Hyperkonvergente Infrastruktur für KMU: Einfach wie die Cloud

In kleinen und mittleren Unternehmen steht die IT heute vor großen Herausforderungen: Sie muss komplexe, störungsanfällige Infrastrukturen aus Produkten mehrere Hersteller in Betrieb halten, obwohl sie meist mit knappen Budgets hantiert und nicht für jedes Thema Spezialisten intern verfügbar sind.

Hyperkonvergente Infrastruktur, die mehrere virtualisierte x86-Server, Festplatten und SSD-Speicher sowie Vernetzung eng miteinander integriert und in einem Gehäuse zusammenfasst, bietet hier eine Lösung. Denn sie ersetzt das komplexe Speichernetz und bietet modernste Technologie. In hyperkonvergenten Systemen sorgen SSDs ergänzend zu Harddisks für die nötige Leistung mit Ein-/Ausgabeverzögerungen lediglich im Mikrosekundenbereich. Die Speicherarchitektur und die von ihr gelieferten Datenservices sind auf virtuelle Maschinen eingestellt. Die verschiedenen Hardwarekomponenten werden durch intelligente Software zu einem einheitlichen System zusammengeführt, bei dem der gesamte Speicher als flexibler Speicherpool für alle Maschinen fungiert.

Das hat in der Praxis viele Vorteile: Die Hardwareumgebung wird konsolidiert, integriert und das Management weitestgehend automatisiert. Hyperkonvergente Lösungen brauchen bis zu 70 Prozent weniger Platz und können den Stromverbrauch um rund die Hälfte senken. Die Bereitstellung von Speicher, das Datenmanagement und die Datensicherung werden um Dimensionen einfacher, was den IT-Mitarbeitern mehr Zeit für wertschöpfende Aufgaben lässt. Zudem wird das Budget erheblich entlastet.

Nutanix Xpress wird seit Juli zu Preisen ab 25.000 Dollar angeboten (Bild: Nutanix).

Alle Komponenten in einem Gehäuse

Ein Beispiel dafür ist Nutanix Xpress, die KMU-Plattform des derzeitigen Hyperkonvergenz-Marktführers Nutanix. Gartner platzierte Nutanix 2015 und 2016 im „Leader Quadrant“ seiner Marktanalyse für integrierte Systeme. Nutanix Xpress integriert Server, Speicher und Virtualisierung in ein Gehäuse und stellt alle Funktionen über intelligente Software bereit. Nach oben skaliert wird, indem man weitere modulare Einheiten hinzufügt. In seinem Betrieb ist Nutanix Xpress so einfach wie die Nutzung einer Public Cloud – der Aufbau eines Systems dauert bis zur Inbetriebnahme gerade einmal eine Stunde. Spezialisten werden dafür nicht mehr benötigt.

Nutanix Xpress hilft, das vorhandene Budget sinnvoller zu nutzen  – beginnend bei dem durch nur einen Hersteller radikal vereinfachten Beschaffungsprozess über die durch das vereinfachte Management um bis zu 60 Prozent sinkenden Gesamtkosten (TCO, Total Cost of Ownership). Für die gesamte Infrastruktur gibt es nur einen Supportpartner, Nutanix, der zusätzlich Business-Applikationen wie Microsoft SQL betreut, die auf Nutanix Xpress laufen

IDC ermittelte für den Wechsel von konventioneller Infrastruktur auf Nutanix eine Amortisationsdauer von 7,5 Monaten und bei einer Nutzungsdauer von fünf Jahren einen ROI (Return on Investment) von 510 Prozent. Der Zeitbedarf fürs Management sank um 71,4 Prozent.

Multi-Hypervisor-Umgebung leicht gemacht

Ein Xpress-Gehäuse verbraucht zwei Höheneinheiten im Rack und enthält drei oder vier x86-Serverknoten. Jeder Server verfügt über eine Kombination von Festplatten und SSDs und kann hinsichtlich Cores, Arbeits- und Massenspeicherressourcen entsprechend den jeweiligen Anforderungen ausgerüstet werden. Die Server kommunizieren über ein 10-GBit/s-Ethernet-Netz. Auf Nutanix können alle Arten von Anwendungen bis hin zur transaktionalen Datenbank, Kollaborationslösungen, Infrastrukturdiensten und VM-Workloads parallel ablaufen. Die Leistung ist dabei mit der von Bare-Metal-Systemen vergleichbar.

Für Virtualisierung und Management  bietet Nutanix zwei Softwarekomponenten, die zum Lieferumfang von Nutanix Xpress gehören: Nutanix AHV ist für die Virtualisierung zuständig, Nutanix Prism für die Verwaltung der gesamten Nutanix-Infrastruktur. Diese Software macht Expertenwissen bei Aufbau und Betrieb der Lösung überflüssig.

Der schlanke Hypervisor Nutanix AHV wurde eigens für hyperkonvergente Infrastrukturen entwickelt. Für die Virtualisierung ist hier kein Spezialwissen mehr nötig. Der Hypervisor basiert auf einer gehärteten Variante von Linux KVM und greift bei der Virtualisierung auf die intelligenten Speicherservices von Nutanix Prism zurück.

Eine Multi-Hypervisor-Umgebung, wie sie immer mehr Unternehmen nutzen, ist hier einfach möglich: Neben Nutanix AHV können auf Nutanix Xpress auch VMware vSphere und Microsoft Hyper-V laufen, die transparent auf Beschleunigung, Kapazitätsoptimierung und Datenschutzfunktionen des Xpress-Systems zugreifen.

Analytische Intelligenz vereinfacht die Infrastrukturverwaltung

Nutanix Prism bietet alle nötigen Datenservices sowie umfassende Analytik und Heuristiken, vereinfacht bestehende IT-Workflows und verwaltet alle Infrastrukturkomponenten über eine einheitliche, einfache Oberfläche. Das Tool stellt alle nötigen Services bereit und reduziert für den Administrator den Aufwand auf wenige Klicks.

Eine Distributed Storage Fabric (DSF) fasst alle vorhandenen Speicherressourcen auf allen vorhandenen Speichermedien zu einem einzigen Ressourcenpool zusammen, auf den die Datenservices angewendet werden. Auf die Datenservices greifen wiederum alle Hypervisoren, virtuellen Maschinen und Anwendungen in der Infrastruktur zu. Zu den Diensten gehören Replikation, VM-Snapshots, Clones, Deduplizierung, Kompression, Tiering und andere intelligente Datenmanagementdienste. Für besonders leistungshungrige Anwendungen gibt es den VM Flash Mode. Er weist spezifischen VMs Flash als einzige Speicheroption zu. Sowohl bei Zufalls- als auch bei sequentiellen Zugriffen liefert Xpress sehr gute Leistungen.

Aufbau einer Enterprise Cloud mit Nutanix Xpress

An die Cloud wird Nutanix Xpress über Cloud Connect angebunden. Die Cloud fungiert dadurch wie eine logische Erweiterung des Nutanix-Systems und bildet gemeinsam mit diesem eine Enterprise Cloud. So lassen sich Public-Cloud-Infrastrukturen wie Amazon Web Services oder Microsoft Azure als Ziel für Langzeitbackups beliebiger Workloads definieren.  Das Rücksichern von diesen Ressourcen erfordert nur wenige Klicks und Minuten.

Enterprise Clouds setzen sich aus interner Infrastruktur und Public-Cloud-Services zusammen. Sie vereinigen die Vorteile beider Welten und sind für die meisten Unternehmen die Infrastruktur für die vorhersehbare Zukunft. Sie besitzen eine vollständig softwaredefiniere, verteilte und ausfallsichere Infrastruktur, ersetzen Expertenwissen durch maschinelle Intelligenz, machen Anwendungen mobil und bieten umfassende Sicherheitsfunktionen, die bereits im Design berücksichtigt wurden.

Hochverfügbarkeit, Datenschutz und Datensicherheit stecken im System

Besonders kritisch sind heute die Themen Datenschutz, Datensicherheit, Disaster Recovery und gegebenenfalls Hochverfügbarkeit. In der Regel ist es extrem teuer, diese Funktionen bereitzustellen. Zudem beeinträchtigen sie häufig die Leistung.  Nicht so bei Nutanix, denn separate Hard- und Software werden dafür nicht benötigt.

Von allen Daten werden zwei Kopien gespeichert, jede auf einem anderen Xpress-Node. Fällt ein Laufwerk aus, sind die Daten sofort über einen anderen Knoten zugänglich. AHV enthält Selbstreparaturmechanismen, die auf freien Kapazitäten neue Kopien anlegen, wenn eine Kopie zerstört wird, was schneller funktioniert als RAID-Wiederherstellung.

Wer mehr Sicherheit braucht, kann die Option VM-HA aktivieren, die automatisch Reservekapazitäten freihält, damit auch wirklich für Kopien aller aktiven virtuellen Maschinen ausreichend Speicherplatz verfügbar ist. Gleichzeitig ist es möglich, VM-Snapshots auf einem zweiten Xpress-System an einem anderen Ort zu sichern, um den Ausfall des gesamten Standorts zu kompensieren.

Zudem sind für die Wiederherstellung nach katastrophalen Zwischenfällen (Disaster Recovery) asynchrone und synchrone Replikationsfunktionen integriert, die eine Replikation auf VM-Ebene vornehmen. Das senkt die Kosten. Gruppen von VMs lassen sich gemeinsam replizieren und können am neuen Standort auch gemeinsam mit nur einem Befehl wieder anlaufen. Fällt ein Node aus, werden die dort arbeitenden virtuellen Maschinen auf einem anderen Knoten gestartet und andere Datenkopien genutzt, während das System im Hintergrund wieder volle Redundanz herstellt. Ausfälle gehören damit weitestgehend der Vergangenheit an. Für diese Funktionen fallen keine Zusatzkosten an.

Für die synchrone Replikation ist die Funktion Metro Availability zuständig. Damit werden Daten gleichzeitig auf beide Seiten der Verbindung geschrieben, so dass Anwendungen ständig auch bei Ausfällen verfügbar sind.

Virtuelle Maschinen können beispielsweise für Wartungszwecke bei laufendem Betrieb von einer auf die andere Seite migriert werden. Dabei werden die Daten automatisch im Hintergrund mit verschoben. Durch diese einfache Struktur sinken Managementaufwand und Speicherkosten erheblich.

Das ist besonders bei Updates nützlich, egal, ob es sich um Firmware, den Hypervisor oder das Betriebssystem handelt. Sie erfolgen ohne Betriebsunterbrechung per Mausklick. Während die Nodes nacheinander aktualisiert werden, verwendet das System derweil die vorhandenen Kopien der Workloads und Daten. Bei Hypervisor-Updates werden die betroffenen virtuellen Maschinen zeitweilig und bei laufendem Betrieb auf andere Nodes migriert, bis das Update abgeschlossen und der betroffene Node wieder hochgefahren wurde. Bei Fehlern macht Prism selbst Vorschläge, wie diese schnell zu beheben sind.

Unterstützt werden auch populäre Offload-Mechanismen wie VMware VAAI (VMware API for Array Integration) und Microsoft ODS (Offloaded Data Transfers) von Microsoft. Auch die VMware-Datenschutzmechanismen VADP (vStorage API for Data Protection) und VSS (Volume Shadow Services) für konsistente Snapshots auf Applikationsebene funktionieren mit Nutanix Xpress. Die Hyperkonvergenzlösung integriert bei Bedarf Third-Party-Lösungen, beispielsweise Symantec NetBackup, Veeam, Commvault und VMware SRM (Storage Resource Manager).

Reports in Minuten statt Stunden

Ein Beispiel aus Europa zeigt, wie sich Wechsel zu Nutanix Xpress auf die IT auswirkt. Currie European Transport wurde 1977 gegründet, beschäftigt 130 Mitarbeiter und betreibt ein Netz aus Warenlagern mit fünf Niederlassungen in Großbritannien, Frankreich und Holland. Die bestehende IT-Infrastruktur hielt mit dem Wachstum des Unternehmens nicht mit, sie war zu langsam, zu teuer und zu umständlich. Nach der Entscheidung für Nutanix Xpress wurde die neue Infrastruktur in nur einer Woche im gesamten Unternehmen installiert. Auf ihr laufen nun Microsoft SQL-Server, Exchange, File- und Print-Server und andere Software. Reports werden nun in einer halben Stunde erstellt – früher dauerte das mehrere Stunden. Der Zeitbedarf fürs Backup ist auf eine Stunde geschrumpft, bisher war es eine Nacht. Anwendungen sind permanent verfügbar. Dadurch ist die IT von Currie European Transport nun für weiteres geschäftliches Wachstum gewappnet.