Virtualisierung und Automatisierung
Der Wasserhahn am Rechenzentrum - oder die
serviceorientierte IT-Infrastruktur
Stellen Sie sich vor, der Bezug von IT-Leistungen wäre so
einfach, wie die Benutzung eines Wasserhahnes: Wird mehr Leistung (mehr Wasser)
gewünscht, wird der Wasserhahn weiter aufgedreht, wird eine andere
Servicequalität (z.B. wärmeres Wasser) benötigt, wird der Heißwasserhahn weiter
geöffnet. Die IT-Branche ist tatsächlich auf dem Weg, dieses Wunschbild für die
Kunden umzusetzen. Begriffe wie IT-Factory oder IT-Fabrik fallen in diesem
Zusammenhang. Wir sind heute allerdings noch nicht soweit, die
Wasserhahn-Analogie in der IT bedingungslos umzusetzen. Für Teilbereiche gibt
es jedoch bereits bewährte und effiziente Lösungen (wie sie beispielsweise auch
beim izn eingesetzt werden). Die grundlegenden Technologien, um den
„IT-Wasserhahn" umsetzen zu können sind jedoch in allen Fällen:
* Virtualisierung und
* Automatisierung
In diesem Zusammenhang spricht man auch vom „dynamischen
Rechenzentrum" oder der „dynamischen Rechenzentrumsinfrastruktur",
die es erlaubt, auf geänderte Serviceanforderungen flexibel und effizient zu
reagieren. Dass neben der Technologie natürlich auch die richtigen Prozesse und
Randbedingungen gegeben sein müssen, werden wir noch sehen.
Virtualisierung
Das Thema Virtualisierung ist derzeit in aller Munde.
Einschätzungen der Marktforscher von Gartner zufolge stellt sie einen der
bestimmenden IT-Trends der nächsten Jahre dar. Das war nicht immer so. Nach der
ersten Erfolgswelle in den 60er Jahren in der Mainframe-Welt verschwand das
Konzept wieder in der Versenkung. Seit einigen Jahren jedoch finden sich viele
Spielarten der Virtualisierung, die praktisch jeden Bereich der IT betreffen:
vom Arbeitsplatzrechner über Server und Applikationen bis hin zu Netzwerken und
Speichersystemen. Kern des Konzeptes ist die Trennung der logischen Sicht auf
die Rechen- und Speicherressourcen von der physischen Einheit. Dabei
funktioniert Virtualisierung in zwei Richtungen: Erstens in die Unterteilung
einer großen Einheit in kleinere (virtuelle) Einheiten. Hier handelt es sich um
Partitionierung. Anders herum können viele kleine Einheiten zu einer
(virtuellen) großen Einheit zusammengefasst werden, zum Beispiel in Form von
Striping/RAID 0 im Storageumfeld oder Grid-Computing/Load Balancing im
Computingbereich. Die Technologie verspricht skalierbare, sichere und
verwaltbare IT-Infrastrukturen. Im Idealfall werden Applikationen mit Servern
und Speichersystemen zu Netzen verknüpft, aus deren Leistung sich die
Anwendungen je nach Bedarf bedienen. Das Management der entstehenden abstrakten
Großsysteme wird automatisiert. Die systemorientierte IT weicht einer
serviceorientierten Architektur.
Virtualisierungstechnologien
Meist wird der Begriff Virtualisierung im Zusammenhang mit
der Konsolidierung von Serverressourcen im x86-Umfeld verwendet. Die zunehmende
Digitalisierung von Fachverfahren erfordert ständig neue Rechenleistungen.
Mangels funktionierender Virtualisierungstechnologien setzten Behörden und
Unternehmen in der Vergangenheit immer neue Server ein, oft für jedes Verfahren
einen dedizierten Server, der dann nur zu Bruchteilen ausgelastet ist. Riesige
Serverfarmen mit entsprechenden Begleiterscheinungen wie komplexe Administration
sowie teure Sicherheits- und Disaster-Recovery-Konzepte waren die Folge.
Entsprechend groß ist der Druck, eine Lösung zu finden. Heute ist
Servervirtualisierung eine Standardübung, für die es eine Vielzahl von
Produkten für jeweils spezifische Aufgaben gibt. Mit einigen Lösungen lassen
sich mehrere physikalische Server zu einer logischen Einheit verknüpfen, um
Rechenleistung zu bündeln. Die am weitesten reichende Virtualisierung in diesem
Sinne sind Grids im wissenschaftlich-technischen Umfeld. Dabei werden
Rechenoperationen auf ungenutzte Ressourcen verschiedener Systeme innerhalb
eines Netzwerkes verteilt und die Ergebnisse wieder zusammengefasst.
Auch für die zweite Virtualisierungsvariante, bei der aus
einem physikalischen Server viele kleine logische Einheiten werden, gibt es
zahlreiche Produkte mit individuellen Vorzügen. Im Sinne der beiden Varianten
der Virtualisierung wird diese immer mehr zu einer Antwort auf die Frage
„Welche Serverarchitektur ist die richtige?", die dann nicht mehr
notwendig mit dedizierter Hardware beantwortet werden muss. Vielmehr lassen
sich nun flexible, den jeweiligen Anforderungen gerechte Strukturen aufbauen.
Auf der anderen Seite lässt sich leicht vorstellen, dass solche Strukturen
nicht mehr unbedingt einfach zu beherrschen sind - der berühmte „Sack
Flöhe" ist hier sicherlich keine falsche Analogie.
Automatisierung
Die Virtualisierung schafft als Technologie die
Vorraussetzungen, um die Wasserhahn-Analogie umsetzen zu können, gleichsam die
Wasserspeicher, -boiler, -rohre und -hähne. Für die Umsetzung der
Serviceanforderungen (gewünschte Wassermenge und -temperatur) in die Lieferung
der Services (fließendes Wasser der gewünschten Qualität) und die Abrechnung der bezogenen
Leistungen (Wasserrechnung) sind jedoch noch weitere Werkzeuge notwendig, um
diese Verfahren wirtschaftlich, zuverlässig und einfach bedienbar umsetzen zu
können. Hier kommt die Automatisierung ins Spiel. Wie die Virtualisierung ist
auch die Automatisierung aus dem Großrechnerumfeld ein alter und bewährter
Bekannter, der nun ebenfalls im „Open Systems" Umfeld verstärkt eingesetzt
wird.
Die Automatisierung hilft damit, die folgenden
Herausforderungen in heutigen kundenorientierten Rechenzentren zu lösen:
* Höhere Flexibilität der angebotenen Dienste - nicht nur bei
der Bereitstellung neuer Systeme sondern vielmehr für den laufenden Betrieb,
also die Möglichkeit im laufenden Betrieb auf geänderte Anforderungen zu
reagieren.
* Kapselung der Komplexität - Die Einführung von
Virtualisierungstechnologien hat neben den unbestrittenen Vorteilen auch eine
zusätzliche Schicht und Komplexität in das Rechenzentrum eingeführt (der
bereits genannte „Sack Flöhe"). Die Kapselung dieser Komplexität für einen
einfachen und effizienten Betrieb durch entsprechende Werkzeuge ist notwendig.
* Dynamisierung der IT-Infrastrukturschicht - Die
Virtualisierung auf die IT-Infrastrukturebene (Netzwerk, Storage, Server)
übergreifend und zusammenfassend anzuwenden und so eine dynamische und
automatisierte, jeweils den Service-Anforderungen gerechte IT-Infrastruktur zu
erhalten.
* Energieeffizienz - Die „grüne IT" ist eines der
wichtigen IT-Themen heute. Neben dem „grünen" Askpekt dieses Themas der
uns alle betrifft, steht daneben auch der ganz profane monetäre Aspekt für
jeden Betreiber von IT. Jährliche Einsparungen in signifikanter Höhe sind hier
realisierbar.
Hierbei bilden die operativen Themen „Flexibilität",
„Kapselung der Komplexität" und „Dynamisierung" die Grundlage, um ein
serviceorientiertes und energieeffizientes Rechenzentrum aufbauen und betreiben
zu können. Wenn man über dynamische IT-Strukturen spricht, ist
„anforderungsgerechte IT-Infrastruktur" das wesentliche Stichwort.
Anforderungen an die IT können vielfältiger Natur sein. Diese sind heute in der
Regel in den Service Level Agreements (SLA) zwischen IT und Kunde festgehalten.
Zusätzliche (operative oder wirtschaftliche) Anforderungen an die IT (wie z.B.
Reduktion des Energieverbrauches) können über die Preiskomponente der SLA
geregelt oder auch durch interne SLA-konforme Maßnahmen umgesetzt werden.Hierdurch
ergeben sich in der Praxis im Wesentlichen zwei Möglichkeiten, den
Serviceanforderungen gerecht zu werden bzw. die IT auf die angefragten Services
hin zu optimieren:
* Neue oder wechselnde Anforderungen durch die Kunden (z.B.
Bereitstellung eines neuen Internet-Servers oder Bedarf an mehr Performance für
das Haushaltwirtschaftssystem). Diese können durch die Dynamisierung und
Automatisierung der vorhandenen Infrastruktur schnell und flexibel umgesetzt
werden. Die Serviceanforderungen werden also schnell erfüllt und die Erfüllung
kann gemessen und verrechnet werden.
* Effiziente Bereitstellung der IT-Leistung. Häufig sind die
IT-Infrastrukturen auf die maximalen Anforderungen (Lastspitzen, „Peaks")
der Nutzer ausgelegt
(Heißwasserhahn ganz aufgedreht, nicht genutztes Wasser läuft ungenutzt in den
Abfluss). Einige Softwarehersteller setzten dieses Designkriterium für Ihre
Produkte sogar voraus. In der Praxis findet man jedoch nur selten
Betriebssituationen in denen alle Services 24x7 mit voller Leistung zur
Verfügung gestellt werden müssen, obwohl die IT-Landschaft hierauf ausgelegt
ist. Auch hier kann eine Dynamisierung der IT helfen die Last so zu verteilen,
das die Gesamtkapazität der Infrastruktur geringer ausfallen kann. Allerdings
sind hier heute noch die bereits genannten Designkriterien der jeweiligen
Hersteller zu berücksichtigen - ein beginnendes Umdenken am Markt ist jedoch
bereits erkennbar.
Insbesondere aus dem letzten Punkt ergibt sich die
Möglichkeit im Rahmen eines dynamischen Rechenzentrums die jeweils tatsächlich
bereitzustellenden Services so auf wenigen Systemen zusammenzufassen (z.B.
nachts), dass nicht benötigte Systeme abgeschaltet (Stromeinsparung) oder
gewartet werden können, ohne dass die SLAs verletzt werden. Der
Warmwasserbereiter im häuslichen Umfeld wird schließlich nachts in der Regel
auch heruntergeregelt.
Dass all die notwendigen Aktionen für die Dynamisierung und
Flexibilisierung in heutigen verteilten und komplexen Infrastrukturen kaum mehr
fehlerfrei und effizient manuell durchführbar sind, steht außer Frage - ein
Werkzeug muss her!
Hier angekommen stellt man sich - wie immer bei einer
Werkzeugauswahl - die Frage, soll es das Universalwerkzeug sein (Framework),
welches alle Systeme direkt bedienen kann oder ist es sinnvoller an zentraler
Stelle ein schlankes System einzusetzen, welches über entsprechenden
Schnittstellen die jeweiligen Herstellerwerkzeuge steuern kann? Wer sich
bereits mit der Auswahl von Netz- und Systemmanagementwerkzeugen beschäftigt
hat, kennt diese Frage und weiß auch, dass es keine allgemeingültige Antwort
hierauf geben kann. Vor dem Hintergrund der Vielfalt und Spezialisierung der
jeweiligen Managementwerkzeuge für die IT-Komponenten (von der Virtualisierung
im x86 und Unix-Bereich, über Werkzeuge für das Management von SAN und
NAS-Umgebungen bis hin zu den Netzwerkkomponenten) scheinen aktuell schlanke
Automatisierungswerkzeuge im Sinne eines „Umbrella-Managements" die
sinnvollere Wahl zu sein. Auch vor dem wirtschaftlichen Hintergrund (Return on
Investment) kann es sinnvoller sein, kleine schlanke Lösungen zu implementieren,
die die häufig schon vorhandenen Management-Systeme wie CA Unicenter
entsprechend ergänzen.
Werkzeuge - und was noch?
Es wurde weiter oben bereits angedeutet - mit dem Einsatz
eines Werkzeuges zur Automatisierung und Virtualisierungstechnologien alleine
ist es nicht getan. Neben der Anforderung, auch eine heterogene IT-Landschaft
zu unterstützen (die heute noch Realität ist und es absehbar auch bleiben
wird), ist dennoch vor der Einführung von Automatisierungswerkzeugen zur
Servicesteuerung eine weitgehende Standardisierung der IT-Landschaft
anzustreben. Die Integration der Systeme kann sonst leicht unwirtschaftlich
oder der Betrieb der Gesamtstruktur ineffizient oder fehleranfällig werden.
Der zweite wichtige Punkt ist an sich trivial aber nur selten
in der Praxis vorzufinden: Die Kenntnis der eigenen IT-Landschaft. Insbesondere
die Kenntnis und Abbildung der Zusammenhänge zwischen Services und
IT-Komponenten. Wer sich bereits mit Notfallplänen oder Risikobewertungen
beschäftigt hat, dem sind die Verfahren dazu bekannt, wer gar eine
Configuration Management Database (CMDB) eingeführt hat und diese im Rahmen der
Betriebsprozesse pflegt, sollte hier bereits auf die notwendigen Informationen
zugreifen können.
Drittens hilft natürlich ein Automatisierungswerkzeug nicht
über das Fehlen eigener Prozesse zur Steuerung hinweg - auch hier gilt, ein
Werkzeug kann diese Prozesse nur unterstützen und die Schnittstellen bedienen.
Speziell in diesem Zusammenhang sind noch einmal die Prozesse für Change,
Configuration und Capacity Management zu nennen. Wer zudem die Nutzungsdaten
der Services auch zur Verrechnung der Kosten und Leistungen nutzen will, muss
sich auch mit den Prozessen zur Kostenleistungsverrechnung auseinander setzen
(Accounting bzw. Pricing nach ITIL). Im Zusammenhang mit den Prozessen und der
zentralen Steuerung der IT-Prozesse gilt es auch, sich Gedanken über die eigene
organisatorische Aufstellung zu machen. Es stellt sich häufig heraus, dass die
klassische „Säulenorganisation" („Mainframe", „Windows",
„Unix", „Netzwerk", „Storage") für diese Zwecke nicht immer
adäquat ist.
Zu guter Letzt ein scheinbar trivialer Punkt - steuert das
Werkzeug tatsächlich das, was die Kunden wollen (fließendes warmes und kaltes
Wasser oder genügt dem Kunden manchmal auch der Waschzuber mit Schöpfkelle?)
oder steuert es das, was technisch machbar ist? Diese Fragestellung sollte man
mit der Chance verbinden, die IT-Services darauf hin zu überprüfen, ob diese
tatsächlich kundenorientiert sind. Denken die Kunden beispielsweise in
TpmC-Werten, in Gigabyte oder eher in „Beihilfeantrag bearbeiten",
„Grundbucheintrag archivieren" oder „Fahndung veröffentlichen"?
Gegebenenfalls kann hier ein Servicemanager die Übersetzerrolle wahrnehmen, um
tatsächlich das zu automatisieren, was die Kunden dynamisch fordern.
Übersetzungsfehler sind jedoch
nicht auszuschließen.
Zusammenfassung
Das vollständig serviceorientierte dynamische Rechenzentrum
ist heute noch eine Vision, die notwendigen Technologien stehen jedoch zur
Verfügung und werden in Teilbereichen bereits erfolgreich eingesetzt. Das
Projekt PRITON und die IT-Fabrik des izn sind damit auf dem richtigen Weg!
In diesem Sinne - Wasser marsch!
Autor:
Dirk M. Schiller, Practice Leader Server Computing Solutions,
Computacenter AG & Co. oHG
