Praxis: Fachhochschule konsolidiert mit Compuverde vNAS Speichersilos

Ein Unified-Storage-System für alle Daten

| Redakteur: Tina Billo

Die Hochschule Ostwestfalen-Lippe setzte die standortübergreifende Konsolidierung der Speicherinfrastruktur mit einer Lösung des schwedischen Startups Compuverde um.
Die Hochschule Ostwestfalen-Lippe setzte die standortübergreifende Konsolidierung der Speicherinfrastruktur mit einer Lösung des schwedischen Startups Compuverde um. (Bild: Hochschule Ostwestfalen-Lippe)

Die Hochschule Ostwestfalen-Lippe stand vor der Aufgabe, die bislang betriebenen dezentralen Speicherinseln in einer neuen zentralen Storage-Plattform schrittweise zusammenzufassen. Zu den an die neue Lösung angelegten Kriterien zählte neben einer einfachen Installation, einem unaufwändigen Betrieb und bedarfsgerechten Erweiterungsmöglichkeiten ebenso die Kompatibiliät mit den vielen verschiedenen von Anwendern genutzten Geräten. David setzte sich hier gegen Goliath durch: Die Wahl fiel auf eine Lösung des schwedischen Start-ups Compuverde.

Die Hochschule Ostwestfalen-Lippe (OWL) zählt am Hauptsitz in Lemgo und den drei weiteren Standorten Detmold, Höxter und Warburg über 6.600 Studenten. Knapp 700 in Forschung, Lehre und Administration tätige Mitarbeiter, davon 175 Professorinnen und Professoren, kümmern sich um ihre Belange und halten den Betrieb am Laufen.

Die Bildungseinrichtung mit den Profilbereichen Life Science Technologies, Energieforschung und Industrial IT gilt als eine der zehn forschungsstärksten Fachhochschulen in Deutschland, nicht zuletzt aus diesem Grund wurde sie im Jahr 2010 in den Universitätsverbund European University Association aufgenommen. Ein erklärtes Ziel ist, komplexe und globale Herausforderungen anzugehen und einen Beitrag für die Gesellschaft zu leisten.

Kernaufgabe: Bildung, Forschung und Entwicklung

Um dies zu erreichen, setzt die OWL bei den Studiengängen – derzeit 49 in neun Fachbereichen – neben klassischen ebenso auf neue Disziplinen wie Precision-Farming oder Freiraummanagement. Aber auch auf die Vernetzung mit anderen Hochschulen, Forschungseinrichtungen und industriellen Partnern. Und das mit Erfolg. So richtete die Fraunhofer-Gesellschaft hier erstmals an einer Fachhochschule ein Anwendungszentrum ein, in diesem Fall für industrielle Automation.

Dies ist jedoch nur ein Bruchteil des Ganzen. So widmet sich das interdisziplinäre Institut für Energieforschung (iFE) dem Thema, effiziente, vernetzte und innovative Lösungen für nachhaltige Energiesysteme zu entwickeln. Das Institut für industrielle Informationstechnik (InIT) beschäftigt sich hingegen mit der industriellen Echtzeitkommunikation, Bildverarbeitung und verteilter Echtzeit-Software in öffentlich geförderten Verbundvorhaben oder Projekten der industriellen Auftragsforschung.

Schwerpunkt und standortübergreifende Klammer bei Bildung, Forschung und Entwicklung ist das Thema Digitalisierung. Dieses steht in enger Verbindung mit Daten, und deren gibt es jede Menge. Vorgehalten wurden diese in der Vergangenheit in etwa 70 über die Einrichtungen hinweg verteilten NAS-Systemen – dezentralen Speicherinseln. Ergänzend hierzu kam eine Metro-Cluster-Speicherlösung zum Einsatz, die sich aufgrund ihrer Komplexität nur schwer verwalten ließ und zudem in punkto Updates und Wartung nicht gerade durch Kosteneffizienz glänzte.

Zentrale Speicherung? Weit gefehlt

Zunächst einmal die Ausgangslage: 7.000 IP-Adressen, 8.000 Netzwerk-Ports und etwa 5.000 im Betrieb befindliche Geräte – Drucker, Laptops, Workstations und Server. Zudem etwa 500 Access-Points, über die täglich 4.000 mobile Geräte auf die IT-Ressourcen zugreifen. Plus standortübergreifend betrachtet, zwölf Active-Directory-Domains sowie ein in in etwa 180 verschiedene Segmente unterteiltes Netzwerk. Wobei jede Abteilung und Einrichtung an den drei verschiedenen Standorten ihre eigenen Geräte in zwischen einem und fünf Netzwerksegmenten betreibt.

Zwar waren viele Lösungen und Dienste rund um VoIP, Web- und Mailserver, Netzwerk und Firewall, Groupware oder das Identitäts- und Ressourcenmanagement bereits zentralisiert. Bei Speicher- und Verzeichnisdienste sah es hingegen anders aus, es mangelte an einer zusammengeführten und sicheren Lösung zur Ablage und Sicherung der wissenschaftlichen Daten.

Um dem zu begegnen, startete die Suche nach einer hochskalierbaren, jederzeit um Kapazität erweiterbaren sowie mit einem globalen Dateisystem arbeitenden und damit Campus-übergreifend nutzbaren Lösung. Diese sollte so ausgelegt sein, dass sich Backup- und Disaster-Recovery-Strategien umsetzen und infolge dessen Daten umfassend schützen ließen. All das mit möglichst mit minimalen Administrationsaufwand, so dass die laufenden Kosten auf niedrigem Niveau gehalten werden könnten.

Auf dem Prüfstand

In die Evaluierung wurden die Produkte von drei Herstellern einbezogen, neben den von Branchengrößen ebenso die softwaredefinierte Speicherlösung des schwedischen Start-ups Compuverde. Diese beruht auf einem hardwareunabhängigen Absatz und bietet zahlreiche für den Unternehmenseinsatz unerlässliche Funktionen. Mandantenfähigkeit, Active-Directory- (AD) und Backup-Unterstützung, Tiering, Snapshots, Metro-Clustering, asynchrone Replizierung sowie Notfallwiederherstellungsoptionen sind nur einige davon.

Die native Implementierung von Protokollen einschließlich SMB/CIFS und NFS sorgt zudem für deren Kompatibilität und Konsistenz zwischen diesen und den verschiedenen Zugriffspunkten, ohne dass zusätzliche Plug-ins oder Software von Drittanbietern benötigt wird. Des Weiteren gibt es keine kostspieligen Master Nodes oder Heads, die sich als Engpässe herausstellen könnten.

Im Vergleich zu den Alternativen bot die Lösung von Compuverde somit viele Vorteile und Möglichkeiten. Im Rahmen eines Proof of Concepts zeigte sich, dass sie nicht nur die versprochene Protokollkompatibilität bot – ein für den Einsatz in der heterogen aufgebauten universitären IT-Umgebung entscheidender Punkt. Sondern auch alles weitere Notwendige beherrschte, sich beispielsweise einfach in Betrieb nehmen und handhaben ließ, sowie reibungslos mit Microsoft-Lösungen zusammenspielte. Darüber hinaus sprach für sich, dass sie sich auf Standard-Hardware betreiben lässt und nahezu endlos skalierbar ist.

Flexibilität überzeugt

Ziel war, die die gesamte Storage-Umgebung zu zentralisieren und auf die mandantenfähige Compuverde-vNAS-Scale-out-Speicherlösung zu migrieren. Diese kommt heute universitätsübergreifend als Zugriffspunkt und Storage für die zwölf AD-Domains der Fachhochschule zum Einsatz. Lemgo ist mit einem 10-Node-Cluster ausgestattet, Detmold und Höxter jeweils mit einem Fünf-Knoten-Cluster. Die drei Speichercluster sind zu einem System zusammengeschlossen und lassen sich dadurch einfach administrieren.

Die Flexibilität der Lösung wird als eine der größten Stärken angesehen. CIFS/SMB und NFS werden für Benutzer- und Webserver-Freigaben verwendet, darüber hinaus S3 und NFS für den Einsatz mit VMware getestet. Bestehender teurer mit VMware genutzter Storage und eine Reihe großer virtueller 4-8-TB-Maschinen ließen sich auf den Compuverde-Cluster umziehen. Darüber hinaus wird ein ebenfalls unter VMware betriebener neuer Microsoft Exchange Clusters auf Compuverde NFS ausgeführt.

Das Set-up

Jeder der derzeit zwanzig Knoten setzt sich aus folgenden Hardware-Komponenten zusammen:

  • Server: HPE ProLiant DL180/DL385 DL180/DL385
  • CPUs: 1 x Intel 5115, 8 Kerne
  • RAM: 128 GB
  • Cache-Geräte: 2 x 1.6 Terabyte SSDs
  • Speicherlaufwerke: 7 x 6 Terabyte SATA
  • Controller: HPE 816i , kein RAID oder Cache
  • NICs: 2x10GBit/s und 4x10GBit/s

Insgesamt stehen 840 Terabyte (TB) an Bruttospeicherkapazität zur Verfügung, die in Kürze um weitere knapp 200 TB erweitert werden soll. Aufgrund des unterstützten 5+2-Erasure-Codings und einer Speichereffizienz von 71 Prozent können zwei beliebige Knoten ausfallen, ohne dass dies den Betrieb beeinträchtigt.

Verwaltungsaufwand um den Faktor 3 gesenkt

Die Hochschule OWL migrierte sechs Netapp vFilers und 70 NAS-Geräte auf Compuverde. Das NDMP-Protokoll wird direkt aus dem Speichercluster für automatische Backups genutzt. Darüber hinaus ist der Anschluss von Antiviren-Servern geplant, um künftig Prüfungen ebenfalls automatisch im Hintergrund laufen lassen zu können.

Neben den technischen Eigenschaften zeigen sich die IT-Verantwortlichen der Bildungseinrichtung auch von den Supportleistungen seitens Compuverde begeistert. Treten einmal Probleme auf, sind diese in Kürze gelöst. Sind weitere Funktionalitäten gefragt, erfolgt deren Erprobung und Einführung im Zusammenspiel. Auch die künftig angedachte bedarfsgerechte Erweiterung der Lösung gestaltet sich einfach, da nur Knoten und Lizenzen hinzugekauft werden müssen.

Basierend auf den bislang in einem Jahr mit der neuen Infrastruktur und dem Betrieb der Unfied-Storage-Lösung gesammelten Erfahrungen lässt sich schon jetzt sagen, dass der Einsatz der Compuverde-Speicherlösung den Verwaltungsaufwand der OWL um den Faktor drei reduziert.

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