Suchen

Global Data Centers EMEA – für innovative Storage-Lösungen und mehr Testumgebung für Innovatoren

| Autor / Redakteur: Rainer W. Kaese* / Dr. Jürgen Ehneß

Komplexe IT-Szenarien zu entwerfen und zu testen, ist oft innerhalb der eigenen Infrastruktur praktisch nicht durchführbar. Der Anbieter von Colocation-Rechenzentren NTT Global Data Centers macht es hingegen möglich: mit einem Technology Experience Lab, das viel Raum zum Experimentieren bietet.

Firma zum Thema

Global Data Centers EMEA macht das Testen von Szenarien und die Implementierung innovativer Dienste deutlich einfacher.
Global Data Centers EMEA macht das Testen von Szenarien und die Implementierung innovativer Dienste deutlich einfacher.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Wie viel mehr Kapazität und Leistung müsste die IT eines Unternehmens einplanen, wenn sie in den kommenden fünf Jahren 100 Neueinstellungen pro Jahr unterstützen müsste? Keine einfache, aber doch eine überschaubare Berechnung.

Aber was wäre, wenn ein Automobilhersteller eine Lösung für autonomes Fahren konzipieren will? Die Anzahl der Fahrzeuge, die in Frage kommen, lässt sich kaum planen, und allein dieser eine Unsicherheitsfaktor lässt jede IT-Abteilung verzweifeln – zumal dann, wenn das Ganze auch noch finanziell tragfähig sein soll. Am Ende entsteht nicht mehr als eine große Schätzung der benötigten IT-Infrastruktur, die sich auch im Testbetrieb nicht eingrenzen lässt: Woher all die freien Racks, Server, Festplatten oder Netzwerkkapazitäten nehmen? Alternative Cloud-Lösungen sind nicht immer die Antwort, und im großen Maßstab sind auch hohe Budgets nötig.

Mit Hilfe von Global Data Centers EMEA, einer Abteilung von NTT Ltd., ist das Testen von Szenarien und die Implementierung innovativer Dienste deutlich einfacher geworden. Die Technology Experience Labs bieten die Leistung, um Innovationen rund um Cloud- und Speichertechnologie voranzutreiben. Damit können Rechenzentrumsmanager und Service-Provider ihre Ideen schnell und kostengünstig umsetzen, private oder hybride Clouds testen oder verteilte Architekturen überprüfen, um deren Auswirkungen auf die Bereitstellung von IT-Diensten zu messen.

Der Hauptstandort der Colocation-Rechenzentren mit 65.000 Quadratmetern befindet sich in Frankfurt („Frankfurt 1“). Das Gebäude wurde speziell für den Betrieb als Rechenzentrum konzipiert. Die Energieversorgung erfolgt durch zwei getrennte Umspannwerke aus zwei separaten Einspeisungen. Geschützt wird sie durch zwei unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und redundante Dieselgeneratoren. Physische Sicherheit, Zugangskontrolle und 24/7-Monitoring stellen sicher, dass die Systeme vor beliebigen Angriffen geschützt sind. Anschluss-Bandbreite bis 10 Gbit/s können bereitgestellt werden. „Frankfurt 1“ ist zudem über eine Glasfaserverbindung mit dem Datenzentrum von NTT in Rüsselsheim („Frankfurt 3“) verbunden, was Implementierungen an mehreren Standorten ermöglicht.

Bis heute wurde im Technology Experience Lab eine breite Palette von Anwendungsfällen getestet: von Hybrid-Cloud, Storage und Big Data über DevOps und App-Management bis hin zu High-Performance- und Cognitive-Computing.

Flexibler Cluster für steigenden Speicherbedarf

Viele IT- und Rechenzentrumsmanager und Dienstanbieter wollen ihre bestehenden Systeme hoch- oder vertikal skalieren, indem sie weitere Hardware und Laufwerke hinzufügen. NTT bietet die perfekte Umgebung, solche Ansätze zu evaluieren. Dies wurde mit einem Hochleistungs-Storage-System demonstriert, das auf hohe Zuverlässigkeits- und Leistungsanforderungen ausgerichtet ist und für verschiedene iSCSI-Umgebungen mit Größen von 10 TB bis 40 TB eingesetzt werden kann. Das 2017 installierte System verwendet Server der Supermicro-X10-Serie im 2-HE-Format mit zwei Intel-Xeon-CPUs und 128 GB RAM. Hinzu kommen ein Microsemi-ASR8885-Controller, 10-Gbit/s-NICs und ein 60-Bay-Dual-Expander-Toploader JBoD von Celestica. Der Storage wurde mit Festplatten der Enterprise-Klasse von Toshiba implementiert: MG04SCA40EA-HDDs mit 4 TB, 12-Gbit/s-SAS-Schnittstelle und 7.200 U/min in einem 3,5-Zoll-Formfaktor.

Das System basiert auf Open-E JovianDSS, einer Linux-basierten Datenspeicher-Software, die das ZFS-Dateisystem verwendet. Damit können Storage-Lösungen auf Basis von iSCSI-, Fiber-Channel- (FC), NFS- und SMB-Protokollen (CIFS) aufgebaut werden. Die Lösung liefert 108 TB Userspeicher mit einer Zpool-Kapazitätseffizienz von 50 Prozent unter Verwendung eines redundanten Two Way Mirror Storage. Der Zpool wurde in 30 Gruppen von Daten- und Paritätsplattenpaaren ausgelegt, die 240 TB unformatierte Bruttokapazität und 120 TB netto zur Verfügung stellen. Abgesehen von einer einzigen geplanten Abschaltung für ein Software-Update ist das System seit August 2017 ohne Ausfallzeit oder Plattenfehler betriebsbereit.

Neben gespiegelten Gruppen werden auch duale und dreifache Paritätsgruppen unterstützt. Der Ansatz der dreifachen Parität wird bei Platten mit Kapazitäten von 10 TB oder mehr empfohlen. Bei dieser Paritätsstufe kann die Fehlfunktion von drei Platten pro Datengruppe toleriert werden. Darüber hinaus unterstützt das Open-E JovianDSS das Self-Backup der Speicher mit Versionierungen bis zu einer Minute. Die Backup-Anwendung läuft rund um die Uhr und kann auch für Disaster Recovery verwendet werden.

Durch Hinzufügen weiterer HDDs in JBoD-Gehäusen kann der Cluster bei steigendem Speicherbedarf problemlos skalieren. Die Obergrenze wird durch den verfügbaren Rack-Platz, die Reichweite über SAS-Verkabelung, die Anzahl der SAS-Ports auf den Controllern und die Rechenleistung des steuernden Servers bestimmt. Eine Skalierung des JovianDSS-Clusters im Technology Experience Lab wäre wahrscheinlich bis in den niedrigen einstelligen Petabyte-Bereich möglich.

Horizontale Skalierung für anspruchsvolle Anwendungen

Wenn das zukünftige Wachstum eines Unternehmens und seine Benutzerbasis unbekannt sind und nicht geschätzt werden können, ist natürlich ein anderer Ansatz erforderlich, der keine Obergrenze für die Kapazität haben sollte. Dies erfordert eine horizontale Skalierbarkeit.

Scale-Out-Speicher verwenden einen auf Netzwerkkonnektivität basierenden Ansatz, der es ermöglicht, den vorhandenen Clustern fast unbegrenzt neue Knoten hinzuzufügen. Jeder Cluster besteht aus einer Reihe von Servern und Laufwerken, wobei die Knoten durch Hochgeschwindigkeitsnetze oder Backplanes miteinander verbunden sind. Mit diesem Ansatz ist kein Over-Provisioning erforderlich, da Kapazität und Leistung nach Bedarf hinzugefügt werden können. Die gesamte Speicherlösung erscheint den Anwendern als eine einzige Einheit und kann über eine einzige Schnittstelle verwaltet werden, selbst wenn sich Teile der Hardware-Implementierung an anderen Standorten befinden.

Ein solches System verwendet PetaSAN, eine Scale-Out-SAN-Lösung (Storage Area Network), die auf der Open-Source-Speicherplattform Ceph basiert. Sie bietet skalierbaren Speicher auf Objekt-, Block- und Dateiebene unter Verwendung eines verteilten Computer-Clusters an. Darüber hinaus repliziert sie die Daten.

Mit dem Open-Source-Projekt PetaSAN wird die Leistungsfähigkeit und Komplexität von Ceph in ein einheitliches Management-Interface untergebracht, das gleichzeitig den Zugriff auf die Linux-Befehlszeile ermöglicht. Ziel ist es, hochverfügbare geclusterte iSCSI-Festplatten bereitzustellen, wobei jede iSCSI-Festplatte allen physischen Festplatten im System zugeordnet wird. Dies bedeutet, dass etwa in einer geclusterten Hypervisor-Umgebung die gleichzeitigen Transaktionen mehrerer VMs ohne merkliche Leistungseinbußen unterstützt werden.

Die Plattform verwendet Hardware von Starline Computer, die aus Areca-RAID-Karten im Pass-Thru-Modus in Verbindung mit den 10-Gbe-Ethernet-Adaptern von Cavium für den direkten Remote-Speicherzugriff (RDMA) besteht. Die PetaSAN-Implementierung bietet 220 TB hochverfügbare, geclusterte iSCSI-Festplatten, basierend auf den 10-TB-Enterprise-Festplatten von Toshiba. Die daraus resultierenden virtuelle Multi-Path-Speicherelemente können anhand virtueller IP-Adressen identifiziert werden und bieten schnelle E/A mit Link-Redundanz.

S3-Zugriff über Gateway

Wenn die Speicherlösung über den Betrieb eigener Hardware hinaus skaliert werden muss, erfordert die Implementierung eine Mischung aus eigener Hardware und Cloud-Ressourcen. Für solche Situationen kann die Verwendung von Amazons Simple Storage Service (S3) eine Option sein. Die Testplattform verfügt dafür über ein entsprechendes Gateway.

Rainer W. Kaese, Senior Manager Business Development, Storage Products Division, Toshiba Electronics Europe GmbH.
Rainer W. Kaese, Senior Manager Business Development, Storage Products Division, Toshiba Electronics Europe GmbH.
(Bild: Toshiba)

Die Bestimmung des optimalen Ansatzes für eine IT-Infrastruktur ist eine Herausforderung, vor allem dann, wenn die Anforderungen nicht planbar sind. Umgebungen, wie sie NTT bietet, lassen Raum für die Erprobung unterschiedlicher Szenarien. Im Gegenzug können reale Lösungen für die täglichen Herausforderungen unter nicht systemkritischen Bedingungen nicht nur bewertet, sondern auch quantifiziert werden.

*Der Autor: Rainer W. Kaese, Senior Manager Business Development, Storage Products Division, Toshiba Electronics Europe GmbH

(ID:46759242)