Kommentar von Thomas Pavel, LSI

Mega-Rechenzentren – Pioniere für das Rechenzentrum der Zukunft

| Autor / Redakteur: Thomas Pavel / Nico Litzel

Open Compute verspricht eine minimalistische, kosteneffektive, leicht skalierbare Hardware-Infrastruktur für Rechenzentren mit Computing-Clustern.
Open Compute verspricht eine minimalistische, kosteneffektive, leicht skalierbare Hardware-Infrastruktur für Rechenzentren mit Computing-Clustern. (Bild: Open Compute Project)

Mega-Rechenzentren machen inzwischen 25 Prozent des weltweiten Servermarkts aus. Dabei sind sie zu treibenden Kräften für IT-Innovationen geworden und entwickeln sich rapide weiter, um mit den Anforderungen der explosionsartigen Datenzunahme Schritt halten zu können.

Immer mehr Unternehmen orientieren sich an Mega-Rechenzentren (Mega Datacenters, MDCs) und bemühen sich, deren Architekturen für ihre eigenen privaten Clouds, ihre großen Computing-Cluster und ihre Analyseanwendungen für umfangreiche Daten nachzuahmen. MDCs sind lehrreiche Vorbilder für Effizienz, Kosteneffektivität, skalierbare Bereitstellungen und Umsatzgenerierung aus Daten.

Die Anatomie eines MDC

MDCs wie bei Facebook, Amazon, Google sowie Tencent verwenden eine Handvoll unterschiedlicher Plattformen, die für unterschiedliche Aufgaben optimiert sind, wie Speicherung, Datenbanken, Analysen/Suche/Graphenanalysen und Webserver. Ihre Größe ist kaum noch vorstellbar – MDCs umfassen im Allgemeinen zwischen 200.000 bis 1.000.000 Server und 1,5 bis zehn Millionen Laufwerke.

MDC-Server werden im Allgemeinen in großen Clustern von 20 bis 2.000 Serverknoten verwaltet. Abhängig von seiner speziellen Aufgabe enthält ein Server etwa nur Bootspeicher, ungeschützte direkt zugeordnete Laufwerke mit Datenreplikation an mehrere geografische Standorte oder durch RAID geschützten Speicher für Datenbank- und Transaktionsdaten.

Da Anwendungen auf dem Cluster ausgeführt werden, kann ein fehlerhafter Knoten die Leistung des gesamten Clusters beeinträchtigen. Deshalb ist es effizienter, einen Server abzuschalten, damit die übrigen 99 Prozent bei voller Geschwindigkeit arbeiten können.

Open Source Community

MDC-Betriebssysteme und -Infrastrukturen sind Open Source – und die meisten Weiterentwicklungen an MDCs werden wieder der Community zur Verfügung gestellt. Anwendungen werden selbst erstellt und auch von ihnen werden viele der Open Source Community zur Verfügung gestellt.

Die Hardware-Infrastruktur ist häufig selbst erstellt oder zumindest selbst spezifiziert. Da es sich bei MDC-Netzwerken im Allgemeinen um statische Konfigurationen handelt, bei denen die Minimierung der Transaktionslatenz im Vordergrund steht, stellen MDC-Architekten auch SDN-Infrastrukturen (Software Defined Network) bereit, um die Leistung zu verbessern und die Kosten zu senken.

Da MDCs so riesig sind, benötigen sie eine „Lights-out-Infrastruktur“, die mithilfe von automatisierten Skripts sowie einfachen manuellen Wartungsaufgaben aufrechterhalten werden kann. In MDCs werden Infrastrukturkosten strikt minimiert, um mit den Ersparnissen die Infrastruktur erweitern zu können. Das führt dazu, dass MDCs alles eliminieren, was nicht für ihre zentralen Anwendungen benötigt wird, auch wenn es kostenlos bereitgestellt wird. Wenn beispielsweise 200.000 Server je eine überflüssige LED aufweisen, sind das 10.000 US-Dollar unnötige Kosten für die LEDs und 26.000 Watt Energieverbrauch – das entspricht 26 Haartrocknern, die rund um die Uhr laufen.

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