Vermaschte, hochverfügbare Infrastruktur Was ist eine Fabric (in der IT)?

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DataCore Software GmbH

Der Begriff Fabric bezeichnet in der IT ein Architekturkonzept, das IT-Ressourcen wie Netzwerk-, Speicher- oder Rechenressourcen zu einer vermaschten, hochverfügbaren Infrastruktur verbindet. Die beteiligten Systeme sind eng miteinander vernetzt und bilden eine einheitliche logische Plattform mit hoher Performance, Ausfallsicherheit und guter Skalierbarkeit. Beispiele für solche Architekturen sind die Netzwerk-, Storage- oder Compute-Fabric.

Ins Deutsche übersetzt bedeutet das englische Wort fabric „Gewebe“, „Gefüge“ oder „Struktur“. In der IT bezeichnet der Begriff ein Architekturkonzept, das in verschiedenen Bereichen zum Einsatz kommt. In einer Fabric sind die verschiedenen Systeme, Hard- und Softwarekomponenten und IT-Ressourcen eng miteinander vernetzt und bilden eine logische Einheit.

Im Gegensatz zu klassischen Architekturkonzepten ist die Struktur nicht hierarchisch aufgebaut, sondern flach. Der Informationsfluss innerhalb einer Fabric erfolgt nicht über einzelne, feste Pfade, sondern es existiert ein vermaschtes Kommunikationsgeflecht mit alternativen Pfaden und vielen Querverbindungen. Dadurch reduziert sich im Vergleich zu klassischen hierarchischen Strukturen das Risiko für Engpässe und Single Points of Failure deutlich. Intelligente Steuerungsmechanismen sorgen dafür, dass Daten automatisch den optimalen Weg zum Ziel finden und Lasten verteilt werden. Ost-West-Datenverkehr lässt sich im Vergleich zu klassischen Strukturen deutlich besser bedienen. Die Organisation der verschiedenen Elemente einer Fabric ist zudem stark automatisiert. Aufgrund dieser Eigenschaften ist eine Fabric hochverfügbar und sehr leistungsfähig, flexibel und skalierbar.

Die stetig steigenden Anforderungen an Bandbreite, Datendurchsatz, Ausfallsicherheit und Performance führen dazu, dass das Konzept der Fabric im IT-Umfeld kontinuierlich an Bedeutung gewinnt. Fabric-Architekturen bilden heute die Grundlage moderner Rechenzentren oder Kommunikationsnetze und finden sich in vielen Bereichen, beispielsweise in Cloud-Rechenzentren, hyperkonvergenten Infrastrukturen, KI-Infrastrukturen, Speichernetzwerken oder im High-Performance-Computing.

Typische Merkmale und Vorteile einer Fabric im Überblick

Die typischen Merkmale und Vorteile einer Fabric sind kurz zusammengefasst folgende:

• eng verwobenes Kommunikationsgeflecht mit vielen Verbindungsmöglichkeiten, parallelen Pfaden und Querverbindungen,

• intelligente Routing- und Lastverteilungsmechanismen,

• automatische Fehlererkennung und Selbstheilungsmechanismen,

• automatisierte Verwaltung, Konfiguration und Organisation der beteiligten Systeme und Elemente,

• in großem Umfang skalierbar,

• hoher Datendurchsatz,

• sehr leistungsfähig, flexibel und ausfallsicher.

Verschiedene Fabric-Typen

Das Architekturkonzept der Fabric kommt in unterschiedlichen Bereichen der IT zum Einsatz. Beispiele für Fabric-Typen sind:

• Die Netzwerk-Fabric: Die Netzwerk-Fabric löst hierarchische Strukturen auf und überführt sie in eine vermaschte, flexible Netzstruktur mit flacher Topologie. Sie ist in sich redundant, eignet sich sowohl für Nord-Süd- als auch für Ost-West-Verkehr und erzielt eine hohe Datenübertragungsleistung. Intelligente Steuerungsmechanismen sorgen für eine optimale Lastverteilung, geringe Latenzen und eine hohe Ausfallsicherheit.

• Die Storage-Fabric: Eine Storage-Fabric verbindet Speicherressourcen, Server und Speichersysteme zu einer gemeinsamen, leistungsfähigen Speicherumgebung. Sie ermöglicht einen schnellen, zuverlässigen und skalierbaren Datentransport und nutzt Technologien wie Fibre Channel oder NVMe over Fabrics (NVMe oF). Speicherkapazitäten lassen sich flexibel bereitstellen, zentral verwalten und mit hoher Verfügbarkeit und geringer Latenz nutzen.

• Die Compute-Fabric: Eine Compute-Fabric verbindet Rechenressourcen wie Server, Prozessoren, Arbeitsspeicher und Beschleuniger (GPUs oder DPUs) zu einem gemeinsamen, flexibel nutzbaren Ressourcenpool. Er ermöglicht für die verschiedenen Anwendungen und Workloads eine dynamische Bereitstellung und Zuteilung von Rechenleistung.

• Die Data-Fabric: Eine Data-Fabric sorgt für die Integration, Verwaltung und Bereitstellung von Daten aus unterschiedlichen Quellen, Systemen und Umgebungen. Verteilte Datenbestände werden mithilfe von Automatisierung, Metadaten und KI-gestützten Funktionen zu einer einheitlichen Datenebene, unabhängig vom physischen Speicherort, verbunden. Nutzer, Anwendungen und Workloads erhalten einen konsistenten, sicheren und effizienten Datenzugriff.

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