Weniger ist mehr Uni Bonn setzt auf virtuelle Server

Bei komplexen IT-Netzwerken mit vielen Anwendern kann ein Systemausfall gravierende wirtschaftliche Folgen haben. Deshalb ist es umso wichtiger, hard- oder softwarebedingte Probleme frühzeitig ins Kalkül zu ziehen, um für den Fall eines Ausfalls gerüstet zu sein. Die Zentralverwaltung der Rheinischen Friedrich-Wilhelm-Universität in Bonn hat daher eine hoch ausfallsichere Serverlandschaft geschaffen, in der virtuelle Server einen ausgefallenen Dienst binnen kürzester Zeit übernehmen können.

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Mit rund 30.000 Studenten zählt die Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität in Bonn zu den größten Hochschulen Deutschlands. Als international operierende Forschungsanstalt genießt sie im In- und Ausland hohes wissenschaftliches Ansehen. Geprägt von traditionsreicher Geschichte, gepaart mit einer modernen Ausrichtung, bezeichnet sich die Universität Bonn selbst als „traditionell modern“. Um den eigenen Ansprüchen gerecht zu werden und den hohen Standard auch bei der elektronischen Datenverarbeitung zu sichern, begann die Zentralverwaltung der Universität im Jahr 2004 mit der Umstrukturierung der Serverlandschaft.

Das vorrangige Ziel war es, die IT-Landschaft zu konsolidieren und ein hoch ausfallsicheres und skalierbares Speichersystem aufzubauen. Die Virtualisierung von Servern bildete den Abschluss der langen Umstrukturierungsphase. Werner Behnke, Administrator für Unix, Datenbanken und Netzwerk, berichtet: „Im Zuge der Umstrukturierung unserer IT-Landschaft, die 2004 begann, suchten wir nach einem Spezialisten, der unsere IBM-p615-Server und das Storage-System DS 4300 konfiguriert und auf die Bedürfnisse der Uni abstimmt. Wir erstellten eine Liste mit den technischen Fragen und Anforderungen und baten um ein Angebot zur Lösung unseres IT-Problems. Die Experten von K&P Computer lieferten eine Fülle an guten Lösungsvorschlägen und optimierten zudem die Servernutzung des Systems.“

Da die Zentralverwaltung bereits im Jahr 2000 mit K&P Computer einen Service-Vertrag für drei IBM-RS/6000-Server geschlossen hatte, waren die IT-Verantwortlichen vom Sachverstand des IT-Service-Dienstleisters überzeugt. Ab 2004 wurden die Umstrukturierung und die damit verbundene Neuanschaffung der Hardware sukzessiv vollzogen. Bis dahin liefen die wichtigsten Datenbanken, wie die für den Universitätshaushalt, das Personal, die Studenten oder die Kasse, auf IBM-RS/6000-Servern. An diese Server waren über SCSI-Schnittstellen externe Festplatten für die Datenbanken angeschlossen. „Ein an sich bewährtes System“, erläutert Behnke, „aber wir wollten eine Lösung, die ein gemeinsames, hoch ausfallsicheres Speichersystem mit einer optimalen Ressourcennutzung verbindet. Das System sollte in der Zentralverwaltung dafür sorgen, den Ansprüchen einer hohen Systemverfügbarkeit in Zeiten wachsender Informationsflut genügen zu können.“

Erste Schritte

Anfangs erwarb die für die Systemtechnik und -betrieb zuständige Abteilung 2.3 der Zentralverwaltung zwei IBM-p615-Server und einen IBM-DS-4300-Speicherserver. Mit dieser Anschaffung wurde zugleich der erste Umbau der Serverlandschaft vollzogen. Behnke erläutert, dass die p615-Server zu diesem Zeitpunkt noch direkt und ohne FC-Switch an die IBM DS 4300-Speicherserver angeschlossen wurden: „Von 14 möglichen 73-Gigabyte-Festplatten hatten wir zunächst fünf Festplatten verbaut. Innerhalb von zwei Jahren fanden zahlreiche Veränderungen in unserer Hardware-Ausstattung statt.“

Durch die Erweiterung um zwei FC-Switches konnte das Administrationsteam einen Schritt weitergehen und die DS-4300-Storage-Einheit an die verschiedenen Systemwelten der Uni wie beispielsweise AIX-, Linux- oder auch Windows-Systeme anschließen. „So können jetzt beliebig viele Server auf die im SAN abgelegten Daten zugreifen“, erklärt Behnke.

Hohe Ausfallsicherheit

Die Zentralverwaltung der Universität gewährleistet mit dem perfektionierten SAN neben einer hohen Performance und der notwendigen Flexibilität vor allem auch die geforderte hohe Ausfallsicherheit: „Sollte Serverhardware ausfallen, etwa ein p520-Server, dann können wir schnell reagieren und den nicht mehr zur Verfügung stehenden Dienst, beispielsweise eine Datenbank, auf einem anderen Server anbieten“, erläutert Behnke. „Dies ist möglich, weil Daten wie Dbspaces, Informix-Binaries und Konfigurationsfiles sowie Images der virtuellen Server und Userdaten zentral auf der DS 4300 liegen. Alle kritischen Teile sind in der DS 4300 redundant vorhanden und lassen sich im laufenden Betrieb wechseln. Gleiches gilt für die Anbindung der Server an das SAN, die ebenfalls redundant durch zwei Fibrechannel-Anschlüsse über zwei FC-Switches ausgelegt ist. Damit können wir auf ein ausfallsicheres System vertrauen“, konstatiert Werner Behnke.

Hohe Kostenvorteile

Mithilfe der Virtualisierungssoftware VMware ESX Server wird ein physikalischer Server so eingerichtet, dass auf ihm unterschiedliche virtuelle Gastsysteme erstellt und verwaltet werden können. Die Administratoren der Zentralverwaltung wissen den Nutzen der Virtualisierungssoftware zu schätzen: Die Verfügbarkeit hat sich um ein Vielfaches erhöht, und die für jeden Benutzer und jede Software relevanten Ressourcen können innerhalb weniger Minuten von den IT-Administratoren bereitgestellt werden. VMware ESX Server ermöglicht, beliebig viele virtuelle Server zu erzeugen und die Leistungsverteilung den Anforderungen entsprechend vorzunehmen.

Virtualisierung senkt Kosten

Dirk Müller, Projektleiter von K&P Computer, führt weitere Vorzüge der Virtualisierung an: „Damit ist auch gewährleistet, dass das Leistungspotenzial der Hardware optimal ausgenutzt wird. Das Aufspielen eines Testsystems ist dank VMware sehr schnell möglich. Die Vorteile der Virtualisierung machen sich in vielen Punkten bemerkbar: Zum einen werden weniger physikalische Systeme benötigt, was geringere Anschaffungskosten bedeutet, und zum anderen gibt es einen langfristigen Kostenvorteil durch reduzierte Betriebskosten, denn schließlich werden die Kühlleistung gesenkt und der Stromverbrauch verringert. Zu guter Letzt benötigt man noch weniger Stellplätze.“

Administrator Behnke weist zudem auf den enormen Spielraum hin, über den die Universität heute verfügt: „Wir haben mit der IBM DS-4300-Storage inklusive Erweiterungseinheit eine Speicherkapazität von insgesamt 1,8 Terabyte. Bei Bedarf können wir noch zahlreiche Expansion-Units hinzufügen.“

Automatische Systemüberwachung

Seit 2003 wartet K&P Computer die Universitätsmaschinen über einen SSH-Tunnel, der eine sichere, authentifizierte und verschlüsselte Verbindung mit den Universitätsrechnern ermöglicht. Selbst entwickelte Softwaretools überwachen rund um die Uhr die Betriebsparameter der Server und schicken bei kritischen Situationen Meldungen direkt nach Wiesbaden in die K&P-Zentrale.

Projektleiter Dirk Müller: „KPCmon ermöglicht die komplette Systemüberwachung der AIX-Server. Anhand einzelner Module können wir oder der Kunde die CPU-Auslastung, den Netzwerkdurchsatz oder auch den Füllgrad von Dateisystemen ersehen und verwalten. Außerdem können wir anhand von File-System-Trends, die das Tool erstellt, erkennen, wie lange beispielsweise die Kapazität von Systemfestplatten noch ausreicht. Daten werden gesammelt, konsolidiert, bewertet und in eine Datenbank eingepflegt. Das ermöglicht die Erstellung von Grafiken und Reports, die Rückschlüsse auf die Auslastung der Systeme erlauben.“

Die Universität nutzt aktuell mehrere IBM x345- und x346-Server, um virtuelle Maschinen mithilfe von VMware ESX einzurichten. Dirk Müller nennt dies die „PC-Server“ – sie regeln den Datenverkehr der PC-Clients der Universität. Die virtuellen Server auf den IBM xSeries-Servern managen unter anderem Web- und Mailserver, Oracle-Datenbankserver für das Facilitymanagementsystem, das Beihilfesystem, den Datenbankserver für den Strahlenschutz und die Auftragsverwaltung für die Techniker.

„Unter anderem setzen wir drei IBM-p520-Maschinen ein. Die Personal-, Haushalts- und die Kostenberechnungsdatenbank, die auf den IBM-p615-Servern Platz fanden, wurden auf einem der p520-Server zusammengeführt – ein Projekt, das wir erfolgreich umsetzten“, berichtet Werner Behnke.

Für die Zentralverwaltung der Universität hat sich die Zusammenarbeit mit K&P Computer als vorteilhaft erwiesen. Das Resümee von Werner Behnke ist positiv: „Wo manche Dienstleister oder Lieferanten aufhören, hat sich K&P Computer als fachkompetenter Lösungsanbieter profiliert.“

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