Ob wir es wissen oder nicht, wir alle verlassen uns täglich auf IT-Rechenzentren, um Informationen zu beziehen. Rechenzentren sind von entscheidender Bedeutung für die Unterstützung von Geschäftsabläufen, und Unternehmen mit einem hohen IT-Aufkommen nutzen sie zur Verwaltung und Speicherung von Daten, zur Unterstützung von Geschäftsanwendungen und zur Erleichterung der Konnektivität online und zwischen Geräten. Rechenzentren entwickeln sich ständig weiter, so wie auch unsere Datenbedürfnisse. Hier erklärt das Procurri-Team die Grundlagen, wie Rechenzentren aufgebaut sind und wie sie funktionieren.
Was ist die Netzwerkarchitektur eines Rechenzentrums?
Die Netzwerkarchitektur eines Rechenzentrums ist die Art der Hardware, das Layout der Hardware und die Konfiguration der Hardware innerhalb einer physischen Rechenzentrumseinrichtung. Die Architektur umfasst alle Geräte, wie Speichereinrichtungen, Netzwerkgeräte, Server und alle anderen Computerressourcen.
Wie sieht eine gute Netzwerkarchitektur für Rechenzentren aus?
Jedes Unternehmen wird seine eigenen Anforderungen an die Konfiguration des Rechenzentrums haben, aber eine robuste Netzwerkarchitektur sollte dies erleichtern:
- Effizienter Verkehrsfluss
- die Bestimmung der "idealen Pfade", die die Daten durch das Netz nehmen sollen
- Spitzenleistung zu jeder Zeit
- Hohe Verfügbarkeit.
Eine gut durchdachte Netzwerkarchitektur für Rechenzentren ist in der Lage, Schwankungen in der Nachfrage und der Art der Daten jederzeit zu bewältigen und dem Endbenutzer einen nahtlosen Service zu bieten.
Wenn Sie die Möglichkeiten der Netzwerkarchitektur für Ihr Rechenzentrum besprechen möchten, setzen Sie sich noch heute mit dem Procurri-Team in Verbindung!
Komponenten für die Vernetzung von Rechenzentren
In den meisten Fällen bestehen Rechenzentren aus einer Vielzahl von physischer Infrastrukturhardware und Netzwerkgeräten. Dazu gehören:
- Server - die Computer, die Daten an die anderen über das Netz angeschlossenen Geräte liefern. Server hosten die Datenbanken lokal
- Speichergeräte - SANs (Storage Area Networks), DAS' (Direct Attached Storage) und NAS' (Network Attached Storage), die die Daten speichern und verwalten
- Verkabelung - Kupfer- und Glasfaserkabel, die den Anschluss von Geräten innerhalb der Rechenzentrumsumgebung ermöglichen
- PDUs (Power Distribution Units) - stellen die Stromversorgung bereit, um den notwendigen Strom zwischen den Racks mit Computern und Netzwerkgeräten zu verteilen. Diese werden in der Regel durch Ersatzstromversorgungen für den Fall eines Ausfalls ergänzt, um Ausfälle zu vermeiden
- Racks, Schränke und Gehäuse - die physische Einrichtung, in der die Hardware im Rechenzentrum untergebracht ist. Racks müssen eine optimale Luftzirkulation zwischen der Hardware gewährleisten, um Überhitzung zu vermeiden und die Leistung zu steigern
- Kühlsysteme - eine Vielzahl von Systemen, die eine Überhitzung der Hardware verhindern sollen.
Vernetzungs-Hardware
Die Komponenten, aus denen sich das Netzwerk in einem Rechenzentrum zusammensetzt, können je nach den Anforderungen des Unternehmens stark variieren, bestehen aber in der Regel aus den folgenden Komponenten:
- Switches - verbinden Server, Speichersysteme und andere Geräte in einem Netzwerk, indem sie die Datenübertragung und Kommunikation zwischen ihnen ermöglichen
- Router - verbinden Rechenzentren und andere Netze, wie das Internet. Router sorgen dafür, dass Datenpakete an die richtigen Ziele und von den richtigen Zielen zugestellt werden und gleichzeitig die Sicherheitsstandards eingehalten werden.
- Firewalls - Durchsetzung von Sicherheitspraktiken durch Überwachung des Datenverkehrs anhand von Sicherheitsregeln zum Schutz vor unberechtigtem Zugriff und anderen Bedrohungen
- Load Balancer - verteilen den Netzwerkverkehr gleichmäßig auf die Server, um sicherzustellen, dass kein Server überlastet wird. Dies trägt dazu bei, die Spitzenleistung des Netzwerks ohne Unterbrechungen oder Verzögerungen aufrechtzuerhalten.
Die Haupttypen von Data Center Network Design
ie Anordnung der Netzwerkgeräte und ihre Verbindung untereinander wird als Netzwerkdesign für Rechenzentren oder als Netzwerktopologie für Rechenzentren bezeichnet. Die Netzwerktopologie bestimmt, wie die Daten zwischen den angeschlossenen Geräten übertragen werden, und wird in der Regel mit Hilfe von Mapping-Tools entworfen, um das Netzwerk physisch zu visualisieren und zu planen.
Im Idealfall ermöglicht die Topologie eines Rechenzentrumsnetzwerks die gewünschten Leistungsanforderungen, Skalierbarkeit und Fehlertoleranz. Meistens ist die Topologie für den Ost-West-Verkehr (Seite zu Seite) und nicht für den Aufwärts- und Abwärtsverkehr ausgelegt, damit die Daten zwischen den Servern und nicht durch viele Netzwerkschichten fließen können.
Es gibt drei Haupttypen von Netzwerktopologien für Rechenzentren, und zwar die folgenden:
Dreistufige Netzwerkarchitektur für Rechenzentren
Der dreistufige Ansatz besteht aus drei Schichten: dem Kern, der die Konnektivität zwischen verschiedenen Teilen des Rechenzentrums herstellt, der Verteilungsschicht, die den Datenverkehr von der Zugriffsschicht aggregiert, und der Zugriffsschicht, die die Endgeräte anschließt.
Dieser Netzaufbau ermöglicht den Auf- und Abwärtsdatenverkehr über die verschiedenen Netzebenen hinweg, ist aber für Rechenzentren, in denen der Verkehr variieren kann, oft nicht geeignet, da es auf der Kernebene zu Engpässen kommen kann, wenn diese ausgelastet und/oder überlastet ist.
Spine-Leaf-Netzwerkarchitektur für Rechenzentren
Die Spine-Leaf-Topologie (oder Leaf-Spine-Topologie) ist der modernste Ansatz für die Netzwerktopologie in Rechenzentren. Sie ist der effizienteste und skalierbarste Ansatz für Netzwerke und eignet sich daher gut für anspruchsvolle Umgebungen.
Bei der Spine-Leaf-Architektur wird die Zugriffsschicht als Leaf-Switches und die Kernschicht als Spine-Switches bezeichnet. Leaf-Switches sind direkt mit Spine-Switches verbunden, so dass die Daten ohne eine dritte Schicht übertragen werden können. Dies sorgt für effiziente Verbindungen, verbesserte Latenzzeiten und geringere Engpässe oder Verzögerungen.
Fat Tree Data Center Netzwerkarchitektur
Der Fat-Tree-Ansatz besteht aus drei Switch-Ebenen: Core-Switches, Aggregations-Switches und Edge-Switches. High-End-Switches werden durch mehrere Low-End-Switches ersetzt, die miteinander verbunden sind, so dass jedes Gerät ein anderes mit nicht mehr als drei Sprüngen erreichen kann. Diese effiziente Übertragung führt zu einer geringeren Überlastung oder Überzeichnung.
Weitere Überlegungen zur Netzwerkarchitektur im Rechenzentrum
Es gibt mehrere Hauptprinzipien der Netzwerkarchitektur von Rechenzentren, die Unternehmen bei der Einrichtung, Wiederinbetriebnahme oder Änderung ihrer Infrastruktur berücksichtigen sollten. Die folgenden Überlegungen sollten angestellt werden:
Kapazität
- Kann die Netzwerkarchitektur die aktuellen Arbeitsanforderungen des Unternehmens erfüllen?
- Wird der voraussichtlichen Zunahme der Nachfrage, des Volumens oder der Verarbeitungsanforderungen Rechnung getragen?
- Können anstehende Pläne für die Entwicklung, Konsolidierung oder Aufrüstung der Infrastruktur mit der aktuellen Netzarchitektur kombiniert werden?
Skalierbarkeit
- Ermöglicht die Netzarchitektur kurz- und langfristige Betriebszeiten?
- Ermöglicht die Netzarchitektur die Aufrechterhaltung der Betriebszeit, auch wenn Kernkomponenten ausfallen? Gibt es ausreichende Back-up-Systeme?
Sicherheit
- Ist die Sicherheit ein wichtiger Aspekt bei der Einrichtung und der laufenden Verwaltung der Infrastruktur?
- Wurden ausreichende Maßnahmen zur Cybersicherheit getroffen?
- Gibt es ein System zur ständigen Überprüfung der Sicherheitsanforderungen?
Rechtliche Hinweise
- Werden alle rechtlichen und sicherheitsrelevanten Vorschriften beachtet?
- Werden alle Datenvorschriften eingehalten?
- Ist das Rechenzentrum physisch sicher und ist der Zugang auf vertrauenswürdiges Personal beschränkt?
Geschäftskontinuität und Notfallwiederherstellung
- Gibt es ausreichende Systeme und Protokolle für die Wiederherstellung des Dienstes nach Ausfällen?
- Sind alle Geschäftskontinuitätspläne und -protokolle rechtlich und operativ belastbar?
Leistung
- Ist die aktuelle Hardware leistungsfähig genug? Ist diese Leistung für den Bedarf ausreichend?
- Ist die aktuelle Hardware fast am EOSL-Punkt oder darüber hinaus? Erhält sie noch ausreichend Patches und Upgrades?
- Hat die IT-Abteilung ausreichenden Zugang zu Ersatzteilen?
Aufstrebende Technologie
- Ist die derzeitige Netzarchitektur in der Lage, sich an neu entstehende Technologien und Trends anzupassen und mit ihnen zu arbeiten?
- Ist die derzeitige Netzarchitektur für die steigende Nachfrage aufgrund neuer Technologien geeignet?
All diese Fragen müssen bei der Gestaltung der Netzwerkarchitektur von Rechenzentren gestellt werden, damit Unternehmen in der Lage sind, funktionsfähig, konform und sicher zu bleiben - egal, was die Zukunft bringt.
Die Schwierigkeiten bei der Navigation in der Netzwerkarchitektur von Rechenzentren
Selbst den erfahrensten IT-Infrastrukturmanagern fällt es oft schwer, eine umfassende Netzwerkarchitektur zu entwerfen, da so viele Faktoren zu berücksichtigen sind und sich verändernde Umgebungen angepasst werden müssen. Die größten Herausforderungen bei der Konzeption und Entwicklung einer robusten Rechenzentrumsarchitektur sind daher oft die folgenden:
- Komplexität
- Beschaffung robuster Wartungsarbeiten durch Dritte
- Beschaffung von Ersatzteilen für ältere Hardware
- Die Übernahme neuer Technologien in bestehende Hardware-Konfigurationen
- Sich ständig weiterentwickelnde Sicherheitsbedrohungen und Schwachstellen
- Fehlkonfigurationen und Kompatibilitätsprobleme bei Hardware-Updates, Aufrüstungen und Änderungen
- Fachkräftemangel in den relevanten IT-Bereichen
- Naturkatastrophen.
Wie man Probleme mit der Netzwerkarchitektur von Rechenzentren überwindet
In einem derart komplexen und sich ständig verändernden Umfeld ist es nicht verwunderlich, dass sich viele Unternehmen für die Verwaltung ihrer Rechenzentren durch Experten von Drittanbietern entscheiden, anstatt eigene Spezialistenteams einzustellen und zu verwalten.
Mit dem Zugang zu Level 4-Ingenieuren auf der ganzen Welt, die täglich rund um die Uhr vor Ort und per Fernzugriff zur Verfügung stehen, bieten Procurri's Fachwissen und sein umfangreicher Hardwarebestand einen unschlagbaren Service für die Wartung von Rechenzentren, ganz gleich wie kompliziert oder selten Ihre Konfiguration auch sein mag. Setzen Sie sich noch heute mit unserem Team in Verbindung, um Ihre Optionen für ein voll funktionsfähiges, optimiertes und sicheres Rechenzentrum zu besprechen.