Virtuelle Server Weniger ist mehr

Bei Netzwerken mit vielen Anwendern kann ein Systemausfall gravierende wirtschaftliche Folgen haben. Die Universität Bonn baute deshalb eine Serverlandschaft auf, in der virtuelle Speicher innerhalb kürzester Zeit die Arbeit ausgefallener Systeme übernehmen können.
Von Sven Homann

Eine IT-Infrastruktur, die optimal auf den Katastrophenfall vorbereitet ist, macht es möglich, dem Fehler im Moment des Ausfalls zu begegnen, ohne dass der Systemausfall für den Nutzer, der an das Netz angeschlossenen ist, weit reichende Folgen hätte. Die Zentralverwaltung der Rheinischen Friedrich-Wilhelm-Universität in Bonn hat darum eine hoch ausfallsichere Serverlandschaft geschaffen, in der virtuelle Server einen ausgefallenen Dienst binnen kürzester Zeit übernehmen können. Der IT-Servicedienstleister K&P Computer hat das Konzept bei der Zentralverwaltung der Universität Bonn erfolgreich realisiert und unterstützt die Universität weiterhin mit umfassenden Hard- und Softwareservices.

Mit rund 30.000 Studenten zählt die Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität in Bonn zu einer der größten Universitäten Deutschlands. Als international operierende Forschungsanstalt genießt sie im In- und Ausland hohes wissenschaftliches Ansehen. Geprägt von traditionsreicher Geschichte, gepaart mit einer modernen Ausrichtung, bezeichnet sich die Universität Bonn selbst als "traditionell modern". Um den eigenen Ansprüchen gerecht zu werden und den hohen Standard auch bei der elektronischen Datenverarbeitung zu sichern, begann die Zentralverwaltung der Universität in Jahr 2004 mit der Umstrukturierung der Serverlandschaft.

Ziel: Ein ausfallsicheres Speichersystem

Das vorrangige Ziel der Zentralverwaltung der Universität Bonn war es, die IT-Landschaft zu konsolidieren und ein hoch ausfallsicheres und skalierbares Speichersystem aufzubauen. Die Virtualisierung von Servern bildete den Abschluss der langen Umstrukturierungsphase und bringt der Universitätsverwaltung heute entscheidende Vorteile.

Werner Behnke, der als Administrator für Unix, Datenbanken und Netzwerk in der Abteilung 2.3 der Zentralverwaltung der Universität Bonn zuständig ist, berichtet: "Im Zuge der Umstrukturierung unserer IT-Landschaft, die 2004 begann, suchten wir nach einem Spezialisten, der unsere IBM P615-Server und das Storagesystem DS 4300 konfiguriert und auf die Bedürfnisse der Universität abstimmt. Wir erstellten eine Liste mit den technischen Fragen und Anforderungen und baten um ein Angebot zur Lösung unseres IT-Problems. Die Experten von K&P Computer lieferten gute Lösungsvorschlägen und optimierten zudem die Servernutzung des Systems."

Ab 2004 wurden die Umstrukturierung und die damit verbundene Neuanschaffung der Hardware sukzessiv vollzogen. Bis dahin liefen die wichtigsten Datenbanken wie beispielsweise die für den Universitätshaushalt, das Personal, die Studenten oder die Kasse auf IBM RS/6000-Servern. An diese Server waren über SCSI-Schnittstellen externe Festplatten für die Datenbanken angeschlossen.

Optimale Ressourcennutzung

Optimale Ressourcennutzung

"Ein an sich bewährtes System, aber wir wollten eine Lösung, die ein gemeinsames, hoch ausfallsicheres Speichersystem mit einer optimalen Ressourcennutzung verbindet", erläutert der Administrator Werner Behnke. Das System sollte in der Zentralverwaltung dafür sorgen, den Ansprüchen einer hohen Systemverfügbarkeit in Zeiten wachsender Informationsflut genügen zu können.

Anfangs erwarb die für die Systemtechnik und -betrieb zuständige Abteilung 2.3 der Zentralverwaltung zwei IBM P615-Server und einen IBM DS 4300-Speicherserver. Mit dieser Anschaffung wurde zugleich der erste Umbau der Serverlandschaft vollzogen. Behnke erläutert, dass die P615-Server zu diesem Zeitpunkt noch direkt und ohne FC-Switch an die IBM DS 4300-Speicherserver angeschlossen wurden. "Von 14 möglichen 73-Gigabyte-Festplatten hatten wir zunächst fünf Festplatten verbaut. Innerhalb von zwei Jahren fanden dann noch zahlreiche Veränderungen hinsichtlich unserer Hardwareausstattung statt"

Durch die Erweiterung um zwei FC-Switches konnte das Administrationsteam der Zentralverwaltung einen Schritt weiter gehen und die DS 4300-Storage-Einheit an die verschiedenen Systemwelten der Universität wie beispielsweise AIX-, Linux- oder auch Windows-Systeme anschließen. "So können jetzt beliebig viele Server auf die im SAN abgelegten Daten zugreifen", erklärt Behnke.

Wechsel des Servers im laufenden Betrieb

Die Zentralverwaltung der Universität gewährleistet mit dem perfektionierten SAN neben einer hohen Performance und der notwendigen Flexibilität vor allem auch die geforderte hohe Ausfallsicherheit. "Sollte Serverhardware ausfallen, beispielsweise ein P520-Server, dann können wir schnell reagieren und den nicht mehr zur Verfügung stehenden Dienst, beispielsweise eine Datenbank, auf einem anderen Server anbieten", erläutert Behnke. "Dies ist möglich, weil die Daten wie Dbspaces, Informix-Binaries und Konfigurations-Files sowie Images der virtuellen Server und Userdaten zentral auf der DS 4300 liegen. Alle kritischen Teile sind in der DS 4300 redundant vorhanden und lassen sich im laufenden Betrieb wechseln. Gleiches gilt für die Anbindung der Server an das SAN, die ebenfalls redundant durch zwei Fibrechannel-Anschlüsse über zwei FC-Switches ausgelegt ist. Damit können wir auf ein ausfallsicheres System vertrauen", konstatiert Werner Behnke.

Mithilfe der Virtualisierungssoftware VMware ESX Server wird ein physikalischer Server so eingerichtet, dass auf ihm unterschiedliche virtuelle Gastsysteme erstellt und verwaltet werden können. Die Administratoren der Zentralverwaltung wissen den Nutzen der Virtualisierungssoftware zu schätzen: Die Verfügbarkeit der Systeme hat sich um ein Vielfaches erhöht, und die für jeden Benutzer und jede Software relevanten Ressourcen können innerhalb weniger Minuten von den IT-Administratoren bereitgestellt werden.

Beliebig viele virtuelle Server

Beliebig viele virtuelle Server

VMware ESX Server bietet die Möglichkeit, beliebig viele virtuelle Server zu erzeugen und die Leistungsverteilung den Anforderungen entsprechend vorzunehmen. Dirk Müller, Projektleiter von K&P Computer, führt weitere Vorzüge der Virtualisierung an: "Damit ist auch gewährleistet, dass das Leistungspotenzial der Hardware optimal ausgenutzt wird. Das Aufspielen eines Testsystems ist dank VMware sehr schnell möglich". Die Vorteile der Virtualisierung machten sich in vielen Punkten bemerkbar: Zum einen würden weniger physikalische Systeme benötigt, was geringere Anschaffungskosten bedeute, und zum anderen gebe es einen langfristigen Kostenvorteil durch reduzierte Betriebskosten, denn schließlich werde die Kühlleistung definitiv gesenkt und der Stromverbrauch insgesamt verringert.

Schon seit dem Jahr 2003 wartet K&P Computer die Universitäts-Maschinen über einen SSH-Tunnel, der eine sichere, authentifizierte und verschlüsselte Verbindung mit dem Universitätsrechnern ermöglicht. Eigenentwickelte Softwaretools überwachen rund um die Uhr die Betriebsparameter der Server der Zentralverwaltung und schicken bei kritischen Situationen Meldungen direkt in die K&P Zentrale.

K&P Projektleiter Müller erklärt die Funktion eines der Tools: "KPCmon ermöglicht die komplette Systemüberwachung der AIX-Server. Anhand einzelner Module können wir oder der Kunde die CPU-Auslastung, den Netzwerkdurchsatz oder auch den Füllgrad von Dateisystemen ersehen und verwalten. Außerdem können wir anhand von File-System-Trends, die das Tool erstellt, erkennen, wie lange beispielsweise die Kapazität von System-Festplatten noch ausreicht oder wie sich die CPU-Last verhält."

Die Universität nutzt aktuell mehrere IBM X345- und X346-Server, um virtuelle Maschinen mithilfe von VMware ESX einzurichten. Projektleiter Müller nennt dies die PC-Server – sie regeln den Datenverkehr der PC-Clients der Universität. Die virtuellen Server auf den IBM XSeries-Servern managen dabei unter anderem Web- und Mailserver, Oracle Datenbankserver für das Facility-Management-System, das Beihilfesystem, den Datenbankserver für den Strahlenschutz und die Auftragsverwaltung für die Techniker. "Unter anderem setzen wir drei IBM P520-Maschinen ein. Die Personal-, Haushalts- und die Kostenberechnungsdatenbank, die vorher auf den IBM P615-Servern Platz fanden, wurden auf einem der P520-Server zusammengeführt – ein großes Projekt, das wir mit Erfolg umgesetzt haben", berichtet Werner Behnke.

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