Wann ist eine Cloud hochverfügbar?

Vor einigen Wochen verkündete ein Service Provider, der von sich behauptet, Infrastructure as a Service der nächsten Generation anzubieten, stolz in einer Pressemeldung, dass er jetzt virtuelle Rechenzentren hochverfügbar machen kann. Diese Aussage allein hätte sicher kaum für Aufmerksamkeit gesorgt, wäre sie nicht mit der Behauptung verbunden gewesen, dass es sich hierbei um etwas Einmaliges in der Welt des Cloud Computings handeln würde. Haben wir etwas verpasst? Immerhin bieten wir unsere virtuellen Datacenter schon seit 2008 als hochverfügbar an und waren der Meinung, dass Hochverfügbarkeit mittlerweile zum Standard von halbwegs professionellen Cloud Infrastrukturen gehört. Ein guter Anlass, sich etwas genauer mit dem Thema Hochverfügbarkeit in der Cloud zu befassen.

Was ist Hochverfügbarkeit?

Gemäß den allgemein anerkannten Verfügbarkeitsklassen der Harvard Research Group (HRG), darf bei einem System, das hochverfügbar (highly available- HA) ist oder sein soll, die Funktion innerhalb festgelegter Zeiten oder zur Hauptbetriebszeit nur minimal unterbrochen werden. Das ist ab einer Verfügbarkeit von 99,99 % der Fall, die höchsten 52 Minuten Ausfallzeit im Jahr erlaubt. Das bedeutet, dass auch beim Ausfall einzelner Komponenten eines Systems, der Betrieb ohne größere Unterbrechungen gewährleistet sein muss. In der Praxis erreicht man das durch Redundanz und Cluster. Damit in einem Cluster ein zweiter Server den Betrieb nach Ausfall des ersten Servers nahtlos übernehmen kann, müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein:  Erstens, der zweite Server muss immer betriebsbereit sein (hot stand-by) und sollte den gleichen „Wissensstand“ wie der erste Server haben, d.h. Daten müssen synchronisiert werden. Zweitens, braucht man eine Verbindung zwischen beiden Servern und eine Software, die einen Ausfall sofort erkennt und dafür sorgt, dass der zweite Server den Betrieb übernimmt. Damit letzteres auch funktioniert, bedarf es, drittens, IP-Adressen, die dynamisch dem jeweils aktiven System zugeordnet werden können.

Das alles ist altbekannter Standard aus der physischen Serverwelt. Diesen Standard hat besagter Service Provider jetzt auch in seinem Netzwerk implementiert, damit seine Kunden  Hochverfügbarkeit zum Beispiel mittels HA-Linux auch in ihren virtuellen Rechenzentren konfigurieren können. Die Einmaligkeit suchen wir hier allerdings vergebens. Wer behauptet, dass andere Anbieter IPv4-Adressen nur statisch an eine virtuelle Maschine (VM) koppeln und eben nicht dynamisch routen können, unterschätzt oder ignoriert die technischen Möglichkeiten anderer Infrastrukturen.

Hochverfügbarkeit der nächsten Generation

Während im oben beschriebenen Szenario der Kunde mindestens zwei virtuelle Maschinen betreiben muss und zwar auf zwei verschiedenen physischen Servern (sonst bringen auch dynamische IP-Adressen keine Hochverfügbarkeit), wird in einem virtuellen Datacenter in der Dunkel Cloud jede einzelne VM hochverfügbar gehostet, ohne dass der Kunde dafür irgendetwas konfigurieren muss. Wie das geht?

Wann ist eine Cloud hochverfügbar?

Hardware-Hochverfügbarkeit für jede virtuelle Maschine im Virtual Data Center

In unserer Infrastruktur ist Hochverfügbarkeit eine Funktion des Hypervisors und bereits in die Virtualisierungsschicht integriert. Die VMware Software überwacht sämtliche virtuellen Maschinen und die darunterliegende Hardware. Wenn ein Server ausfallen sollte, werden die betroffenen Maschinen ohne Änderung ihrer IP-Adressen automatisch auf einem anderen Hardware-Knoten mit freien Kapazitäten neu gestartet. Mindestens ebenso nützlich ist die sogenannte vMotion-Funktion, mit der wir VMs im laufenden Betrieb auf andere Server verschieben können. Auf diese Weise vermeiden wir Betriebsunterbrechungen infolge notwendiger Wartungsarbeiten.

Wer seine Systeme nicht nur gegen hardwarebedingte Ausfälle schützten will, sondern zum Beispiel auch gegen Ausfälle auf Betriebssystem- oder Anwendungsebene, der kann auch in der Dunkel Cloud virtuelle Maschinen als Cluster konfigurieren. Dynamisches Routing gehört ebenso wie die Verwendung von virtuellen IP-Adressen seit jeher zum Leistungsumfang unserer virtuellen Datacenter.  Darüber hinaus sorgt unsere Traffic Management Option dafür, dass wertvolle Ressourcen nicht nur als Ersatz mitlaufen, sondern alle Maschinen sinnvoll genutzt werden.

Mit einem Virtual Data Center in der Dunkel Cloud bekommen Kunden Hochverfügbarkeit auf mehreren Ebenen:

  • Integrierte Hardware-Hochverfügbarkeit für alle virtuellen Maschinen
  • Hochverfügbare Datenspeicherung
  • Hochverfügbare Cluster, mit oder ohne Traffic Management
  • und als Schutz gegen den Ausfall eines ganzen Standortes: Disaster Recovery mit einem virtuellen Backup-Datacenter in einem anderen Rechenzentrum

Man kann zu VMware stehen wie man will, aber mit der vCloud Software bekommt man schon heute Infrastructure Services der nächsten Generation, für die Hochverfügbarkeit kein Nice-to-have ist, sondern allgemeiner Standard.