Fachartikel

RZ-Ausbau: Vertikal oder horizontal skalieren?

Jahr für Jahr steigen die Leistungsanforderungen an die Rechenzentren. Es gibt zwei Wege, diese zu erfüllen: Die IT-Abteilung kann das System vertikal skalieren, das heißt hochskalieren, indem sie vorhandene Server aufrüstet. Oder sie kann es horizontal skalieren, indem sie neue Server hinzufügt. Beide Ansätze haben Vor- und Nachteile und es kann sogar sinnvoll sein, beides zu tun – jedoch zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Wie IT-Verantwortliche Schritt für Schritt zu einer Entscheidung finden, schildert unser Artikel.
In die Höhe oder in die Breite? Je nach Budget und bestehender RZ-Ausstattung ergibt eine vertikale oder horizontale Skalierung Sinn.
Sowohl bei der vertikalen Skalierung – auch Hochskalierung genannt – als auch bei der horizontalen Skalierung geht es darum, die Serverauslastungsleistung zu steigern. Als Erstes müssen IT-Abteilungen aber herausfinden, welcher Ansatz für sie der richtige ist. Hochskalieren kann dabei helfen, soviel Leistung wie nur möglich aus den vorhandenen Servern herauszuholen. Sobald dann vorhandene Server ihre Leistungsgrenzen erreicht haben, ist eine horizontale Skalierung eine vernünftige Option. Dabei werden neue Server hinzugefügt und das Rechenzentrum praktisch erweitert. Damit ist das Ende jedoch noch nicht erreicht. Wenn Sie horizontal skalieren, können Sie anschließend auch hochskalieren: mit schnelleren CPUs, Speicher und Speicherkomponenten. Und der Wachstumsprozess des Rechenzentrums wiederholt sich.

Steigerung des Leistungspotentials durch Aufrüstung
Beim Hochskalieren dreht sich alles um das Aufrüsten von Prozessoren, RAM und Speicher in allen vorhandenen Servern. Eine solche vertikale Skalierung beginnt in der Regel mit dem Aufrüsten der CPUs. Hierbei sollten Sie jedoch auch die Speicher entsprechend aufgerüstet werden, da höherwertige CPUs mehr Speicherkapazität benötigen, um die Rechenkapazität zu optimieren.
Es gibt in der Regel vier Möglichkeiten der vertikalen Skalierung, um mehr aus vorhandenen Servern herauszuholen:
  1. Aufrüsten veralteter CPUs, die die Leistung einschränken.
  2. Installieren von möglichst viel Speicher in jedem Server.
  3. Austausch von RDIMMS gegen LRDIMMS, die höhere Dichten und ein höheres Niveau an Leistung und Effizienz bieten. Voraussetzung ist, dass das System mit LRDIMMs kompatibel ist.
  4. Austausch von Festplatten gegen Enterprise-SSDs.
Austausch vorhandener Server oder Hinzufügung neuer Server?
Wenn das Leistungspotential vorhandener Server ausgeschöpft ist, schlägt die Stunde für eine horizontale Skalierung. Bei dieser sollte die Wahl auf einen Server mit der aktuellsten Prozessor- und Speichertechnologie fallen. So bleibt die nötige Flexibilität erhalten, und wenn sich die Arbeitslasten erhöhen, kann noch hochskaliert werden, indem hochleistungsfähige Speicherkomponenten hinzugefügt werden.

Den Vorteilen der jeweiligen Skalierung stehen jedoch auch Nachteile gegenüber. Jedes Rechenzentrum ist anders in Bezug auf die Anforderungen und die verwendete Technologie. Es gilt, genaustens abzuwägen, welche Vorteile so entscheidend sind, dass Nachteile wie die höheren Anschaffungs- oder Betriebskosten nicht ins Gewicht fallen.

Vertikale Skalierung (Hochskalierung)
Horizontale Skalierung
Kostengünstige Lösung für eine Steigerung der Leistung und eine Verlängerung des Lebenszyklus vorhandener HardwareMöglichkeit, die von älteren Servern gegebenen Einschränkungen / Leistungsgrenzen zu durchbrechen
Einfache Installation und Implementierung von DRAM- und CPU-UpgradesNeuere Servertechnologie vereinfacht die Ausführung mit Fehlertoleranz, die Überwachung der Systeme sowie eine Minimierung der Ausfallzeiten.
Niedrigerer Stromverbrauch, da weniger Server ausgeführt und gekühlt werden müssen
Höhere Strom- und Kühlungskosten
Niedrigere LizenzierungskostenHöhere Lizenzierungskosten
Niedrigere Kosten für Netzwerkausrüstung
Höhere Kosten für Netzwerkausrüstung (oft sind mehr Router und Switches erforderlich)
Die Leistung älterer Hardware wird oft durch neuere Hardware übertroffen.Nutzung der aktuellsten und stärksten Speicher- und Prozessortechnologien
Risiko eines Lock-in-Effekts (Herstellerabhängigkeit), was die Erweiterbarkeit und den Software-Support in der Zukunft einschränktMöglichkeit einer vertikalen Skalierung zu einem späteren Zeitpunkt
Keine langfristige Lösung – Server können nur bis zu ihrer Leistungsgrenze aufgerüstet werden.Größerer Platzbedarf für das Rechenzentrum

Jedes Rechenzentrum ist anders
Doch es gilt, noch mehr Faktoren zu bedenken. Geht es darum, die beste Skalierungsmöglichkeit für das Rechenzentrum zu finden, ist nicht immer allein damit getan, einen Blick auf die eingesetzten CPUs und die Speichertechnologie zu werfen. Sie müssen sich auch die Anzahl der DIMMS pro Kanal, die Sie in jedem Server nutzen, ansehen, die verwendete Speichermoduldichte, Ihren Hardwareaustauschzyklus, den Grundriss Ihres Rechenzentrums, die Verwendung von Virtualisierung, den Stromverbrauch und natürlich Ihr Budget. Die Entscheidung für eine vertikale oder horizontale Skalierung sollte auf einer Kombination all dieser Faktoren basieren – denn sie spielen alle eine Rolle.

Um den Entscheidungsprozess einfacher zu gestalten, können IT-Verantwortliche beispielsweise ein interaktives Tool von Crucial [1] nutzen. Mit elf spezifischen Auswahlfragen werden Aufbau und Ausstattung des Rechenzentrums bestimmt. Das System gibt im Anschluss eine Empfehlung zur vertikalen oder horizontalen Skalierung. Zu den Faktoren, über die Interessenten Auskunft geben müssen, zählen zum Beispiel die vorhanden DIMMs pro Kanal, die Verwendung von Virtualisierungssoftware oder die spezifische Speichertechnologie.

Fazit
Eine Hochskalierung ist dann sinnvoll, wenn das Leistungspotential der vorhandenen Systeme noch nicht voll ausgeschöpft ist. Wenn die Leistungsgrenze noch lange nicht erreicht ist, gibt es keinen Grund für eine horizontale Skalierung – dann kann einfach mit CPUs und Speicher aufgerüstet werden. Ist das Leistungspotential der Infrastruktur jedoch ausgeschöpft, ist es wahrscheinlich Zeit für eine horizontale Skalierung. Unternehmen sollten sich für den Ansatz entscheiden, der sich bestmöglich in das Budget, die Arbeitslast sowie die kurz- und langfristigen Leistungsziele integrieren lässt.
30.03.2016/ln/Tanya Williams, EMEA Regional Marketing Manager DACH bei Crucial

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