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FlexPod und Cisco ACI: das ideale Paar
Mark Cates
Senior Product Manager, FlexPod

Applikationen sind für Unternehmen unverzichtbar – und Ihre IT-Infrastruktur muss sich an die Anforderungen der Applikationen einstellen und nicht umgekehrt. Die integrierten FlexPod Infrastrukturlösungen von NetApp und Cisco stellen eine Shared-Infrastruktur bereit, um den anspruchsvollsten geschäftskritischen Applikationen gerecht zu werden.

Mit der Einführung von Cisco Application Centric Infrastructure (ACI) für softwaredefiniertes Networking hat FlexPod einen weiteren Schritt nach vorne unternommen. FlexPod Datacenter mit Cisco ACI bietet Netzwerkvirtualisierung, -management und -automatisierung, die die von Cisco UCS Servern bereitgestellten Funktionen ergänzen und NetApp FAS Storage zur End-to-End-Automatisierung nutzen.

In diesem Artikel finden Sie eine kurze Einführung zur ACI. Es wird erläutert, wie sie mit FlexPod zusammenarbeitet sowie die Funktionalität von FlexPod mit ACI dargestellt. Weiterhin werden in den kommenden Wochen einige CVDs (Cisco Validated Designs) vorgestellt, mit denen Sie den Wechsel von Ihrer gegenwärtigen Networking-Praxis schaffen und von ACI optimal profitieren können. Außerdem planen wir einige individuelle Workflows für OnCommand Workflow Automation hinzuzufügen.

Allgemeines zu ACI

ACI bietet eine besonders flexible, skalierbare und ausfallsichere Netzwerkarchitektur. Sie wurde zur Unterstützung von softwaredefinierter IT und der Cloud entwickelt und sie bietet eine Migrationsmöglichkeit von Ihrer bestehenden Nexus Netzwerkinfrastruktur.

Die Netzwerkkonfiguration ist dank der zentralisierten Automatisierung und richtlinienbasierten Netzwerk-Applikationsprofilen besonders einfach durchzuführen, wodurch die Implementierung neuer Applikationen einfacher und zügiger vonstatten geht und das Risiko von Fehlkonfigurationen minimiert wird.

Komponenten von ACI

Bei SDN-Architekturen (Software-Defined Networking) wird die Datenebene von der Kontrollebene getrennt. Und ACI geht mit SDN noch einen Schritt weiter: Netzwerkbereitstellung und -management geschehen aus Sicht der Applikationen. ACI wird mit zwei Hauptkomponenten abgerundet:

Mit Nexus 9000 Switches im Standalone-Modus können Sie den Übergang von traditionellen Networking-Modellen hin zu ACI durchführen. Zuerst arbeiten Sie vorbereitend für den Übergang im Standalone-Modus. NetApp folgt selbst diesem Weg. Wir haben den Nexus 9000 für die neue Infrastruktur unseres Netzwerks im R&D Lab in North Carolina implementiert und planen, in den kommenden Monaten zu ACI zu migrieren.

Wird eine Aktualisierung des Nexus 9000 vom Standalone- zum Fabric-Modus durchgeführt, bleibt seine Datenplanfunktion erhalten und der APIC wird schrittweise hinzugefügt, um die Funktionen der Kontrollebene zu übernehmen. Der APIC wird vollständig aus dem Datenpfad entfernt und übernimmt nur noch Kontrolle und Management. Die Fabric funktioniert nach wie vor, auch wenn die Kommunikation mit dem APIC verloren geht. Der APIC wird als Appliance bereitgestellt. Für Verfügbarkeit und Performance werden mindestens drei APIC Instanzen benötigt.

ACI Architektur

Die ACI Switching-Architektur basiert auf einer Spine-/Leaf-Topologie, bei der jeder Leaf-Switch für optimale Performance und kurze Latenz über eine 40 Gbit/s schnelle Ethernet-Verbindung mit allen Spines kommuniziert. Dieses Design bietet eine lineare Skalierbarkeit, Multipathing und Load Balancing.

In Abbildung 1 ist FlexPod mit ACI Architektur einschließlich Leaf- und Spine-Switches sowie einem APIC Cluster dargestellt.

Abbildung 1) das physische Layout von FlexPod Datacenter mit ACI und Leaf- und Spine-Switches sowie APICs (Application Policy Infrastructure Controller).

Netzwerkrichtlinie

Die ACI Fabric wurde zur Unterstützung der Applikationskonnektivität entwickelt. Sowohl Enterprise- als auch eigene Applikationen können die gemeinsame dynamische Infrastruktur nutzen. Softwareapplikationen sind als logische Konstrukte innerhalb des APIC definiert. Durch diesen applikationsorientierten Ansatz wird die Bedienung mit Hinblick auf die Richtlinien vereinfacht. Anstatt Netzwerkkonstrukte wie VLANs, Subnetze und Firewalls zu verwenden, definieren Sie eine Netzwerkrichtlinie als Applikations-Tier, Sicherheitsanforderung, SLA usw.

Abbildung 2) Mit ACI werden die Anforderungen Ihres Applikationsnetzwerks zu einer Applikationsrichtlinie und bei Bedarf auf die Netzwerkinfrastruktur angewendet.

Moderne Applikationen bestehen aus zahlreichen Komponenten. So kann es z. B. sein, dass eine E-Commerce-Applikation einen Webserver, einen Datenbankserver, Daten aus einem SAN und den Zugriff auf externe Ressourcen benötigt. Diese Applikationsanforderungen können über ein Applikationsprofil umgesetzt werden. Sie definieren Endpunktgruppen (EPGs), die als physische oder virtuelle Ressourcen angelegt sind und gemeinsame Services und Richtlinien benötigen. Beispielsweise kann eine Reihe von Servern für gemeinsame Applikationsfunktionen eine Endpunktgruppe darstellen. Der Datenverkehr kann EPGs entweder statistisch oder dynamisch zugeordnet werden.

Abbildung 3) Der FlexPod Infrastruktur werden Applikationsprofile zugeordnet. Dadurch erfüllt die geeignete Konfiguration der Netzwerkservices die Anforderungen der Applikation.

Integration von ACI in FlexPod Datacenter

Cisco ACI ist eine ganzheitliche Architektur mit zentralisierter Automatisierung und richtlinienbasierten Applikationsprofilen, die Softwareflexibilität und Hardware-Performance bietet. Wenn Sie ACI in FlexPod Datacenter einbinden, können Sie die Automatisierungsfunktionen von FlexPod auf das Netzwerk und die verbundenen Services der Layer vier bis sieben anwenden. Dadurch erreichen Sie eine konsistente Netzwerkrichtlinie und eine kurzfristige Applikationsimplementierung.

Die Kombination von FlexPod mit ACI ist ideal für geschäftskritische Applikationen und Cloud-Implementierungen. Sie bietet eine erweiterte Automatisierung und Management über ein softwaredefiniertes Datacenter.

Vorteile von FlexPod mit ACI

Durch Cisco ACI werden die Vorzüge der UCS Server und des in FlexPod verwendeten FAS8000 Storage zusätzlich erweitert durch:

  • ACI Funktionen einschließlich Netzwerk-QoS, Sicherheit und Layer-4- bis -7-Services
  • komplementäre Clustered Data ONTAP Funktionen einschließlich unterbrechungsfreiem Betrieb, Storage Virtual Machines, integrierte Datensicherung, Storage-Effizienz und Storage-QoS
  • eine äußerst skalierbare Infrastruktur, die die Netzwerk-Skalierbarkeit von ACI mit der Storage-Skalierbarkeit von Clustered Data ONTAP kombiniert
  • End-to-End-Applikationsprovisionierung (und sichere Deprovisionierung) über den gesamten Infrastruktur-Stack
  • Virtualisierung auf allen Layern des Infrastruktur-Stacks: Computing, Netzwerk und Storage

Architekturdetails von FlexPod mit ACI

Das auf ACI basierende FlexPod Design (siehe Abbildung 1) ist eine End-to-End IP-Storage-Lösung, die einen SAN-Zugriff über iSCSI unterstützt. Die Lösung stellt eine 10- bzw. 40-GBitE-Fabric zur Verfügung, die durch die Ethernet-Uplinks der Cisco UCS Fabric Interconnects und den mit den Cisco Nexus Switches verbundenen NetApp Storage-Geräten definiert ist. Optional lässt sich das auf ACI basierende FlexPod Design auch zum Booten über das SAN mittels Fibre Channel over Ethernet (FCoE) konfiguriert werden. Der FCoE-Zugriff wird durch direkte Verbindung des NetApp FAS Controllers mit den Cisco UCS Fabric Interconnects hergestellt.

Die Storage-Basiskonfiguration der FlexPod Lösung mit ACI ist ein FAS8000 HA-Paar mit zwei Nodes, auf dem Clustered Data ONTAP ausgeführt wird. Durch Hinzufügen von Storage-Kapazität zu einem bestehenden HA-Paar ist das System skalierbar. Sie können es horizontal skalieren, indem Sie das Cluster um weitere HA-Paare erweitern.

Cisco UCS bietet sowohl Blade- (UCS B-Series) als auch Rackmount-Computing-Optionen (UCS C-Series). UCS verfügt über eine verlustfreie 10- bzw. 40-Gigabit Ethernet (GBitE) Unified Network Fabric mit niedriger Latenz für x86-Server der Enterprise-Klasse. Mit UCS können Sie neue Services kurzfristiger bereitstellen und erhalten Unterstützung zur Provisionierung und Migration von virtualisierten und physischen Systemen.

Roadmap von FlexPod mit ACI

NetApp und Cisco arbeiten zusammen, um Ihnen umfassende ACI Lösungen für FlexPod anbieten zu können. In detaillierten Design-Leitfäden werden die erforderlichen FlexPod Komponenten und die allgemeine Architektur beschrieben. Zu jedem Design-Leitfaden gehört ein detaillierter Implementierungsleitfaden, in dem schrittweise erklärt wird, wie die Infrastruktur konfiguriert werden muss.

Design-Leitfaden mit Nexus 9000 im Standalone-Modus

Wir haben zwei Design-Leitfäden zum Betrieb von FlexPod mit Nexus 9000 im Standalone-Modus zusammengestellt. Diese Designs dienen als Fundament für die spätere ACI Implementierung mit FlexPod und unterstützen Sie bei der Vorbereitung zur Migration Ihres Datacenters zu ACI:

Design-Leitfaden mit Nexus 9000 im ACI Fabric-Modus

Das vollständige Release von Cisco ACI ist im August erschienen. Der folgende Design-Leitfaden wurde gerade erst veröffentlicht. Sie können ihn nutzen, um vom Fabric-Betriebsmodus zu profitieren. Er enthält eine Beschreibung zu einem ACI Design für eine einfache E-Commerce-Applikation:

Weiterhin haben wir einen neuen Design-Leitfaden zur Implementierung von Microsoft SharePoint mit ACI veröffentlicht:

Wir erwarten, im Herbst und Winter weitere Designs veröffentlichen zu können. Hierzu gehören Microsoft Exchange sowie andere beliebte Enterprise-Applikationen. Weiterhin werden wir ein Fast Track-Design für Microsoft Private Cloud herausgeben.

UCS Director und Orchestrierung

In den anfänglichen Designs wurde das ACI Management über die grafische Schnittstelle von ACI oder die Befehlszeilenschnittstelle durchgeführt. Wir arbeiten an einem weiteren Design-Leitfaden für FlexPod ACI und UCS Director zur End-to-End-Applikationsorchestrierung. Der APIC verwendet ein REST API für die Integration und Orchestrierung des Netzwerkmanagements. Dabei wurde berücksichtigt, dass Sie die Orchestrierungskonzepte zukünftiger Design-Leitfäden von vorhergehenden Designs übernehmen können.

Integration mit OnCommand Workflow Automation

Wenn Sie Tech OnTap schon länger lesen, dann wissen Sie, dass OnCommand Workflow Automation (WFA) ein Automatisierungs-Tool ist, mit dem Sie Storage-Workflows erstellen und wiederverwenden können, um Storage-Services bereitzustellen und zu managen. Sie können in zwei früheren Tech OnTap-Artikeln mehr über WFA erfahren: „SDS: Get On Track With The Latest OnCommand Tools“ und „NetApp Cloud: Storage-Services für die Private Cloud“.

Wir werden ein WFA Workflow-Paket speziell für ACI Umgebungen veröffentlichen, um die Bereitstellung von Storage-Services zu vereinfachen. Diese Workflows verarbeiten Details automatisch, wie z. B. bei der Zuordnung der Clustered Data ONTAP Schnittstellen auf die Endpunktgruppen von ACI, Netzwerke für die Replizierung konfigurieren und die Konfiguration der Storage-Sicherungsbeziehungen.

Gemeinsam noch besser

Cisco ACI stellt Netzwerk-Performance, Skalierbarkeit und softwaredefiniertes Management zur Verfügung, was sie zum idealen Instrument im dynamischen Business und für die Cloud macht. Durch die Integration von ACI in FlexPod Datacenter wird FlexPod noch besser, wenn es darum geht, den Anforderungen dieser Umgebungen gerecht zu werden. Und durch unsere umfangreiche Lösungs-Roadmap können Sie sie kurzfristiger und einfacher implementieren, um geschäftskritische Applikationen und Infrastruktur bereitzustellen.

Aktuelle Informationen zu den neuesten FlexPod Entwicklungen finden Sie auf der Seite „FlexPod and Converged Infrastructure“ in der Community.

von Mark Cates, Senior Product Manager, FlexPod

Mark Cates konzentriert sich als Mitglied des FlexPod Produktmanagement-Teams auf neue Technologien von Cisco, darunter ACI und InterCloud. Er arbeitet seit 5 Jahren bei NetApp und besitzt über 25 Jahre Erfahrung in der Software- und Service-Provider-Branche. Er leitet die Entwicklung von sowohl Software- als auch Datacenter-Infrastrukturprodukten. Mark hat einen Bachelor und einen Master in Informatik sowie einen MBA der Duke University (USA).

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November 2014

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Flash trifft auf FlexPod

Die neue All-Flash-Konfiguration verleiht Ihren FlexPod Implementierungen noch mehr Flexibilität. Die beiden folgenden Blog-Einträge enthalten die aktuellsten Neuigkeiten zu All-Flash, ACI und mehr:

FlexPod und Microsoft Private Cloud

Microsoft Private Cloud hilft Ihnen, neben der Virtualisierung auf eine echte Cloud-Plattform umzusteigen. Im Juli 2014 hat NetApp ein FlexPod Design veröffentlicht, das auf Microsoft Private Cloud zugeschnitten ist. Ein weiteres Design, das ACI umfasst, ist in Arbeit.

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