Von Stand-alone bis HCI: Die richtige Edge-Lösung

am 08. Oktober 2019
Für Edge Computing kann der Betrieb eines industrietauglichen Rechners nahe am Ort der Datenentstehung ausreichen. Sind die Anforderungen höher, empfiehlt sich eine Hyper-converged Infrastructure mit verteilten Speichersystemen. Integrierte Systeme von Fujitsu decken alle Edge-Szenarien ab.

Cloud Computing bietet Unternehmen starke Benefits. Doch die zentralisierte Datenverarbeitung in der Cloud hat auch ihre Grenzen. Das gilt besonders dann, wenn die Wege von der Datenentstehung zur IT und zurück zu lang und Latenzzeiten und Sicherheitsrisiken zu hoch sind. Typische Beispiele dafür sind die IT-Anforderungen in Produktionshallen, Verkaufsräumen, Filialen oder Container-Schiffen.

Bei diesen Anwendungen sind die Datenmengen in der Regel zu groß, um über die schmalen Cloud-Bandbreiten verschickt zu werden. Auch die Sicherheitsrisiken beim Datentransfer sind erhöht - was insbesondere in kritischen Infrastrukturen wie Industrieanlangen problematisch sein kann. Vor allem aber machen vielen Unternehmen die hohen Latenzzeiten im Cloud-Umfeld Probleme. Sie verhindern eine schnelle Reaktion - womit Echtzeit-Anwendungen von vornherein ausgeschlossen sind.

In der Fertigung beispielsweise müssen Maschinen in der Lage sein, Steuerbefehle in Echtzeit auszuführen. Wenn eine Maschine droht, zu überhitzen, oder eine Kamera ein fehlerhaft gefertigtes Teil in der Produktion erkennt, müssen die Maschinen umgehend gestoppt werden. Die Verarbeitung der anfallenden Daten in zentralen Rechenzentren kommt kaum in Frage, weil die Verzögerung mit jedem Kilometer Übertragungsstrecke steigt.

Die Verlagerung der Computing-Kapazitäten direkt an den Entstehungsort der Daten - "at the edge" - löst das Dilemma. Analyse-Technologien stehen beim Edge Computing genau dort bereit, wo die datengenerierenden Geräte und Sensoren sind - in den Produktionshallen, Filialen oder Schiffen. Datenbasierte Entscheidungen können sofort ohne cloud-typische Latzenzzeiten getroffen werden. Analytics ist auch bei schmalsten Cloud-Bandbreiten - etwa auf Schiffen - möglich. Und Netzwerkausfälle stören den reibungslosen Betrieb nicht weiter.

Hyper-converged Infrastructure an der Edge

Für die Datenverarbeitung an der Edge genügt oft ein üblicher Industrie-PC. Sollen direkt vor Ort anspruchsvolle Analysen durchgeführt werden - vielleicht auch noch mit vielen Daten - reichen die Verarbeitungskapazitäten einfacher PC nicht aus. Ein leistungsfähiger Server ist mangels Skalierbarkeit in den wenigsten Fällen eine gute Lösung. Denn die Datenmengen und die damit verknüpften Analytics-Anforderungen steigen permanent weiter an und ein Ende ist kaum abzusehen.

Als ideale Option für die Lösung dieses Skalierbarkeitsproblems hat sich im Lauf der letzten Jahre Hyper-converged Infrastructure (HCI) an der Edge entpuppt. Dabei kann eine HCI über mehrere Edge-Lokationen hinweg eingeführt werden. Reichen irgendwann die Rechen- und Speicherkapazitäten an einem Ort nicht mehr aus stellt die IT einfach einen neuen Knoten dazu -der unumschränkten Skalierbarkeit sind damit keine Grenzen mehr gesetzt.

HCI an der Edge hat aber weitere Vorteile:

  • Jeder HCI-Knoten kann leicht integriert werden, weil er automatisch erkannt wird.

  • Eine HCI kann im gesamten Cluster von einer Stelle aus gemanagt werden.

  • Viele HCI-Systeme verfügen heute über Cloud-Management-Optionen und können damit Cloud-Services bis an die Edge bringen.

Robuste Appliance: INTELLIEDGE

Fujitsu bietet für Edge-Computing integrierte Systeme. Das einfachste Edge-Produkt ist die INTELLIEDGE-Appliance. Die robuste Hardware sorgt auch in rauen Industrieumgebungen für einen zuverlässigen, wartungsfreien Betrieb. "Die Appliance wird konfiguriert ausgeliefert, kann aber auf individuelle Kundenwünsche eingehen," sagt Gernot Fels, Head of Integrated Systems bei Fujitsu. "Das System wird als virtualisierte Open-Source-Plattform mit virtuellen Maschinen bereitgestellt, in denen unterschiedliche Anwendungen isoliert ablaufen können."

Die quelloffene Ausrichtung erlaubt es Anwendern, die unterschiedlichsten Software-Kategorien zu nutzen. Über die Virtualisierung können Kunden alle eigenen Anwendungen auf dem System einsetzen und parallel betreiben - auch Legacy-Systeme. Neben den virtualisierten Anwendungen der Kunden stellt Fujitsu selbst Applikationen in Form von Blueprints bereit, die zusammen mit dem Kunden aufgesetzt werden.

Gesteuert wird die Computing Appliance über eine Management-Konsole, die in der eigenen IT-Umgebung ausgeführt werden kann. Die Konsole löst im Ernstfall ein Recovery aus, rollt die Applikationen an die Appliances im Feld sicher aus und stellt den Gesundheitsstatus des Gerätes, wie Auslastung und Temperatur, dar.

HCI-Lösungen mit drei Optionen

Komplexere Anforderungen mit größerem Bedarf an Rechen- und Speicherkapazität lassen sich mit integrierten Hyper-converged Infrastructure Lösungen abdecken. Fujitsu hat dazu Software-Lösungen von den drei führenden HCI-Anbietern integriert. Kunden können zwischen den HCI-Lösungen VMware vSAN, Microsoft Azures Stack HCI und Nutanix Enterprise Cloud wählen.

In der Regel entscheiden sich Unternehmen für die HCI-Lösung des Software-Herstellers, mit dem sie bereits Erfahrung haben. "Anwender, die ihre virtuelle Rechenzentrumsinfrastruktur in den letzten Jahren mit VMware aufgebaut haben, werden die VMware HCI-Lösung präferieren - einfach deshalb, weil die IT-Teams das entsprechende Know-how und die Skills haben", erklärt Edge-Experte Gernot Fels.

Das Analoge gilt auch für Microsoft. Bei Microsoft steht zusätzlich auch PRIMEFLEX for Microsoft Azure Stack bereit. "Kunden, die Cloud Services aus der Microsoft Azure Cloud beziehen, können hier mit dem gleichen Look and Feel auch Services On-Premises und am Network-Edge zum Ablauf bringen," erklärt Gernot Fels.

Der dritte HCI-Anbieter Nutanix ist Vorreiter bei HCI-Anwendungen und hat bei vielen IT-Experten ein hohes Renommee. "Nutanix gilt als der Erfinder von HCI und hat deswegen einen gewissen technologischen Vorsprung", sagt Gernot Fels. "Weil vielen Kunden das wichtig ist, sind wir auch mit Nutanix eine Kooperation eingegangen."

Verteilte Storage-Systeme - Single Data Fabrics

Ein weiterer Ansatz für ein vereinfachtes einheitliches Datenmanagement über mehrere Edge-Lokationen und das eigene Rechenzentrum hinweg bis hin zu Hosting Providern und Public Clouds sind "Single Data Fabrics". Diese verteilten Storage-Systeme können dann Daten immer dort zur Verfügung stellen, wo sie gerade gebraucht werden.

Die Partnerschaft mit dem Storage-Anbieter NetApp ermöglicht es Fujitsu auch, solche Single Data Fabrics anzubieten. Über NetApp ONTAP-Speichersysteme oder PRIMERGY-Server mit NetApp ONTAP Select Software lässt sich Storage an den Edge-Knoten jederzeit vergrößern und verkleinern. Selbst Cloud-Storage kann integriert werden. Bei AWS, der Microsoft Azure Cloud und Google stehen dafür sogenannte ONTAP-Cloud-Volumes zur Verfügung.

Fazit

Einfache Analysen vor Ort ohne hohe Rechenzeit- und Speicheranforderungen können mit einfachen Appliances wie INTELLIEDGE gut bewältigt werden. Für komplexere Vor-Ort-Analysen mit hohem Datenaufkommen sollten leistungsstärkere Lösungen eingesetzt werden. Das kann theoretisch ein einzelner, leistungsstarker Server sein. Dieser ist allerdings begrenzt in seiner Skalierbarkeit. Die optimale Lösung bei hohen Computing-Anforderungen an der Edge ist deshalb eine HCI. Dabei gilt: Je höher die Latenzanforderungen sind, desto näher sollte diese Hyper-converged Infrastructure am Ort der Datenentstehung platziert sein.