein komplexeres Modell entwickelt werden, das alle Kosten Investitionsausgaben (CAPEX) und operative Ausgaben (OPEX) berücksichtigt und diese in wiederkehrende (OPEX) monatliche Gebühren verwandelt.

Wenn das Unternehmen in einem Monat nicht so viel Speicher wie im nächsten benötigt, wie wird dieser Fehlbetrag ausgeglichen? Dies ist ein großes Problem für viele IT-Organisationen und ein wesentlicher Faktor für diejenigen, die sich nicht für ein privates Cloud-Modell entscheiden.

Bausteine der Private Cloud

Bei der Entscheidung für die Private Cloud sind die Hauptkriterien ein Servicekatalog, Mandantenfähigkeit und Quality of Service (QoS).

1. Servicekatalog: Ein Servicekatalog führt allgemeine Definitionen der Anforderungen des Benutzers ein, ohne hardwarefokussiert zu sein. Der Katalog verweist auf Service-Levels wie Tiering, Leistung und Verfügbarkeit, ohne auf bestimmte Produkte einzugehen.
2. Mandantenfähigkeit: Speicher wird geteilt, um Größenkostenersparnisse zu erzielen. Multi-Tenancy-Funktionen mindern Risiken wie „laute Nachbarn“ und segmentieren Anwendungen aus Sicherheitsgründen.
3. QoS: Servicequalität ist wichtig, um sicherzustellen, dass Benutzer die Ressourcen erhalten, für die sie bezahlen. Die Möglichkeit, QoS-Einstellungen dynamisch zu ändern, ist ein echter Vorteil von privaten Clouds und ein Unterscheidungsmerkmal gegenüber der öffentlichen Cloud, bei der von Kunden im Allgemeinen eine Neuverwendung oder Neubereitstellung ihrer Anwendung zur Steigerung der I/O-Leistung erwartet wird.
4. APIs: Dies wurde bereits erwähnt, muss jedoch noch einmal betont werden, um die Qualität und spezifische Implementierung von Schnittstellen (APIs) oder Befehlszeilen (CLIs) hervorzuheben. Einige Speicheranbieter haben APIs nachträglich hinzugefügt, wodurch es schwierig wird, Speicher von mehreren Schnittstellen aus zu verwalten (zum Beispiel GUI, CLI und API zusammen). APIs sollten nativ und inhärent für die Plattform sein.
5. Analyse und Überwachung: Es können zwangsläufig Leistungs- und Konfigurationsprobleme auftreten. Die meisten IT-Organisationen verfügen bereits über Tools, die jedoch möglicherweise aus einer privaten Cloud-Perspektive erneut überprüft werden müssen. Dies kann bedeuten, dass eine bessere Berichterstellung/Abrechnung entwickelt sowie Schwellenwerte mit automatisierten Antworten und eine langfristige Kapazitätsplanungsstrategie festgelegt werden müssen.
6. Prozess: Der Begriff „Prozess“ erscheint als sehr allgemein, jedoch gibt es viele althergebrachte Aufgaben, die sich auf Speicher auswirken könnten, die in der öffentlichen Cloud nicht auftauchen. Dazu gehören beispielsweise Wartung und Ausfallzeiten für Patches und Upgrades sowie für den Austausch von Hardware. Um eine hundertprozentige Betriebszeit ohne oder mit minimaler Wartung zu gewährleisten, müssen Prozesse für die Migration von Live-Workloads implementiert werden, einschließlich der Zusammenarbeit mit Server- und Virtualisierungs-Teams, um gemeinsam Lösungen zu entwickeln.

Produkte für die Private Cloud

Hyperkonvergente Infrastruktur (HCI) integriert die Funktionen von Storage in die Virtualisierungs-Plattform und bietet ein Scale-Out Deployment-Modell für Computing und Storage. In der Regel ist die HCI-Speicherkomponente hochgradig integriert, und ein Speicher-Administrator benötigt nur wenig oder gar keinen Aufwand, um die Lösung zu verwalten.

VMware stellt HCI in Form von Virtual SAN bereit, das über eine Softwarelizenz auf jedem vSphere-Host aktiviert werden kann. Der Kunde ist für die Verwaltung der Hardware und des zugehörigen internen Serverspeichers selbst verantwortlich. Dell EMC-Lösungen verwenden Virtual SAN zum Erstellen von HCI-Appliances in verschiedenen Konfigurationen.

HPE bietet HCI in Form von SimpliVity Appliances an. Der Speicher ist eng in die Architektur integriert und verfügt über dedizierte Hardware, die Funktionen für Performance- und Speicherkapazitätsoptimierung implementiert. HPE bietet auch Lösungen, die auf der Synergy-Architektur basieren.

Nutanix bietet HCI-Lösungen, die eine Scale-Out-Speicherschicht über eine Multi-Node-Konfiguration implementieren. Zu den Speicherangeboten gehören blockbasierte Geräte, die in den Hypervisor integriert sind, externe blockbasierte Speicher- und Dateidienste.

NetApp hat kürzlich eine HCI-Produktlinie auf Basis der SolidFire-Speichertechnologie vorgestellt. Lösungen skalieren Storage und Computing unabhängig voneinander, die eine Architektur zwischen HCI und konvergierten Angeboten einbaut. Die SolidFire-Plattform bietet native Funktionen wie QoS und API-basierte Verwaltung.

Konvergente Strukturen: Dies sind Lösungen, die Speicher in einen Hardware-„Stack“ integrieren. In der Regel bieten konvergierte Angebote gute Automatisierungsfunktionen, sind jedoch aufgrund der vorkonfigurierten Eigenschaften konvergenter Infrastrukturprodukte schwächer skalierbar.

Hitachi Vantara bietet eine Reihe konvergenter Lösungen an, die auf Unified Compute Platform (UCP) und Hitachi Storage basieren. Diese Produkte sind überzeugend in ihren Softwarekomponenten für die private Cloud, einschließlich Hitachi Cloud Automation Suite und Automation Director. Hitachi bietet auch hyperkonvergente Lösungen basierend auf VMware Virtual SAN.

Storage Appliances

Storage-Appliances bieten eine weitere Möglichkeit, privaten Cloud-Speicher zu implementieren. Anbieterwie Tintri, HPE und Pure Storage vertreiben entsprechende Lösungen.

Tintri hat eine Reihe von Appliances auf den Markt gebracht, die für die Arbeit mit virtuellen Maschinen entwickelt wurden. Funktionen wie QoS, Replikation und Datenschutz sind auf der Ebene der virtuellen Maschine (VM) implementiert. Tintri-Verwaltungslösungen ermöglichen die Automatisierung über API und CLI sowie im Verbund, wodurch die Ressourcenverteilung auf mehrere Appliances vereinfacht wird.

HPE 3PAR verfügt über zahlreiche Funktionen zur Implementierung der Private Cloud, einschließlich QoS-, API-Management- und Speicherkapazitäts-optimierter Funktionen. HPE hat die einfache Verwaltung von 3PAR auf Storage Fabric mit einfacher Geräteerkennung und -bereitstellung für Fibre-Channel-Speichernetzwerke erweitert.

Pure Storage bietet FlashArray-Appliances mit nativer Automatisierung über APIs und CLI. Wartung und Verwaltung mehrerer Arrays kann mit hundertprozentiger Verfügbarkeit mit dem ActiveCluster erreicht werden. Aus finanzieller Sicht bietet Pure Kunden die Möglichkeit, Systeme zu aktualisieren, ohne die Kosten und Unterbrechungen herkömmlicher „Gabelstapler-Upgrades“ in Kauf zu nehmen.

Softwaredefiniert

Schließlich gibt es softwaredefinierte Angebote, die Funktionen für Skalierung und Automatisierung bieten. SDS-Anbieter wie Portworx, Hedvig, StorMagic und Starwind vertreiben Speicher, die bedarfsgesteuert und automatisiert bereitgestellt werden, um skalierbare Lösungen zu erstellen.

Wir haben nur eine Momentaufnahme der Speicherlösungen präsentiert, die heute auf dem Markt sind. Die meisten Anbieter fügen ihren Plattformen Cloud-basierte Funktionen hinzu, da sie die Vorteile erkennen, es Kunden zu ermöglichen, ein wesentlich mehr servicebasiertes Verbrauchsmodell umzusetzen.

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