10GbE im Mittelstand
Nicht nur für das Highend-Datacenter
Zehn Gigabit Bandbreite - ein Overkill für mittelständische Betriebe, so glauben viele IT-Manager. Doch gibt es Anwendungsfälle, in denen der Einsatz von 10 Gigabit Ethernet (10GbE) auch in diesen Unternehmen sinnvoll ist - nämlich wenn Hochleistungs-Computing sehr umfangreiche zu übertragende Datenmengen generiert oder eine Serverkonsolidierung im Rechenzentrum gefragt ist.
Video-Rendering, Architektur-, Ingeni-eurs- und Designapplikationen zählen zu typischen
Anwendungen, die rechenintensiv sind und ein hohes Datenaufkommen erzeugen. Unternehmen, die sich
auf diese Märkte spezialisiert haben, benötigen ein sehr leistungsfähiges Netzwerk – sie gehören zu
den ersten Anwendern von 10GbE. Denn Applikationen für Computer-Aided Design (CAD), Engineering
(CAE) und Manufacturing (CAM) stellen hohe Anforderungen: Desktop-Rechner arbeiten häufig mit 10,
20 oder mehr MByte großen Dateien – das Laden und Speichern über das LAN erzeugt ein entsprechend
hohes Datenaufkommen. Selbst ein GbE-Anschluss zur Kopplung an das LAN ist da schnell aus- und
manchmal überlastet.
Ein Beispiel: In einer Special-Effects-Firma kann ein Video-Frame problemlos aus sechs
unterschiedlichen, 12 MByte großen Dateien bestehen. Die Künstler rendern jedes Bild mehrfach, um
das Ergebnis immer weiter zu verbessern. Zudem kämpfen derartige Firmen sehr häufig mit knappen
Terminplänen. Und gerade dann, wenn es auf die drohende Deadline eines Projekts zugeht, ist das
Datenaufkommen oft am höchsten und das Netzwerk am stärksten gefordert.
IT-Manager in solchen Betrieben setzen daher auf 10GbE für die Verbindung ihrer Server und bauen
damit einen Hochgeschwindigkeits-Backbone auf. Doch auch andere mittelständische Unternehmen nutzen
die schnelle Übertragungstechnik beim RZ-Ausbau. Um Prozessor-Power besser auszunutzen, arbeiten
immer mehr IT-Abteilungen mit Virtualisierungssoftware von Anbietern wie Vmware oder Microsoft. Je
weiter das Rechenzentrum wächst, desto mehr Bedeutung gewinnen die Leistungsfähigkeit und
Zuverlässigkeit des Netzwerks. Letztlich müssen IT-Manager verhindern, dass überlastete
Netzwerkverbindungen Benutzer daran hindern, ihre Arbeit zu erledigen – oder, schlimmer noch, dass
eine Netzwerkunterbrechung den Geschäftsbetrieb lahm legt. Beim Ausbau der Datenzentren ziehen
IT-Verantwortliche auch in mittelgroßen Unternehmen 10GbE als Teil einer Lösung in Betracht: Teils
verbinden IT-Manager in mittelständischen Unternehmen Server über 10GbE-Anschlüsse mit dem
Netzwerk, teils verwenden sie GbE-Uplinks für die Kopplung an einen 10GbE-Backbone.
Das Konsolidieren von Datenbeständen vereinfacht Backups erheblich. Wo Infrastrukturen
ungenutzte Glasfasern (Dark Fiber) zwischen dem primären und sekundären Backup-Standort aufweisen,
bietet 10GbE eine kostengünstige Alternative zu SDH. LAN- und WAN-10GbE-PHYs (physikalische
Schnittstellen) können Distanzen bis zu 70 km überbrücken. Mit hochwertigen, im Vorfeld getesteten
Glasfaserstrecken lässt sich 10GbE sogar über 100 km betreiben. Günstige optische Repeater erlauben
es, diese Reichweite auf über 200 km auszudehnen.
Bei der Auswahl von 10GbE-Lösungen müssen Unternehmen genau überlegen, welche Art von
Verkabelung sie einsetzen und welche Eigenschaften das neue Netzwerk-Equipment aufweisen muss.
Optische 10GbE-Produkte sind bereits seit einiger Zeit auf dem Markt. Sie bieten den Vorteil hoher
Reichweite, können aber für die Serverkopplung zu teuer sein. Eine weitere PHY, 10GBase-CX4,
verwendet ähnlich wie Infiniband Kupferkabel. Entwickelt für Server-zu-Switch- und
Switch-zu-Switch-Verbindungen unterstützt CX4 Kabellängen von bis zu 15 Metern. Doch auch
10GBase-T-Produkte finden mittlerweile den Weg in den Markt. Sie bieten eine Alternative zu
optischen und CX4-Verbindungen. 10GBase-T-Interface-Karten sind ab zirka 2000 Dollar erhältlich.
Sobald die Produkte breiter verfügbar sind, erwarten Analysten einen deutlichen Preisnachlass bei
der 10GBase-T-Technik auf etwa das 2,5-fache eines GbE-Interfaces. Damit ist die Technik
konkurrenzfähig zu 10GBase-CX4 – und für viele Unternehmen die flexiblere Option.
Auch wenn die 10GBase-T-Spezifikation Kabel der Kategorie 6A (Augmented Category 6, Cat 6a)
fordert, ist in einigen Fällen die Nutzung vorhandener Cat-5e-Verkabelung möglich. Cat 6a
unterstützt 10GbE bis 100 Meter, doch viele Mittelständler müssen lediglich 30 Meter im RZ
überbrücken – und dafür reicht oft die Cat5-Verkabelung aus. Manche Unternehmen setzen 10GbE über
Cat5-Kabel sogar auf längeren Verbindungen ein. Auf jeden Fall ist die Verkabelung zunächst auf
ihre Tauglichkeit hin zu prüfen.
Neben der Verkabelung müssen auch die eingesetzten Switch-Router-Plattformen die nötigen
Performance-, Skalierbarkeits- und Zuverlässigkeits-Features für den 10GbE-Betrieb aufweisen. Sie
müssen die Leitungsgeschwindigkeit auf allen Ports blockierungsfrei bereitstellen – unabhängig vom
Verkehrsaufkommen und von den eingesetzten Funktionen. Nur dann kann das System auch Spitzenlasten
verarbeiten und den Anwendern konsistente Services liefern. Die Plattform sollte hoch skalierbar
und mit einer Backplane ausgestattet sein, die genügend Reservekapazität für Aufrüstungen
bereithält. Dies ermöglicht es IT-Managern, auf die Zunahme des Datenverkehrs und geschäftliches
Wachstum ohne teure System-Upgrades zu reagieren, und bietet Investitionsschutz. Zudem erlaubt eine
Plattform mit hoher Port-Dichte und skalierbarem Design den Aufbau einer einfacheren
Netzwerkarchitektur, die mit weniger Geräten auskommt. So sinken Verwaltungsaufwand und
Stromverbrauch. Modulare Uplinks erhöhen die Flexibilität und die Nutzungsdauer zusätzlich, zum
Beispiel um Disaster-Recovery-Standorte zu verbinden.
Die Switch-Router müssen unbedingt zuverlässig funktionieren – besonders in Rechenzentren, in
denen ein Fehler zum Ausfall des gesamten Geschäftsbetriebs führen kann. Hard- und Software müssen
so robust wie möglich aufgebaut sein. IT-Manager sollten auf Merkmale wie eine passive Backplane
sowie separate Control- und Data-Planes achten. Dies stellt sicher, dass sich Daten und
Systemfunktionen auf keinen Fall gegenseitig stören. Voraussetzung für einen unterbrechungsfreien
Betrieb ist zudem der Aufbau mit redundanten Komponenten, inklusive Switch-Fabric,
Routing-Prozessormodulen und Stromversorgungen. Diese sollten sich im laufenden Betrieb austauschen
lassen. Laut den Marktforschern von IDC ist zudem ein modulares Betriebssystem ein Schlüsselelement
für eine hochverfügbare Plattform: Prozessmodularisierung ermöglicht die gleichmäßige Zuteilung der
Prozessorressourcen, die separate Verarbeitung von Control-Plane-Funktionen sowie effektiven
Speicherschutz, der verhindert, dass Prozesse sich gegenseitig überschreiben.
10GbE ist nicht länger eine Technik, die sich nur für Großunternehmen eignet. Auch in
mittelständischen Betrieben eröffnen sich immer mehr Anwendungsbereiche. Eine geeignete
10GbE-Verkabelung und die richtige Switch-Router-Plattform können zudem Serverkonsolidierungen
erleichtern und die Netzwerkverfügbarkeit erhöhen.
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