Rechenzentren: Zentrale Kontrolle der Stromversorgung in virtualisierten IT-Umgebungen

Die Server-Virtualisierung in Rechenzentren verspricht besser ausgelastete IT-Systeme, verringerte Hardware-Kosten und eine vereinfachte Administration. Solchen Vorteilen stehen erhöhte Risiken für operative Ge­schäftsprozesse im Falle von Server-Ausfällen gegenüber. Für die benötigte Business Continuity sorgt die Integration von Systemen und Software für die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) in Virtualisierungsplattformen.

Hohe Wachstumsraten kennzeichnen den Boom rund um die Virtualisierung von IT-Umgebungen. Gartner erwartet, dass im Verlauf von 2012 rund 50 Prozent aller Server-Workloads virtualisiert sein werden. Im Vorjahr lag diese Quote noch bei unter 30 Prozent. Diese Wachstumsraten betreffen auch die Server-Virtualisierung, bei der Betriebssysteme und Anwendungen von physikalischen Server-Ressourcen entkoppelt werden. So können auf einem einzigen physikalischen Server mehrere virtuelle Maschinen laufen, jede davon mit eigenem Betriebssystem und einer oder mehreren Anwendungen. Daraus ergibt sich innerhalb von virtualisierten IT-Umgebungen eine verbesserte Auslastung der Hardware. Während der einzelne Server aufgrund höherer Last mehr Strom aufnimmt, verringert sich der gesamte Energieverbrauch, weil weniger pysikalische Server aufgestellt werden müssen. So können Unternehmen die dafür vorgesehene Stellfläche verringern oder ihre IT-Infrastruktur bei konstant bleibender Stellfläche deutlich ausbauen. Diese Kostenvorteile wirken sich umso stärker aus, je mehr Server eingespart werden - beispielsweise bei der Virtualisierung eines kompletten Rechenzentrums. Für solche Projekte stellen Anbieter wie VMware (vCenter Server), Microsoft (Hyper-V mit SCVMM oder SCOM) und Citrix (XenCenter) entsprechende Virtualisierungslösungen bereit, mit denen sich zahlreiche Speicher, Hunderte Hosts und mehrere Tausende virtuelle Maschinen auf einer zentralen Konsole einfach verwalten lassen.

Gesicherte Stromversorgung schützt Business Continuity
Die Server-Virtualisierung führt allerdings auch zu einer erhöhten Abhängigkeit virtueller Instanzen von der Einsatzfähigkeit der Hardware: Wenn mehrere virtualisierte Server mit kritischen Applikationen auf einem Server laufen, kann dessen Ausfall auf einen Schlag wichtige Geschäftsprozesse lahmlegen. Umso wichtiger ist es, eine ausfallsichere und einwandfreie Energieversorgung sicherzustellen. In virtualisierten Umgebungen sorgen dafür USV-Systeme, indem sie Schwankungen im Versorgungsnetz, Über- und Unterspannungen, Frequenzabweichungen sowie Netzrückwirkungen auffangen. Für die Verwaltung der USV-Anlagen und der an sie angeschlossenen IT-Geräte stellen USV-Anbieter entsprechende Software bereit. Damit kann von einzelnen Computern im Netzwerk oder auch aus der Ferne per Internet der Stromverbrauch im gesamten Rechenzentrum überwacht werden. Für ein effizientes, zentrales Power-Management fasst eine solche Software alle wichtigen Leistungs- und Zustandsdaten der angeschlossenen IT-Systeme zusammen, beispielsweise die aktuelle Last, die Eingangsspannung und die Temperatur.

Intelligente Funktionen für die Stromverteilung
Diese Informationen werden von Stromverteilungsleisten, auch PDUs (Power Distribution Units) genannt, aus dem Rechenzentrum an die zentrale Konsole der Software übermittelt. In virtualisierten IT-Umgebungen sind intelligente Funktionen der PDUs nötig, um aufkommende Probleme oder Überlasten bei einzelnen Servern zu erfassen. Solche PDUs lösen beispielsweise Warnmeldungen bei außergewöhnlichen Vorkommnissen aus. Administratoren eines Rechenzentrums erhalten so individuell einstellbare Alerts, wenn definierte Schwellenwerte zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit, maximalem Strom oder der Leistungsaufnahme von IT-Geräten überschritten werden. Die ­Power-Management-Software wiederum zeigt diese Werte und Alerts an und warnt vor eventuell drohenden Ausfällen innerhalb der IT-Infrastruktur. In einem solchen Fall fährt die Software den Server kontrolliert herunter und steuert diesen Vorgang so, dass die Batterie-Überbrückungszeit der beteiligten USV-Systeme ausgenutzt werden kann.

Eine Konsole für Management von IT und Stromversorgung
Wichtig ist, dass PDUs und Power-Management-Software problemlos die Systeme unterschiedlicher USV-Anbieter unterstützen. Für die reibungslose Verwaltung eines virtualisierten Rechenzentrums sollte die Software außerdem eng mit der Virtualisierungssoftware verzahnt sein. Dies vereinfacht deutlich den Administrationsaufwand, weil alle Konfigurationen über eine einzige Konsole vorgenommen werden. Mit einer integrierten Lösung lassen sich USV-Systeme, PDUs und die daran angeschlossenen IT-Geräte effizient und sicher verwalten. Dadurch verringert sich auch das Risiko, bei der Kontrolle mit zwei getrennten Lösungen einzelne wichtige Warnmeldungen zu übersehen.

Automatisierte Migration schützt vor Ausfall virtueller Maschinen
Doch was passiert, wenn im virtualisierten Rechenzentrum ein einzelner Server defekt ist und mehrere virtuelle Maschinen sowie zentrale Anwendungen davon betroffen sind? Vorrangiges Ziel in einer solchen Situation ist, Systemausfälle und damit einhergehende Schäden für die IT-Infrastruktur wie auch für dahinterstehende Geschäftsprozesse zu vermeiden. Auch dies wird durch die Integration von Power-Management-Funktionen in die Virtualisierungssoftware ermöglicht. Bei größeren Stromversorgungsproblemen, die nicht direkt vom USV-System abgefangen werden, erfolgt so zunächst ein geordnetes Her­unterfahren des gefährdeten Servers, initiiert von der Power-Management-Software. Parallel dazu migrieren heutige integrierte Lösungen die virtuellen Maschinen des betroffenen Servers automatisch auf einen anderen, intakten Server. Der Vorteil:

Ein Ausfall der vom Systemausfall bedrohten Anwendungen lässt sich komplett vermeiden. Voraussetzung dafür ist, dass die Migration im laufenden Betrieb stattfinden kann, ohne die Nutzung der Anwendungen einzuschränken. Eine dementsprechende, integrierte Lösung für virtualisierte Rechenzentren wird durch das Plug­in (vCenter Server) der Intelligent Power Software geschaffen, das Eaton Power Quality für die Virtualisierungsplattform VMware bereitstellt. Damit stehen Power-Management-Funktionen zentral innerhalb von VMware zur Verfügung. So veranlasst die Lösung von Eaton die mit VMware vSphere verfügbare vMotion-Technologie automatisch dazu, von einem Server-Ausfall bedrohte virtuelle Maschinen rechtzeitig und sicher zu verlagern. Deren aktiver Speicher und ihr Ausführungszustand werden bei diesem Vorgang schnell über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk von einem physischen Server auf einen anderen übertragen, der sich im gleichen Rechenzentrum oder einem Ausweichrechenzentrum befindet. Die Netzwerkidentität und die Verbindungen der virtuellen Maschinen bleiben dabei erhalten.

Fazit
Am Anfang einer erfolgreichen Server-Virtualisierung steht ein Konzept für die Sicherung der Business Continuity im Falle von Stromproblemen. Dazu gehören Power-Management-Lösungen, die im Zusammenspiel mit Virtualisierungsplattformen die nahtlose und transparente Migration virtueller Maschinen von einem betroffenen Server auf einen intakten Server unterstützen. Von solchen automatischen Vorgängen im Notfall sollten Mitarbeiter oder Kunden nichts wahrnehmen, sondern die betroffenen Anwendungen ohne Unterbrechung weiter nutzen können.