Vorwort
Die Verfügbarkeit von Kommunikationsdiensten ist für viele Unternehmen von höchster Priorität. Mit dem Wandel der Kommunikationsnetze von TDM zu IP-basierten Next Generation Networks (NGN) und der Möglichkeit, die Kommunikationsdienste virtualisiert – in Form gewöhnlicher Serverdienste – bereitzustellen, ergeben sich neue Möglichkeiten der Hochverfügbarkeit und Skalierbarkeit.
Wurden bisher meist Aktiv/Passiv-Gerätekonfigurationen verwendet, um den Ausfall eines Primärgeräts abzusichern, stehen heute verschiedene Redundanzszenarien zur Verfügung, die die unterschiedlichen Anforderungen an Service-Level und eventuelle Wiederherstellungszeiten im Disaster Recovery-Fall abdecken.
Die Bereitstellung von Kommunikationsdiensten in Form von IT-Diensten ist deshalb nicht nur der logische Schluß aus der Konvergenz der Daten- und Kommunikationsnetze, sondern auch das Mittel der Wahl, um hohe Verfügbarkeit und einfaches bzw. einheitliches Management zu garantieren.
Ein virtualisiertes Kommunikationssystem skaliert nicht nur mit den zur Verfügung gestellten Ressourcen, sondern läßt sich auch in vorhandene Backup- oder Disaster-Recovery-Strategien integrieren: Backups, Snapshots, Replikationen, Fault Tolerance und weitere Technologien erlauben es unter Abwägung von Ressourceneinsatz und Komplexität die geforderte Verfügbarkeit zu erreichen. Dabei lassen sich bereits etablierte Strategien, Richtlinien und Notfallkonzepte unmittelbar auf den Kommunikationsdienst anwenden, was die Komplexität und damit Anwenderfehler reduziert und im Fall der Fälle eine schnelle Wiederherstellung der unternehmenskritischen Anwendung ermöglicht.
STARFACE VM-Edition & STARFACE Flip
Das STARFACE Kommunikationssystem basiert auf einem CentOS Linux System, auf dem unter anderem der STARFACE Applikationsserver, HylaFax und der CallHandler Asterisk Business Edition arbeiten.
Die VM-Edition enthält Integrationstreiber für VMware und Hyper-V und ist ansonsten identisch mit der auf Appliances oder in der Cloud installierten STARFACE Software.
Der Betrieb einer Kombination aus VM-Edition und physikalischer Appliance ist daher genauso möglich, wie das Verschieben oder Kopieren einer Instanz in eine STARFACE Cloud. Kopiert werden hierbei lediglich die Konfiguration, Datenbankinhalte sowie Faxe und Voicemails – was in Summe nur wenige Megabyte Daten ausmacht und somit sehr schnell vonstatten geht.
Durch das Mischen der verschiedenen Betriebsarten (VM, Appliance, Cloud) lassen sich so sogar mögliche Ausfälle der eigenen Virtualisierungslandschaft berücksichtigen.
Vorteile der TK-Virtualisierung
Qualität der eingesetzen Hardware
Es ist nicht unüblich, dass Unternehmen deutlich mehr in in Ihre IT-Landschaft bzw. Server-Infrastruktur investieren, als in die Hardware einer Telefonanlage. Die Server- und Netzwerk-Infrastruktur ist für die Bereitstellung von Geschäftsanwendungen und für die Aufrechterhaltung des Geschäftsbetriebs verantwortlich und hat daher – wenig überraschend – einen hohen Stellenwert.
In mittelständischen Unternehmen und erst recht im Enterprise-Umfeld finden sich daher typischerweise:
- Hochverfügbare Cluster, bestehend aus mehreren Servern an unterschiedlichen Standorten
- Markenserver mit hochwertigen und für höchste Verfügbarkeit ausgelegten elektronischen Bauteilen
- Server-Virtualisierung mit HA-Mechanismen
- Fehlererkennender und -korrigierender Speicher (ECC-Speicher)
- Hochverfügbare und redundant per Multi-Pathing angebundene SANs, basierend auf Disk-Arrays in RAID-Verbünden, mit wiederum redundanten Anbindungen einzelner Hot-Swap SSDs/HDDs an unterschiedliche Host-Adapter (Dual-Port SAS) und Server-SSDs/HDDs mit erhöhter Ausfallsicherheit und geringeren Lesefehlerraten
- Redundante und hot-swap-fähige Netzteile und Lüfter, redundante und unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), aktive Klimatisierung
- Link-aggregierte Netzwerkverbindungen
- Hochwertige Verkabelung (Klasse EA Twisted-Pair oder LWL)
- Hardware-Monitoring und Auslastungsüberwachung
- Backup- und Disaster-Recovery-Konzepte; Off-Site-Backups
Typische TK-Systeme sind im Gegensatz dazu meist sehr einfach gestrickt. In Form reiner Hardware-Investitionskosten liegen diese deshalb oft zwischen einem Zehntel und einem Hundertstel der IT-Hardwareinvestitionen.
Bei der Bereitstellung von Kommunikationsdiensten in Form von IT-Diensten läßt sich jedoch von der Qualität und Verfügbarkeit der IT-Infrastruktur profitieren – indem die TK als virtualisierter Dienst auf dieser Infrastruktur ausgeführt wird.
Skalierbarkeit
Vor der Anschaffung eines neuen TK-Systems stellt sich in der Regel die Frage nach der Dimensionierung. Sollen 50, 100, 500 oder über 1.000 User das System nutzen? Welche Annahmen können bezüglich der gleichzeitigen Nutzung bzw. Spitzenlasten getroffen werden? Welche zusätzlichen Funktionen soll das System unter Umständen in Zukunft mit übernehmen?
Die Empfehlung "Nehmen Sie eine Größe größer, Sie wachsen schon rein", soll hier vorhandene Unsicherheiten durch Schaffung eines "Puffers" berücksichtigen.
Genau diese Überlegungen haben Unternehmensentscheider bereits bei der Dimensionierung der IT-Infrastruktur (hoffentlich) berücksichtigt, so dass in der Regel ausreichend Leistungsreserven vorhanden sind um das zu erwartende Wachstum der nächsten Jahre aufzufangen. Die TK-Virtualisierung erlaubt es, diese Leistungsreserven bei Bedarf zu nutzen. Wenn Mitarbeiterzahlen anwachsen oder weitere Standorte hinzukommen, bedeutet das für den Betrieb des TK-System in der Regel einfach nur das Zuweisen von etwas mehr Arbeitsspeicher, Storage und vielleicht eines weiteren CPU-Kerns. Das System skaliert mit den zur Verfügung gestellten Ressourcen.
Wiederherstellbarkeit
Strom sparen, Kühlung, Snapshots
Abschreibung/Planung, Ersatzteile
Betriebswirtschaftliche Aspekte
Redundanz-/HA-Konzepte
Die Bereitstellung der verschiedenen Redundanzfunktionen fällt bevorzugt in den Aufgabenbereich eines Hypervisors. Es handelt sich hierbei also nicht um besondere Funktionen des STARFACE Kommunikationssystems.
Im vorliegenden Fall gehen wir von einer zentralen STARFACE VM-Edition aus (anstatt einzelnen Anlagen an den verschiedenen Standorten), was sich aus administrativer Sicht sowie mit Blick auf die Lizenzkosten als vorteilhaft erweist. Außerdem sieht das Konzept die Ergänzung der primären VM-Edition um eine physikalische Appliance vor, um so auch einen Ausfall der Virtualisierungsinfrastruktur mit einer Wiederherstellungszeit von wenigen Minuten abzubilden.
Für die einzelnen Standorte wird angenommen, dass die zur Verfügung gestellte virtualisierte Hardware identisch ist (gleiche Art und Anzahl der virtuellen CPU-Kerne). Desweiteren wird angenommen, dass VMware vSphere mit vCenter Server und Site Recovery Manager (SRM) in einem HA-Cluster zum Einsatz kommt.
Lokale Redundanz
Die lokale Redundanz wird über VMware Fault Tolerance (FT) erreicht. Hierbei wird eine identische STARFACE-Instanz synchron innerhalb des VMware-Clusters ausgeführt (Active Secondary). Der Ausfall eines physikalischen Hosts wird automatisch und unterbrechungsfrei kompensiert.
Geo-Redundanz
Bei der geografischen Redundanz, werden die Standorte in einen Hauptstandort, Sekundärstandort und vielleicht sogar einen Tertiärstandort unterteilt. Ein Sekundärstandort stellt den Betrieb des STARFACE Kommunikationssystems sicher, sollte der Primärstandort ausfallen. Der Tertiärstandort stellt den Betrieb bei Ausfall von Primär- und Sekundärstandort sicher.
Hierfür kommen die Funktionen des VMware Site Recovery Managers (SRM) zum Einsatz: Im Falle eines Ausfalls des primären Standorts, werden Replikate der STARFACE VM-Edition am sekundären oder tertiären Standort gestartet.
Ein Failover auf geo-redundanter Basis ist in der Regel nicht unterbrechungsfrei, sondern geht meist mit einem Abbruch laufender Gespräche und einem Ausfall der Telefoniefunktion im Bereich von Sekunden bis wenigen Minuten einher. Die Ausfallzeit wird hauptsächlich durch die Konvergenz des jeweils eingesetzten IP-Routingprotokolls bestimmt. Auf Router-Ebene müssen die Verbindungen der Endgeräte/Clients und Mediengateways zur sekundären oder tertiären STARFACE VM (mit identischer IP-Adresse) an einem anderen Standort geroutet werden. Bei Einsatz von OSPF mit BFD können die Konvergenzzeiten jedoch stark reduziert werden.
Wichtig ist, dass die STARFACE VMs an den weiteren Standorten mit identischer IP-Adresskonfiguration starten. Hierfür sollte ein separates Netz angelegt werden. Nur so ist sichergestellt, dass sich die Endgeräte unverzüglich nach Verfügbarwerden der Redundanz-VMs an diesen Anmelden. Die "Umschaltung" auf die Geo-Redundanzanlagen ist somit auf die Ebene des Netzwerk-Routings verlagert.