Die Vor- und Nachteile von Hyperkonvergenz als Entscheidungsgrundlage Hyperkonvergenz in der Praxis

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Mit hyperkonvergenten Infrastrukturen soll es Unternehmen möglich sein, in wenigen Minuten ein durchgängig virtuelles, Software-basiertes Rechenzentrum aufzubauen. Ist das wirklich so einfach, und wann ist es sinnvoll?

Konvergenz vereinfacht die IT-Infrastruktur: Verschiedene Komponenten werden dabei zu einer Appliance zusammengefügt und zentral verwaltet. Die einzelnen Elemente werden so konfiguriert und miteinander kombiniert, wie es aus oft jahrelanger Erfahrung der IT-Teams am besten funktioniert.

Oft entstehen so konvergente Systeme aus der Praxis heraus. Als hochspezialisierte, vorkonfigurierte Rack-Lösung beispielsweise sind sie schnell einsatzbereit; weitere Komponenten können relativ einfach hinzugefügt werden.

Hyper Converged Infrastructure (HCI) weitet dieses Konzept auf die gesamte Infrastruktur aus. Die Konvergenz findet nun über eine vollständige Virtualisierung der IT-Architektur statt. Dabei wird die Software, die bisher die einzelnen Geräte steuerte, durch eine übergreifende Intelligenz ersetzt. Diese Hypervisor- oder Management-Software übernimmt nun die zentrale Steuerung aller Komponenten der Infrastruktur-Appliance, die mindestens aus Netzwerk, Storage und Server besteht.

Hyperkonvergenz meint Software-definiert

Das Prinzip ähnelt einem Cloud-Service: Die Hardware ist für die Nutzer und Administratoren nicht sichtbar, sie greifen über eine abstrahierte Ebene mit virtuellen Servern auf die verteilten Ressourcen zu. HCI-Systeme sollen so die Leistung und Zuverlässigkeit eines hauseigenen Rechenzentrums mit der Wirtschaftlichkeit und Skalierbarkeit einer Cloud verbinden.

Zugleich bilden sie oftmals die Voraussetzung für anspruchsvolle Hybrid-Szenarien mit Zugriff auf einen verteilen Ressourcenpool in der eigenen Private- wie in der öffentlichen Public-Cloud. Die Verwaltungs-Software ist in einigen Fällen sogar in der Lage, Software wie Datenbanken, Kubernetes, Key-Value-Stores und andere für Entwickler wichtige IT-Dienste zu managen.

HCI-Systeme haben Vor- und Nachteile – ob sie im konkreten Anwendungsfall die beste Lösung sind, variiert je nach Rahmenbedingungen. Es geht vor allem darum, die IT-Infrastruktur zu vereinfachen und Bereitstellungsprozesse zu beschleunigen: So müssen die einzelnen Geräte beispielsweise nicht einzeln eingerichtet und die separaten, oft proprietären Betriebssysteme nicht aufeinander abgestimmt werden. Als Hardware können vergleichsweise günstige Standardprodukte zum Einsatz kommen, was gerade auch die Kosteneffizienz von HCI-Lösungen im laufenden Betrieb weiter erhöht.

Die Vorteile der Hyperkonvergenz

Während in herkömmlichen Rechenzentren meist externe Speichersysteme angebunden werden, nutzen HCI-Appliances so genannten Direct Attached Storage (DAS), also etwa Festplatten, die direkt mit dem Server verbunden sind. Die zentrale Software-Schicht managt die Speicherkapazitäten (Software-Defined Storage) und verteilt sie gemäß dem Bedarf der Anwendungen. Das erlaubt eine flexiblere Nutzung begrenzt vorhandener Ressourcen.

Die verbindende Komponente ist ein Software-basiertes Netzwerk (SDN), dessen Funktionen nicht auf dedizierte Hardware angewiesen ist, sondern freien Geräten dynamisch zugewiesen werden können. Während bei konventionellen Netzwerken Änderungen an Konfigurationen parallel an mehreren Geräten durchgeführt werden müssen, trennt das SDN die Steuerung von der Hardware. Das macht die Hardware einfacher austauschbar und günstiger sowie die IT-Infrastruktur-Lösung flexibel an sich ändernde Bedarfe anpassbar.

Nicht nur Vorteile

Während sich die Hardware-Situation vereinfacht, steigt die Komplexität der Software. Die Virtualisierungs-Software (Hypervisor) ist vielschichtig sowie multifunktional und damit komplexer als die einzelnen Betriebssysteme der Geräte.

Der Hypervisor und ausgeklügelte Sicherheitssysteme werden zum zentralen Element der gesamten Infrastruktur, was die Entscheidung für oder gegen ein bestimmtes Produkt oder einen Anbieter erfolgskritisch macht. Auch der Betrieb einer verteilten Storage-Lösung ist oft aufwändiger als der eines traditionellen Storage-Arrays. Zudem ist der Umstieg auf ein neues IT-Infrastrukturparadigma immer mit Aufwand, Investitionskosten und Risiken verbunden.

Wann lohnt es sich, über HCI nachzudenken?

Für Unternehmen, die von einer Hardware-zentrierten auf eine virtualisierte Umgebung wechseln wollen, ist der hyperkonvergente Ansatz eine gute Option. Besonders für virtuelle Desktop-Infrastrukturen (VDI) sind HCI-Systeme die passende Basis. Das liegt daran, dass auf die ständigen Veränderungen durch Anwendungen im Desktop-Umfeld schnell reagiert werden kann. Gleichzeitig bleibt ein Höchstmaß an Sicherheit durch eine zentrale Steuerung gewährleistet.

Die hohe Performance und Agilität machen HCI auch für leistungsintensive Szenarien wie die agile Software-Entwicklung (DevOps), Anwendungen im Umfeld vom Internet der Dinge (IoT) oder Big Data interessant, da eine moderne HCI-Lösung das Paradigma des „Infrastruktur-as-Code“ unterstützt.

IT-Experten automatisieren somit vergleichsweise komplizierte Betriebs- und Arbeitsabläufe mithilfe moderner API-Schnittstellen und führen so zu einer signifikanten Kostenreduktion im IT-Betrieb. Benötigt ein Unternehmen für einen absehbaren Workload ein schnell einsetzbares Rechenzentrum, kann es eine komplett fertige HCI-Box als Software-Appliance erwerben oder – noch flexibler – als Infrastructure-as-a-Service (IaaS) mieten.

Die Gefahr der Überdimensionierung

Dennoch sollten Unternehmen keine übereilten Entscheidungen treffen. Denn solche vorkonfigurierten Angebote decken nicht immer alle individuellen Bedürfnisse ab. Noch herausfordernder kann ein Wechsel von einzelnen etablierten Systemen zu einer neuen hyperkonvergenten Infrastruktur sein.

Meist sind nicht alle Funktionen und Systeme der bisherigen Infrastruktur abbildbar. Es gilt sorgfältig abzuwägen, wie viel Vereinfachung möglich und sinnvoll ist. Abhängigkeiten zu einzelnen Anbietern (den gefürchteten Vendor-Lock-In) gilt es dabei nach Möglichkeit zu vermeiden.

Ob eine HCI-Umgebung die passende Infrastruktur ist, hängt demnach vom konkreten Anwendungsfall ab. Dafür ist es notwendig, sich vorher eingehend mit den Zielen der Hardware-Beschaffung und dem tatsächlichen Bedarf zu beschäftigen. Soll heißen: HCI eignet sich weniger als Ergänzung, wenn die vorhandene IT an Ressourcengrenzen stößt.

HCI-Systeme sind zwar selbst einfach skalierbar, jedoch meist über relativ hohe, stufenweisen Erweiterungsschritte. Das heißt: Im Erweiterungsfall wird gleich eine komplette HCI-Box dazugestellt, auch wenn nur wenig zusätzlicher Storage benötigt wird. Durch die vergleichsweise hohen Anschaffungskosten für HCI-Systeme erleben Kunden dadurch hohe sprungfixe Kosten.

Abwägung der Argumente

Das ist keine Überraschung, schließlich bekommt man eine funktionierende IT-Infrastruktur als Ganzes, die zudem mit niedrigen Betriebskosten punktet. Hier punkten dann einige wenige Hersteller mit dem so genannten Scale-Out in eine flexible (Public) Cloud, um insbesondere bei temporären Bedarfen auf eine Alternative zu der vergleichsweise hohen Investition des Ausbaus der eigenen Infrastruktur zurückgreifen zu können.

Die Hauptargumente für HCI-Infrastrukturen sind die Reduktion der IT-Komplexität, die schnelle und unkomplizierte Inbetriebnahme, die hohe Skalierbarkeit bei hoher Verfügbarkeit sowie die geringen Betriebskosten. Der Entscheidung für eine solche Transformation sollte eine umfassende Bestandsaufnahme und konkrete Bedarfsanalyse vorausgehen. Passen der Anwendungsfall und die HCI-Eigenschaften zueinander, ergibt sich eine performante, einfach zu verwaltende IT-Infrastruktur, die so nicht zu geringeren Kosten bereitgestellt werden kann.

*Der Autor: Henrik Hasenkamp ist CEO und Mitgründer der Gridscale GmbH und bestimmt die Strategie und Ausrichtung des europäischen Infrastructure- und Platform-as-a-Service-Anbieters.

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