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Virtualisierung in der Cloud – Software-defined Networking

Komm, wir gehen in die Cloud. Was für viele Privatnutzer die Synchronisierung des Smartphones bedeutet, bedeutet für Firmen so einiges mehr. Denn was es bedeutet, die professionellen Cloud-Dienste vollumfänglich zu benutzen, ist vielen gar nicht klar. Wenn es darum geht, die komplette Infrastruktur zu virtualisieren, scheitern viele Firmen an der praktischen Umsetzung. Und damit meine ich nicht nur Cloud-Dienste wie Azure von Microsoft oder sonstwas. Ich meine auch die private Cloud im Unternehmen.

Für viele ist das Thema Cloud nach wie vor nicht wirklich greifbar. Es wird ja auch oftmals ein riesiges Geheimnis darum gemacht. Aber unterm Strich ist die Cloud nichts anderes als eine virtualisierte Umgebung. Wenn wir schon davon sprechen, dann müssen wir in diesen ganzen Kontext auch die Cluster dieser Welt heben. Wenn Dienste in irgendeiner Form hoch verfügbar bereitstehen müssen, werden sie eben virtualisiert. Und virtualisierte Dienste bezeichnet man nicht selten auch als Cloud. Also heißt das doch, dass ein Datenbank-Cluster eine Datenbank-Cloud ist, oder?

Bei Clustern ist es ja so, dass mehrere Server – jedoch mindestens zwei – die Hardware, das Netzwerk und die Plattform für eine bestimmte Anwendung zur Verfügung stellen. Für die Anwendung sind die Server also die Füße auf den Boden. Nehmen wir jetzt einen Hyper-V Cluster auf Basis von Windows Server 2012 R2, dann sind die virtuellen Maschinen der Hyper-V Server die Anwendungen. Habe ich eine größere Infrastruktur, lohnt sich die zentrale Verwaltung über den System Center Virtual Machine Manager. Und dort kann ich Server oder eben virtuelle Maschinen organisieren. Und da kommen die Clouds ins Spiel.

Wenn wir nun aber hergehen und behaupten, dass Firmen an der praktischen Umsetzung scheitern, dann liegt das an einem wichtigen Aspekt. Die Netzwerke werden ja auch virtualisiert. Wie soll es denn sonst gehen, dass Rechenzentrumsanbieter ihren Kunden physisch und logisch getrennte Infrastrukturen zur Verfügung stellen? Und das muss in irgendeiner Form verwaltet und konstruiert werden. Das Ganze nennt sich Software-defined Networking (SDN), also eine Netzwerk-Infrastruktur, die mit Software-Komponenten der Virtualisierungslösungen realisiert wird.

Gerade seit Windows Server 2012 R2 hat da Microsoft gewaltig zugelegt. Denn bis dahin befand sich die Virtualisierungsplattform – der Hypervisor – oberhalb des Betriebssystems, weshalb diverse Dinge schlechter als bei VMware und Co. realisierbar waren. Seit Windows Server 2012 R2 jedoch befindet sich der Hypervisor – so gesehen – zwischen Hardware und Betriebssystem. Und somit sind auch ganz andere Dinge möglich. So auch die Hyper-V Netzwerk-Virtualisierung (Hyper-V Network Virtualization, HNV).

Mit HNV ist es möglich, eine komplett virtualisierte Netzwerk-Infrastruktur zu präsentieren. Ob es die  OSI-Layer-2-Vermittlung mit vSwitches ist oder die OSI-Layer-3-Adressierung mit virtuellen Routern – Microsoft bietet hier inzwischen die gesamte Bandbreite, die schon länger der ESX Server von VMware mitbringt. Das wird bisweilen vergessen. Das Ziel von Software-defined Networking ist dann bei allen möglichen Plattformen, dass die virtuelle Netzwerk-Infrastruktur vom physischen Netz komplett abstrahiert wird.

Mit SDN wird eine vollständige Skalierbarkeit des Netzwerks erreicht. Das wird bei Cloud-Diensten wie Microsoft Azure oder Amazon EC2 oder der Google App Engine nicht anders gemacht. Und Rechenzentren, an die Rechenleistung ausgelagert wird, funktionieren so. Ideal ist es ja in solchen Umgebungen, wenn die Netzwerk-Infrastruktur für die virtualisierten Dienste und Computer und Sitzungen nahezu immer anliegt. Dies ist aber nicht gegeben, wenn das Netzwerk nicht auch virtualisiert ist.

Es lohnt sich also in jedem Fall, sich mit dem Thema Software-defined Networking auseinander zu setzen. Es ist nicht nur so, dass das Netzwerk in unteren Schichten des OSI-Modells abstrahiert wird. Es ist vor allem die Verwaltung des Netzwerks. Es müssen nicht mehr einzelne Netzwerk-Komponenten eingerichtet, verwaltet und gewartet werden. Das Alles erfolgt über die zentrale Netzwerk-Konfiguration der Virtualisierungslösung. Und das ist bei allen Lösungen gleich. Ob es nun Web Services wie die von Microsoft, Amazon oder Google sind oder Virtualisierungslösungen in Unternehmen als private Cloud.

Basierend auf dem SDN können dann Technologien wie „Infrastructure as a Service“ angeboten werden. Damit wird eine bedarfsorientierte Bereitstellung von Netzwerken und Technologien realisiert. Virtuelle Maschinen können so relativ schnell in die bestehende virtuelle Infrastruktur eingebaut werden, Dienstleistungen können schneller zur Verfügung stehen, Anwendungen können präsentiert werden. Und das Alles unter Berücksichtigung von Service Level Agreements. Insofern ist es unumgänglich, sich im Umfeld von Hochverfügbarkeit, Virtualisierung und Cloud-Diensten mit SDN zu beschäftigen.

Einen ersten Einblick gibt es hier. Aus Sicht eines Herstellers ist dies hier behandelt. Da aber der Ansatz von Microsoft fehlt, empfiehlt sich dieser Artikel dazu. Wie man sieht, existieren verschiedene Ansätze zur Netzwerk-Virtualisierung. Diese aber ist unerlässlich, will man von echter Virtualisierung reden.

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Henning Uhle

Henning Uhle ist gelernter Fachinformatiker für System Integration und zertifizierter System Engineer. Meine Sachgebiete sind Messaging & Collaboration sowie High Availability und Domain-Verwaltung. Ich schreibe über verschiedenste Dinge, die mich bewegen. Und es handelt sich immer um meine Sicht.

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