Konvergierte vs. hyperkonvergierte Infrastruktur: Die Unterschiede zwischen CI und HCI

Heutige Unternehmen möchten, dass IT weniger bewegliche Teile hat – während sie den Nutzern dennoch dieselben oder erweiterten Ressourcen bieten. Diese Nachfrage hat zu einem Wandel geführt:

• Weg von einer Eins-zu-eins-Beziehung zwischen physischen Servern und Speicher
• Auf eine Viele-zu-eins-Beziehung zwischen virtuellen Maschinen und einem Single-Storage-Controller hin

Eine große Komplikation bei der Virtualisierung von Arbeitslasten ist jedoch, dass dadurch der Speicherkapazitätsbedarf steigt, was oft zu einem enormen Volumen redundanter Daten führt. Dies führt zu Zeitverschwendung, verschwendung von Aufwand und verschwendeten Arbeitsstunden.

Glücklicherweise löst konvergierte Infrastruktur (CI) diese Probleme. Durch die Kombination von Arbeitslasten optimieren Sie Prozesse und sorgen dafür, dass Ihr Unternehmen besser funktioniert.

Mit der Weiterentwicklung der CI ist hyperkonvergierte Infrastruktur (HCI) der natürliche nächste Schritt. HCI gewinnt an Beliebtheit, mit einem geschätzten Anstieg der CAGR von 22 % von 2019 bis 2023. IT-Fachleute sehen HCI oft als die beste Chance für Organisationen, sich mehr der Cloud zu ähneln – also IT als Dienstleistung anzubieten.

Wie wissen Sie also, ob konvergierte und hyperkonvergierte Infrastrukturen für Sie geeignet sind? In diesem Artikel schauen wir uns Folgendes an:

• Nichtkonvergierte Architektur
• Konvergierte Infrastruktur
• Vorteile von CI
• CI vs. HCI
• HCI
• Vorteile von HCI
• Wann man sie einsetzen sollte
• Wie man implementiert
• Zusätzliche Ressourcen

Kurze Zusammenfassung: CI vs. HCI

Wenig Zeit? Hier ist eine kurze Definition der Schlüsselbegriffe:

• Konvergierte Infrastruktur (CI) ist ein hardwarebasierter Ansatz zur Konvergenz von Speicher und Prozessen, der Kompatibilitätsprobleme, komplexe Bereitstellungen und Gesamtkosten reduziert. Es funktioniert mit Bausteinen.
• Hyperkonvergierte Infrastruktur (HCI) ist ein softwarebasierter Ansatz zur Konvergenz von Speicher und Prozessen. Dies bedeutet in der Regel den Einsatz auf Standardkomponenten. Wichtig ist, dass der Begriff "hyperkonvergiert" hier nicht impliziert, dass diese Technologie regulären konvergierten Infrastrukturen überlegen ist.

Vorteile der konvergierten Infrastruktur

Wie nichtkonvergierte Architektur funktioniert

Bevor wir tiefer eintauchen, schauen wir uns eine nicht-konvergierte Architektur an.

In einer nicht-konvergierten Architektur betreiben physische Server einen Virtualisierungshypervisor, der jede der auf dem Server erstellten virtuellen Maschinen (VMs) verwaltet. Für die Datenspeicherung gibt es typischerweise drei Optionen:

• Ein Storage Area Network (SAN)
• Direkt angeschlossener Speicher (DAS)
• Netzwerkgebundener Speicher (NAS)

Bei einer konvergierten Architektur wird der Speicher direkt an den physischen Server angeschlossen. Eine reguläre konvergierte Architektur kann genauso schnell (wenn nicht schneller) sein als hyperkonvergierte Alternativen. In diesem Aufbau wird fast immer Flash-Speicher verwendet. (Der Bedarf an teurem SAN und NAS ist insbesondere entfallen.)

Hyperkonvergierte Infrastruktur verfügt über eine Speichercontroller-Funktion, die als Service auf jedem Knoten im Cluster läuft, weshalb dies als softwaredefinierter Speicher klassifiziert wird. Am häufigsten werden wichtige Daten, auf die Sie schnell zugreifen müssen, lokal (heißer Speicher) aufbewahrt, während weniger wichtige Daten auf den eigentlichen Servern (warmer oder kalter Speicher) gespeichert werden.

(Erfahren Sie mehr über softwaredefinierte Rechenzentren, oder SDDCs.)

Schauen wir uns nun CI und HCI genauer an.

Was ist konvergierte Infrastruktur (CI)?

Konvergierte Infrastruktur ist ein Ansatz zur Verwaltung von Rechenzentren , der darauf abzielt, Kompatibilitätsprobleme zwischen Speichersystemen, Servern und Netzwerkgeräten zu minimieren. Ein sekundäres Ziel von CI ist es , die Kosten für physische Komponenten zu senken, einschließlich von Bodenfläche und Kühlung bis hin zu Strom und Verkabelung.

CI vereint Speicher und Rechenleistung in einem einzigen physischen Gerät, das klein, dynamisch und leistungsfähig ist. Dieser Ansatz bringt viele Vorteile mit sich:

• Niedrigere Einsatzkosten
• Vereinfachtes Management
• Reduzierte Wartungs- und Supportkosten

Für ein klareres Verständnis von CI schauen wir uns an, wie sich die Unterschiede zwischen konvergiertem Speicher und einheitlicher Architektur in konvergierter Infrastruktur auswirken.

Konvergierte Speicherung

Traditionelle Lagerung umfasst typischerweise:

• Ein Controller
• Ein Regalrack mit SSD- oder HDD-Arrays

Konvergierter Speicher konsolidiert diese Komponenten in einer knotenbasierten Speicherplattform, die außergewöhnliche Redundanz bietet. Alles ist in einer einzigen Box enthalten, und Sie können einfach skalieren, indem Sie bei Bedarf weitere Knoten hinzufügen.

Konvergierte Speicherlösungen sind in einer Vielzahl von Größen erhältlich und können alle aus Flash- oder Hybrid-Arrays bestehen.

Diese Option ist für jede Organisation sinnvoll, die bereits eine Netzwerk- und Rechenplattform hat, aber verschiedene Speichertypen für Sets oder virtuelle Maschinen bereitstellen möchte.

Anstatt wie bei traditionellem Speicher ein neues Regal hinzuzufügen, verlagern Sie die Arbeitslast auf ein konvergiertes Speichersystem. Dies stellt sicher, dass es für die absehbare Zukunft eine tragfähige Datenspeicherlösung gibt. Diese Lösung bietet viele Vorteile, darunter:

• Bessere Integration
• Einfacheres Management
• Niedrigere Kosten

Vereinheitlichte Architektur

In einer typischen einheitlichen Architektur bleiben die Rechen-, Netzwerk- und Speicherkomponenten getrennt. Ein Fabric-Backplane verbindet sie jedoch direkt, was den Bandbreitenkonflikt reduziert.

Diese Option ist sinnvoll für Organisationen, die Rechenzentrumsplattformen einsetzen, die denselben Anbieter über mehrere Hardwaretechnologien hinweg nutzen. Sie erhöht zudem die Sicherheit erheblich.

Eine einheitliche Architektur ist in der Regel recht teuer, was für Organisationen, die von einer konvergierten Infrastruktur profitieren möchten, ein Stolperstein sein kann.

Konvergente Infrastruktur

Jetzt sehen wir, wie CI Rechenleistung und Speicher in einem einzigen physischen Gerät kombiniert. Das Speichermanagement in CI-Systemen wird als Anwendung verarbeitet. Dies führt zu einer konvergierten, einheitlichen Plattform.

Netzwerke sind bis zu einem gewissen Grad wichtig und werden typischerweise über den Hypervisor erreicht, was bedeutet, dass keine echten Netzwerkhardware benötigt wird. Im Gegensatz zur virtuellen Architektur besteht CI fast immer nur aus Speicher und Rechenleistung.

Dieser Ansatz bedeutet, dass Sie abstrakte Services und Hypervisor-Technologien mit der zugrunde liegenden physischen Architektur integrieren können. Dieser Ansatz hat viele Vorteile:

• Sparen Sie Zeit beim Einsatz
• Senke die Bereitstellungskosten
• Vereinfachen Sie das Gesamtmanagement durch die Vereinheitlichung der Rechenzentrumskontrollen

Wenn man die wichtigsten Vorteile von CI betrachtet, ist leicht zu erkennen, warum so viele Organisationen diese Technologie übernehmen. Einige der überzeugendsten Vorteile von CI sind:

• Plug-and-Play-Lösung. CI ist im Grunde eine Plug-and-Play-Lösung. Sie besteht aus eigenständigen Komponenten, die von der Infrastruktur getrennt und separat verwendet werden können. Einzelne Blöcke können zusammengeklickt werden. Auf diese Weise ist es fast immer günstiger als der à-la-carte-Weg.
• Reduzierte Support- und Wartungskosten. Da CI die Redundanz so stark reduziert, sinken Wartungs- und Supportkosten erheblich. IT-Spezialisten haben nicht so viele sich wiederholende Aufgaben zu erledigen, um das System am Laufen zu halten. Das spart der Organisation viel Geld, insbesondere beim Bereitstellen neuer Teile in der Infrastruktur.
• Verbesserte Agilität und Effizienz. Mit CI werden IT-Komponenten in einer einzigen, optimierten Plattform mit zentralisiertem Management zusammengeführt. Dies verbessert sowohl Agilität als auch Effizienz. Es hilft auch, Kosten durch erhöhte Auslastung zu senken.
• Kompatibilitätsprobleme beseitigt. Da alles von einem einzelnen Anbieter oder einem Anbieter und seinen Partnern geliefert wird, werden Kompatibilitätsprobleme problemlos beseitigt. Dies ist eine weitere Möglichkeit, wie CI hilft, die Kosten im Zaum zu halten und das Management von Rechenzentren zu optimieren.
• Optimierte Beschaffung, Bereitstellung und Nutzung. Da alle Komponenten in einer einzigen Box untergebracht sind, ist der Kauf, die Bereitstellung und die Nutzung von CI im Vergleich zu traditionellen, nicht konvergierten Architekturumgebungen unglaublich effizient.
• Beseitigung von Silos. CI beseitigt Silos von Technologie, Prozessen und Menschen. Silos sind größtenteils der Grund, warum das traditionelle Rechenzentrumsmanagement kompliziert und schwierig war. CI ist ein großer Schritt in Richtung Einfachheit und einfacher Verwaltung.
• On-Demand-Wachstumsmodell. CI ermöglicht es Organisationen, spezifische Segmente eines Virtualisierungs-Stacks zu entwerfen, aufzubauen und zu warten und gleichzeitig ein On-Demand-Wachstumsmodell zu unterstützen.

Für jedes Unternehmen kann die Fähigkeit, schnell und mühelos auf Rechenzentrumsbedürfnisse aufzubauen, nicht unterschätzt werden.

CI vs. HCI: Konvergierte Infrastruktur entwickelt sich weiter

In der Welt des Rechenzentrumsmanagements war CI ein Durchbruch. Dennoch entwickelt es sich ständig weiter und wird verbessert.

Die nächste Generation von CI vereint Rechen-, SAN- und Speicherfunktionen zu modularen Appliances, die auf Standard-x86-Hardware basieren. Diese Hardware kann durch das Hinzufügen zusätzlicher Appliance-Knoten skaliert werden.

Als Einzelanbieter-Lösung gilt CI:

• Senkt die Anschaffungskosten drastisch
• Streamlines-Implementierung

Das führt uns zur nächsten Generation – hyperkonvergierter Infrastruktur. HCI bietet mit Abstand das beste Preis-Leistungs-Verhältnis aus einem sehr einfachen Grund: Design, Lieferung und Support werden alle von einem einzigen Anbieter übernommen.

Der einfachste Weg, CI von HCI zu unterscheiden?

• Konvergierte Architektur verfolgt einen hardwareorientierten, bausteinbasierten Ansatz.
• Die hyperkonvergierte Architektur ist softwaredefiniert.

CI besteht aus Bausteinen. Jede der Komponenten in einem dieser Bausteine ist diskret und kann eigenständig für ihren vorgesehenen Zweck verwendet werden. Mit anderen Worten: Zum Beispiel kann der Server getrennt und ausschließlich als Server verwendet werden.

Bei HCI ist die Technologie softwaredefiniert. Die gesamte Technologie ist vollständig integriert, was bedeutet, dass sie nicht in einzelne Komponenten zerlegt werden kann.

Was ist hyperkonvergierte Infrastruktur (HCI)?

Auch bekannt als ultrakonvergierte Infrastruktur, gilt hyperkonvergierte Infrastruktur weithin als die Zukunft des Rechenzentrumsdesigns. Bei diesem Ansatz steuert Software alle Ressourcen, die sich auf dem Hypervisor befinden.

Dieser Softwareperspektive hat neue Rechenzentrumskonzepte ermöglicht. HCI-Systeme können auf jeder Art von Hypervisor oder jedem Hardwareteil eingesetzt werden:

• Virtuelle maschinelle Übersetzungstechnologien
• APIs

Sie können Ihre eigene CI-Plattform erstellen, indem Sie überlagernde Software bereitstellen, die Ihnen die Verwaltung von Rechenleistung und Speicher ermöglicht. Als Bonus kann Konvergenzsoftware, wenn ein zweiter Standort einen anderen Hypervisor betreibt, virtuelle Maschinen von einem Hypervisor zum anderen übersetzen – Sie müssen nur die zugrunde liegenden Hardwareanforderungen erfüllen.

Durch APIs kann eine Organisation:

• Integration weiter mit Public-Cloud-Komponenten
• Erweitern Sie Ihr Rechenzentrum über die private Architektur hinaus
• Integration mit anderen Hypervisoren

Von dort aus können Sie Orchestrierungs- und Automatisierungskontrollen plattformübergreifend integrieren, um ein Next-Generation-Cloud- und Rechenzentrumsmodell zu erreichen. Kein Wunder, dass HCI an Popularität gewinnt!

Vorteile hyperkonvergierter Infrastruktur

Um die Technologie besser zu verstehen, werfen wir einen Blick auf die vielen Vorteile von HCI:

• Niedrigere Kosten. Reduzierte Betriebskosten (und TCO) verringern oder beheben auch Interoperabilitäts- und Komplexitätsprobleme.
• Optimierte Produktivität. Eine optimierte Beschaffung, Bereitstellung, Unterstützung und Verwaltung der Lösung senkt sowohl die Kosten als auch erhöht die Produktivität der Mitarbeiter, was potenziell die Rentabilität erhöht. Diese Optimierung ermöglicht auch eine schnelle Anwendungsentwicklung, ein weiterer Vorteil für den Gewinn.
• Keine separaten IT-Komponenten. Weniger bewegliche Teile bedeuten, dass es weniger Möglichkeiten für Hardwareprobleme gibt. Alle IT-Dienste und Infrastrukturen werden unter dem Hypervisor in einem einzigen, gemeinsamen Pool von x86-Ressourcen kombiniert.
• Einfache Skalierung. HCI bietet einen skalierbaren, bausteinbasierten Ansatz, den du leicht erweitern kannst – füge einfach mehr Einheiten hinzu.
• Zentralisiertes Management. Mit einer einzigen Schnittstelle können Sie alle virtuellen Umgebungen global zentral verwalten. Das reduziert den Arbeitsaufwand zur Instandhaltung des Systems und steigert somit die Produktivität. Außerdem minimiert es das Risiko von Überprovisionierung und Übereinkauf.
• Extreme Effizienz. HCI ermöglicht eine äußerst effiziente Nutzung von Ressourcen, indem IOPS eingespart werden, doppelte Dienste und Geräte eliminiert werden und intensive Verarbeitung von x86-Prozessoren entlastet werden, sodass jederzeit maximale CPU-Ressourcen verfügbar sind.
• Größere Mobilität. HCI verlagert das Management auf Apps und virtuelle Maschinen, was zu größerer Mobilität führt.
• Keine Drittanbieter-Replikation und -Sicherung. Aufgrund von Backups auf virtueller Maschinenebene und der Replikation von Backup-Daten zwischen den Standorten überflüssig HCI die Notwendigkeit von Drittanbieter-Replikations- und Backup-Software und -Hardware sowie Drittanbieter-Backup-Spezialisten.

Wann man CI & HCI verwenden sollte

CI ist in vielen Situationen sinnvoll, ist aber für andere nicht die richtige Option. Organisationen, die an CI interessiert sind, sollten Nutzen und Kosten abwägen, um ein klares Verständnis dafür zu gewinnen, bevor sie den Schritt wagen.

Hier sind einige Situationen, in denen CI die ideale Wahl sein könnte:

• Bereitstellung neuer Tier-One-Anwendungen oder bei der Virtualisierung von Anwendungen
• Verwaltung der Remote- oder Zweigstelleninfrastruktur (ROBO)
• Verwaltung entfernter Notfallwiederherstellungsstandorte
• Beteiligung an der Konsolidierung von Rechenzentren, sei es innerhalb oder zwischen Rechenzentren
• Implementierung der virtuellen Desktop-Infrastruktur (VDI)
• Durchführung von Datenmigration innerhalb oder zwischen Standorten
• Erprobung oder Entwicklung von Infrastruktur

Die obige Liste ist keineswegs vollständig, zeigt aber die breite Palette der Anwendungen für CI. Wichtig ist, dass viele Organisationen noch mehr von HCI profitieren würden.

Implementierung von CI & HCI

Es gibt einige verschiedene Möglichkeiten, CI umzusetzen. Hier sind die gebräuchlichsten Ansätze.

Ansatz 1: Konvergente Infrastrukturreferenzarchitektur

Mit diesem Ansatz liefert der Anbieter dem Kunden vorgetestete Empfehlungen, wie Hardwarekomponenten im Rechenzentrum verwendet werden können, um Anforderungen für bestimmte Arbeitslasten zu erfüllen.

Ansatz 2: IT-Gerät

Mit dieser Option stellt der Anbieter dem Kunden eine einzige Box zur Verfügung, die eine eng integrierte Kombination aus Speicher, Rechenleistung, Virtualisierung und Netzwerkressourcen vom Anbieter und in einigen Fällen auch von den Partnern des Anbieters umfasst. Dieser Ansatz bietet horizontale Skalierbarkeit, sodass bei Bedarf zusätzliche Geräte hinzugefügt werden können.

Ansatz 3: Hyperkonvergenz

In diesem Szenario abstrahiert der Anbieter Netzwerk-, Rechen- und Speicherressourcen von der physischen Hardware. Virtualisierungssoftware wird mit ihren CI-Angeboten gebündelt.

In vielen Fällen stellt der Anbieter auch zusätzliche Funktionen für Notfallwiederherstellung und Cloud-Bursting bereit. Dies ermöglicht es den Administratoren, die virtuelle und physische Infrastruktur föderiert über eine einzige Glasscheibe zu verwalten.

Die Zukunft der konvergierten Infrastruktur

Die Technologien, die sowohl CI als auch HCI antreiben, entwickeln sich weiter weiter und verbessern sich. Zweifellos wird in nicht allzu ferner Zukunft eine neue oder verbesserte Generation verfügbar sein.

Verwandte Literatur

• BMC IT Operations Blog
• Was ist Software-Defined IT Operations? SDITO erklärt
• Serverkonsolidierung: 6 Schritte zur Bewältigung von Server-Sprawl
• Was ist Serverless? Vorteile, Nachteile und wie serverloses Rechnen funktioniert
• Einführung in die Web Scale IT

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