Nutzen Sie unternehmensgerechte Virtualisierung am Edge mit Two-Nodes OpenShift von Red Hat und InfoScale von Arctera

Von Remote-Offices bis hin zu Werkshallen weiten Unternehmen ihre Virtualisierungsfunktionen auf den Ort aus, an dem Daten generiert und verbraucht werden. So erschließen sie neue Möglichkeiten für Innovation und Effizienz. Diese Verlagerung zum Edge bringt besondere Herausforderungen mit sich, insbesondere bei der Ausführung virtualisierter Workloads. Wie können Sie für Ihre virtuellen Maschinen (VMs) am Edge das gleiche Maß an Resilienz, Performance und Einfachheit sicherstellen wie in Ihren zentralen Rechenzentren? Die Antwort liegt in einer leistungsstarken Kombination von Technologien: der neuen Two-Node OpenShift with Arbiter-Architektur von Red Hat und InfoScale for Kubernetes von Arctera.

In diesem Artikel wird erläutert, wie diese Lösung dazu beitragen kann, die besonderen Anforderungen der Edge-Virtualisierung zu erfüllen. So können Unternehmen selbst in ressourcenbeschränkten Umgebungen virtuelle Maschinen unternehmensgerecht und zuverlässig bereitstellen. 

Herausforderungen der Virtualisierung am Edge

Die Migration zu VMs am Edge wird von der Notwendigkeit ausgelöst, Legacy-Anwendungen zu modernisieren, Infrastruktur an entfernten Standorten zu konsolidieren und Services mit niedriger Latenz näher an den Endbenutzenden bereitzustellen. Durch die Verlagerung von VMs am Edge können Unternehmen die Abhängigkeit von zentralisierten Rechenzentren verringern, den Verbrauch an WAN-Bandbreite minimieren und ein hervorragendes Nutzungserlebnis bieten. Edge-Umgebungen sind jedoch häufig durch begrenzte Infrastruktur, eine unzuverlässige Netzwerkkonnektivität und ein Mangel an IT-Personal vor Ort gekennzeichnet. Diese Einschränkungen können die Bereitstellung und Verwaltung herkömmlicher Virtualisierungsplattformen erschweren, die in der Regel eine robuste und ausfallsichere Infrastruktur erfordern. 

Unternehmen, die OpenShift Virtualization verwenden, eine Funktion von OpenShift, mit der Container und VM-Workloads auf einer einzigen Plattform ausgeführt werden können, erleben diese Herausforderungen besonders. OpenShift bietet zwar eine leistungsstarke Basis für die Ausführung von VMs neben containerisierten Anwendungen, die Standardarchitektur erfordert jedoch mindestens 3 Master-Nodes. Dies kann für die begrenzte Hardware, die normalerweise an Edge-Standorten zu finden ist, oft zu ressourcenintensiv sein. Dies hat zu einer wachsenden Nachfrage nach einer kompakten und kosteneffizienten Lösung geführt, die die Leistung von OpenShift Virtualization ohne zusätzliche Edge-Infrastruktur bietet.

Die neue Two-Nodes OpenShift with Arbiter-Architektur von Red Hat

Red Hat hat diesen Bedarf erkannt und die Two-Nodes OpenShift with Arbiter-Architektur eingeführt, die jetzt allgemein in OpenShift 4.20 verfügbar sind. Diese innovative Topologie wurde speziell für Deployments in Edge- und Remote-Niederlassungen entwickelt und bietet eine kompakte und kostengünstige Alternative zum Standard-Cluster mit 3 Nodes. Die Two-Nodes OpenShift with Arbiter-Architektur besteht aus zwei Control Plane-Nodes, auf denen VM-Workloads ausgeführt werden, und einem zusätzlichen schlanken Arbiter-Node. Die Hauptaufgabe des Arbiter-Nodes ist die Aufrechterhaltung eines etcd-Quorums, um Split-Brain-Szenarien im Fall eines Knotenausfalls zu verhindern. Er führt keine VMs oder Control Plane-Komponenten aus, bietet aber mit Two-Nodes OpenShift with Arbiter dieselbe hohe Ausfallsicherheit und Hochverfügbarkeit wie eine normale kompakte Cluster-Instanz mit 3 Nodes.

Die Two-Nodes OpenShift with Arbiter-Architektur stellt einen wichtigen Schritt nach vorn für OpenShift Virtualization am Edge dar und bietet ein dringend benötigtes Gleichgewicht zwischen Footprint und Ausfallsicherheit. Eine der wichtigsten Komponenten ist jedoch ein unternehmensgerechter Shared Storage. Ohne eine Shared-Storage-Ebene sind die auf OpenShift Virtualization ausgeführten VMs an den lokalen Storage der einzelnen Knoten gebunden, was ihre Mobilität und Ausfallsicherheit einschränkt. 

Live-Migration, eine Eckpfeilerfunktion der unternehmensgerechten Virtualisierung, ist ohne Shared Storage nicht möglich. Hier kommt InfoScale for Kubernetes von Arctera ins Spiel.

InfoScale Resilience – VMs auf Two-Nodes OpenShift with Arbiter 

Als führende Unternehmensplattform für persistenten Storage und Datenservices wurde InfoScale speziell dafür entwickelt, die Storage-Herausforderungen in virtualisierten Umgebungen zu lösen, die auf Kubernetes ausgeführt werden. In Kombination mit Two-Nodes OpenShift with Arbiter-Architektur bietet InfoScale eine umfassende Lösung für unternehmensgerechte Edge-Virtualisierung. 

InfoScale for Kubernetes lässt sich nahtlos in OpenShift Virtualization integrieren und bietet zahlreiche Datenservices, die die nativen Funktionen der Plattform erweitern. Zu den wichtigsten Features für die Virtualisierung gehören: 

• Shared Storage für VMs: InfoScale erstellt einen Shared-Storage-Pool aus lokalem oder externem Storage und ermöglicht die Live-Migration von VMs zwischen Nodes ohne Serviceunterbrechung. Es unterstützt die Zugriffsmodi ReadWriteOnce (RWO) und ReadWriteMany (RWX) und ist nicht auf externe Protokolle wie NFS angewiesen, die für Edge-Umgebungen häufig ungeeignet sind.
• Hohe Verfügbarkeit für virtuelle Umgebungen: Mit integrierten Datenintegritätsmechanismen und Unterstützung für Quorum-basierte Entscheidungen sorgt InfoScale für hohe Verfügbarkeit virtueller Maschinen, selbst in einem Two-Node OpenShift with Arbiter-Cluster. VMs können im Fall eines Ausfalls automatisch auf der verbleibenden Node wiederhergestellt werden.
• Disaster Recovery für VMs: InfoScale bietet eine kontinuierliche Replikation auf Blockebene zwischen Clustern und ermöglicht so eine robuste Disaster Recovery für Virtualisierungsumgebungen am Edge. VMs können mit minimalem Datenverlust zu einem Remote-Standort verlagert werden.
• Einheitliches Management: InfoScale ist vollständig in den Operator Lifecycle von OpenShift integriert, was die Bereitstellung und das Management des Storage für VMs vereinfacht.
• Optimierter Storage für virtuelle Workloads: Mit InfoScale können Sie mehrere Storage Classes mit unterschiedlichen Performance-Merkmalen erstellen und so Storage-Kosten und -Performance für verschiedene VM-Typen optimieren. 

Architektursynergie: Two-Node OpenShift with Arbiter und InfoScale für OpenShift Virtualization 

Die kombinierte Architektur von Two-Nodes OpenShift with Arbiter und InfoScale for Kubernetes schafft eine leistungsstarke und ausfallsichere Plattform für die Virtualisierung am Edge.

Two-Nodes OpenShift with Arbiter-Architektur bietet die Infrastruktur mit minimalem Footprint, während InfoScale die unternehmensgerechte Storage-Schicht bereitstellt, die wichtige Virtualisierungsfunktionen wie Live-Migration, Hochverfügbarkeit und Disaster Recovery ermöglicht. Dank dieser Synergie können Unternehmen eine geschäftskritische VM am Edge genauso zuverlässig bereitstellen wie in ihren zentralen Rechenzentren. 

In der obersten Ebene verwaltet OpenShift Virtualization VM-Pods, in denen sich Ihre VMs befinden. Diese VMs stellen über das InfoScale Container Storage Interface (CSI), das als Brücke zwischen Ihren virtuellen Umgebungen und der zugrunde liegenden Storage-Infrastruktur fungiert, eine Verbindung zum Storage her. Die Management-Ebene von InfoScale for Kubernetes bietet die Intelligenz und Orchestrierung, die für erweiterte Storage-Vorgänge wie Live-Migration, Snapshots und Replikation erforderlich sind. Diese Schicht verwaltet mehrere Storage-Backends, von hochleistungsfähigen Laufwerken für virtuelle Produktionsmaschinen bis hin zu kosteneffizientem Festplatten-Storage für Entwicklungs- und Test-VMs. 

Erschließen neuer Möglichkeiten: Use Case für die Virtualisierung am Edge 

Die Kombination von Two-Nodes OpenShift with Arbiter und InfoScale for Kubernetes eröffnet zahlreiche Möglichkeiten zur Optimierung Ihrer Edge-Virtualisierungsinfrastruktur. Im Folgenden finden Sie drei überzeugende Use Cases, die die Leistungsfähigkeit dieser integrierten Lösung demonstrieren. 

Use Case 1: Live-Migration für VMs in Remote-Offices 

Für Organisationen mit mehreren entfernten Niederlassungen, die geschäftskritische VMs ausführen, ist die Sicherstellung kontinuierlicher Verfügbarkeit von größter Bedeutung. Die Lösung von InfoScale und Two-Nodes OpenShift with Arbiter ermöglicht eine nahtlose Live-Migration von VMs zwischen den beiden Control Plane-Nodes ohne Ausfallzeiten. Diese Funktion ist für die Durchführung von Wartungsarbeiten, das Balancing von VM-Workloads oder die Wiederherstellung nach Hardwareproblemen unerlässlich. Mit dem gemeinsam genutzten Storage von InfoScale können Sie VMs bedarfsgesteuert oder automatisch basierend auf der Ressourcenauslastung migrieren und so eine optimale Performance für die Nutzenden in Ihren Remote-Standorten gewährleisten. 

Use Case 2: High-Performance-Storage-Optimierung für Unternehmens-Workloads in VMs  

Unternehmensanwendungen, die in virtuellen Maschinen ausgeführt werden, wie Oracle-Datenbanken, PostgreSQL, SAP HANA und andere geschäftskritische Workloads, erfordern bestimmte Storage-Performance-Merkmale, um effizient ausgeführt zu werden. Traditionelle Virtualisierungsplattformen bieten oft einen universellen Storage-Ansatz, sodass Administrationsteams Kompromisse zwischen Performance und Kosten eingehen müssen. InfoScale for Kubernetes aktualisiert dieses Paradigma, indem es Ihnen ermöglicht, mehrere Storage Classes mit unterschiedlichen Volume-Layouts und Optimierungsstrategien zu erstellen, die jeweils auf die spezifischen Anforderungen der Workloads zugeschnitten sind, die in Ihren virtuellen Maschinen ausgeführt werden. Sie können beispielsweise eine hochleistungsfähige Striped Storage Class mit optimierten Stripe-Einheitengrößen für Oracle-Datenbanken erstellen, die in VMs ausgeführt werden, und so den maximalen I/O-Durchsatz für die Transaktionsverarbeitung erreichen. Gleichzeitig können Sie eine Mirrored Storage Class für PostgreSQL-VMs bereitstellen, die Datenschutz und Lese-Performance priorisieren. Für virtuelle SAP HANA-Rechner können Sie ein Stripe-Mirror-Layout konfigurieren, das die Performance-Vorteile des Stripings mit der Ausfallsicherheit des Mirrorings kombiniert. Diese Anpassungsstufe, die bisher nur in Enterprise-Storage-Arrays verfügbar war, ist jetzt über die erweiterten Volume-Manager-Funktionen von InfoScale direkt in OpenShift Virtualization zugänglich. Indem Sie die Storage-Performance an die Anforderungen der Workloads anpassen, können Sie sicherstellen, dass Ihre Unternehmensanwendungen, die in virtuellen Maschinen am Edge ausgeführt werden, dieselbe Performance bieten wie in Ihrem zentralen Rechenzentrum. 

Use Case 3: Disaster Recovery für virtuelle Maschinen am Edge 

Die Disaster Recovery (DR) wird an Edge-Standorten aufgrund der Komplexität und Kosten herkömmlicher DR-Lösungen häufig vernachlässigt. Allerdings können virtuelle Maschinen, die in entfernten Niederlassungen und an Edge-Standorten ausgeführt werden, genauso wichtig sein wie solche in zentralen Rechenzentren. Die Lösung InfoScale und Two-Node OpenShift with Arbiter bietet eine umfassende, containernative Disaster Recovery-Strategie für die Virtualisierung am Edge. Mit der kontinuierlichen Replikation auf Blockebene von InfoScale können Sie VM-Storage zwischen Edge-Standorten oder vom Edge zu Core-Rechenzentren replizieren und so für Business Continuity im Fall eines Standortausfalls sorgen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen DR-Lösungen, die eine komplexe Einrichtung und manuelle Eingriffe erfordern, ist die Replikation von InfoScale vollständig in OpenShift Virtualization integriert und ermöglicht ein automatisches Failover und Failback virtueller Maschinen. Das bedeutet, dass Sie Ihre kritischen virtuellen Maschinen am Edge mit der gleichen Qualität wie die VMs Ihrer Rechenzentren schützen können, aber mit einem Bruchteil des operativen Aufwands. Unabhängig davon, ob Sie virtuelle Maschinen in einer entfernten Produktionsstätte, einem Einzelhandelsstandort oder einer Zweigstelle schützen, InfoScale sorgt dafür, dass Ihre virtuelle Infrastruktur schnell und zuverlässig nach beliebigen Ausfallszenarien wiederhergestellt werden kann. 

Fazit: Die Zukunft der Virtualisierung am Enterprise Edge ist hier 

Das Enterprise Edge ist kein Nischenmarkt mehr. Es stellt eine entscheidende Komponente der modernen IT-Landschaft dar. Da Unternehmen die Grenzen des Möglichen mit Virtualisierung am Edge immer weiter verschieben, wächst der Bedarf an einer robusten, resilienten und effizienten Plattform für die Ausführung virtueller Maschinen. Die Kombination aus Two-Node OpenShift with Arbiter-Architektur und InfoScale for Kubernetes von Arctera bietet eine leistungsstarke und umfassende Lösung für die Virtualisierung am Enterprise Edge. 

Durch die Kombination vom Besten beiden Welten, einer kompakten und kosteneffektiven Infrastrukturtopologie und einer unternehmensgerechten Storage- und Datenservice-Plattform, können Unternehmen mit dieser integrierten Lösung geschäftskritische virtuelle Maschinen zuverlässig am Edge bereitstellen. Es ist an der Zeit, sich der Zukunft der Virtualisierung am Enterprise Edge zu stellen, unabhängig davon, ob Sie als OpenShift Virtualization-Administrator Ihre virtuelle Infrastruktur auf entfernte Standorte ausweiten möchten, als IT-Führungskraft Edge-Virtualisierungsstrategien evaluieren oder als Cloud Architect die nächste Generation verteilter virtueller Umgebungen entwickeln. Unter Red Hat bringt Open Source zum Edge erfahren Sie mehr.