Schnell und sicher neue dezentrale IT-Infrastrukturen aufbauen

Die digitale Transformation treibt die zu verarbeitenden Datenmengen in die Höhe. Somit wird eine Erstverarbeitung von Datenströmen nahe dem Entstehungsort immer wichtiger, um Echtzeitanwendungen zu unterstützen. Modular aufgebaute Edge-Datacenter bieten dafür die passende Lösung. Bei der Auswahl ist auf eine Reihe von Sicherheitsaspekten zu achten.

Edge-Datacenter sind dezentrale IT-Systeme, die Rechenleistung direkt an den Ort der Datenerzeugung bringen. Sie stehen in unmittelbarer Nähe der Datenquellen und unterstützen damit schnellste Daten-Erstverarbeitung. Darüber hinaus sind sie mit Cloud-Rechenzentren verbunden, da dort eine nachgelagerte Verarbeitung stattfindet. Software-Anwendungen in angeschlossenen Rechenzentren nutzen schließlich diese hochaktuellen Daten, um Analysen durchzuführen.

Verschiedene Szenarien treiben die Entwicklung von Edge-Infrastrukturen voran. So verwenden vernetzte Maschinen in Produktionsumgebungen eine große Zahl an Sensoren, die kontinuierlich zu verarbeitende Datenströme erzeugen. In einem solchen Internet der Dinge tauschen miteinander über Funktechnologien oder Netzwerke verbundene Sensoren Daten aus und steuern damit weitere Abläufe. Mit Edge-Rechenzentren installieren Unternehmen die dafür benötigte IT-Infrastruktur vor Ort. So gehen Marktanalysten von IDC davon aus, dass im Jahr 2019 bereits 40 Prozent der Daten aus dem Internet der Dinge von Edge-IT-Systemen verarbeitet und analysiert werden könnten. Einer der wichtigsten Treiber hierfür ist der neue 5G-Mobilfunkstandard, auf dessen Basis in Netzen das Datenvolumen im Vergleich zu 4G/LTE nochmals drastisch erhöht werden kann. Künftig sind Datenraten von bis zu 10 GBit/sec möglich. Industrie-Applikationen nutzen die 5G-Eigenschaften wie hohe Zuverlässigkeit und Echtzeitfähigkeit, mehr Datendurchsatz, geringe Latenz, wesentlich engere Vernetzung, größere Mobilität und IT-Security. So eignet sich der neue Standard gerade für alle „mobilen“ Bereiche, sei es für mobile Roboter und Werkzeuge oder autonome Transportsysteme. Ebenso denkbar ist der Einsatz in Augmented-Reality-Anwendungen, die für Industrie 4.0 eine wachsende Bedeutung haben werden. Je mehr solcher Applikationen es gibt, desto mehr Bandbreite und kürzere Antwortzeiten sind erforderlich.

Ein Edge-Rechenzentrum ist so konzipiert, dass der Kunde dies über vorkonfigurierte, standardisierte Module an die benötigte Leistungsfähigkeit anpassen kann. Module für Klimatisierung und Stromversorgung sowie stabile IT-Racks und Sicherheitskomponenten sind bereits aufeinander abgestimmt. Dies ist gerade in rauen (Produktions-) Umgebungen essentiell. Wichtig ist dabei, dass IT-Schränke über eine hohe Schutzklasse wie zum Beispiel IP 55 verfügen, die die empfindlichen IT-Systeme gegen äußere Einflüsse wie Feuchte, Staub oder Schmutz und unbefugten Zugriff schützen.

Welche Arten von Edge-Datacentern gibt es?
Je nach Anforderung und Einsatzgebiet gibt es ganz unterschiedliche Leistungs- und Sicherheitsklassen von Edge-Systemen. Diese übernehmen beispielsweise als Edge Gateway-Aufgaben zur Datenkonsolidierung direkt vor Ort und initiieren anschließend den Transfer in nachgelagerte Cloud-Rechenzentren. Aber auch erste Auswertungen nahe an der Datenquelle sind damit möglich. Kleinere Systeme übernehmen zum Beispiel die erste Aggregation von Sensordaten in einer Fertigungsstraße. Es sind aber auch Edge-Datacenter verfügbar, die als leistungsstarkes Rechenzentrum die Compute-Leistung an dem jeweiligen Standort erheblich steigern.

Die technologische Ausführung dieser Varianten kann ganz unterschiedlich ausfallen. Beispielsweise als einfacher Technikschrank oder auf Basis eines speziell gesicherten IT-Racks, das mit einer zusätzlichen Schutzhülle umgeben ist. Wer mehr Leistung benötigt, realisiert ein leistungsstarkes Edge Datacenter auf Basis eines modularen Rechenzentrums-Container mit wetterfester- und feuerfester Ummantelung. Eine solche Lösung wird in direkter Nähe der Datenerzeugung innerhalb oder außerhalb von Gebäuden aufgestellt und unterstützt bei entsprechender Kühltechnologie eine Leistung von bis zu 35 kW pro IT-Rack.

Zu den generellen Vorteilen von IT-Containern zählen die Stabilität und Sicherheit durch die Verwendung von Stahlwänden sowie die hohe Mobilität der Lösung, die es erlaubt, leistungsfähige Rechenzentren sehr flexibel auf dem Firmengelände oder innerhalb von Fabrikhallen aufzustellen.

Anforderungen bestimmen die Konfiguration
Wer mehr Rechenleistung über Edge-Systeme vor Ort installieren möchte, sollte zunächst festlegen, welche Geschäftsziele damit verfolgt werden. Davon abgeleitet definieren Fach- und IT-Experten die benötigten Software-Anwendungen. Basierend auf diesem Anforderungskatalog ist es möglich, die Konfiguration eines Edge-Datacenters zu bestimmen. Eine Reihe von Kriterien sind hierbei zu beachten: So müssen Edge-Systeme schnell und unkompliziert einsetzbar sein, damit sich die Anforderungen aus den Fachbereichen zeitnah umsetzen lassen. Ideal ist ein Komplettsystem, das der Hersteller fertig montiert übergibt, das im Plug-&-Play-Verfahren an Energieversorgung und Netzwerktechnik angeschlossen wird und bei dem die Kälteversorgung bereits implementiert ist. Weiterhin sollte der Betrieb von Edge-Systemen automatisiert und weitgehend wartungsfrei erfolgen, um die laufenden Kosten zu verringern. Dafür ist ein umfassendes Monitoring notwendig, das die Stromversorgung, die Kühlung sowie eine Branderkennung und -löschung umfasst.

Welche Schutzklasse für den physikalischen Schutz letztlich notwendig ist, entscheiden Faktoren wie der Standort oder die benötigte Ausfallsicherheit. Darüber hinaus ist es wichtig, ein Monitoring zu verwenden, das die Überwachung von Gehäuse- bzw. Rack-Türen ebenso umfasst wie von Seitenwänden. Elektronische Türschlösser erleichtern zudem die Auswertung, wann welche Mitarbeiter Zugriff auf die IT hatten. Bei einer Fernwartung oder Notfällen kann es notwendig sein, das System komplett herunterzufahren und dafür auch die Stromversorgung zu unterbrechen. Hierfür werden schaltbare PDUs (Power Distribution Unit) benötigt.

Mit Edge mehr Sicherheit erreichen
Für höchste Sicherheitsansprüche lässt sich ein Edge-Datacenter in einer Raum-in-Raum-Umgebung errichten: Eine solche Sicherheitszelle bietet höchsten Schutz bei Bränden und bei starker Verschmutzung der Umgebung. Außerdem ist im Outdoor-Bereich darauf zu achten, dass die Schutzklasse einen sicheren IT-Betrieb in einem breiten Temperaturfenster unterstützt, beispielsweise von -20  °C bis +45  °C.

Ein Beispiel für eine solche Lösung ist das von Rittal, HPE und ABB gemeinsam entwickelte Secure Edge Data Center (SEDC). Mit dieser robusten und schlüsselfertigen Lösung erhalten Unternehmen ein sofort einsatzbereites Rechenzentrum für IoT-Anwendungen im industriellen Umfeld. Mit einer IP 55-Schutzklasse, einer n+1 bzw. 2N Redundanz für die Energieversorgung und Continuous Cooling sowie Brandschutz und Monitoring werden wichtigen Anforderungen an die Hochverfügbarkeit erfüllt. Wer höchste Ausfallsicherheit benötigt, betreibt das Edge-Rechenzentrum redundant – installiert also an zwei Standorten eine komplett gespiegelte Lösung.