CeBIT – Roundtable-Diskussion Carrier-Ethernet:
Highspeed für das Rechenzentrum

von Ralf Ladner (ralf.ladner@networkcomputing.de), Uwe Scholz

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11.06.2010

Carrier-Ethernet – Ethernet, ursprünglich als reine LAN-Technologie gestartet, findet inzwischen mehr und mehr auch im Metro-Bereich oder auf Carrier-Distanzen Anwendung.

Zunächst galt es, die nötigen zusätzlichen Features zu realisieren und die erheblich gestiegenen Leistungsanforderungen zu implementieren. Wenngleich sich der Begriff Carrier-Ethernet in diesem Umfeld durchgesetzt hat, handelt es sich durchaus nicht nur um ein Protokoll für die Datenübertragung im Provider-Backbone. Auch der Enterprise-Sektor profitiert zunehmend von Carrier-Ethernet-Services im WAN. Welche Relevanz die Technologie für die Anwendung im Datacenter hat, darüber diskutierten Vertreter von Herstellern, Service-Providern und Anwendern im Rahmen der Datacenter-Area von Network Computing und der Deutschen Messe AG auf der CeBIT 2010.

Für die Anwendung von Ethernet im WAN waren zunächst erhebliche Standardisierungsanstrengungen erforderlich. Hier hat sich vor allem das Metro Ethernet Forum (MEF) verdient gemacht, eine herstellerunabhängige Organisation von heute mehr als 150 Unternehmen. Die seit 2001 durchgeführten Aktivitäten gliedern sich in drei Phasen. Zunächst galt es, die Architektur sowie die entsprechenden E-Line- sowie E-LAN-Services zu definieren und entsprechende Standards zu erarbeiten. Im Jahre 2005 begann parallel zu den ersten Implementierungen ein umfassendes Zertifizierungsprogramm für Carrier-Ethernet-Equipment und Managed-Carrier-Ethernet-Services, das den Einsatz wesentlich beschleunigt hat. Die Definition wurde auf den Access-Bereich sowie Mobile-Backhaul ausgedehnt. Die aktuelle dritte Phase widmet sich verstärkt dem Thema Global-Interconnect mit der Definition von E-NNI, Classes of Services, UNI-Automation oder OAM. Zudem wurden umfassende Marketing-Aktivitäten entwickelt, um das Angebot von Carrier-Ethernet basierten Services voranzutreiben.

Joachim Bürkle, Solution Manager bei Ericsson: »Ziel der Anstrengungen war es, einen universellen Ethernet-basierten Service für Carrier und Unternehmen gleichermaßen bereitzustellen. Die Einsatzgebiete für Unternehmen umfassen heute so vielfältige Bereiche wie die Verbindung von Unternehmensstandorten, Server-Konsolidierung, Sicherstellung der Geschäftskontinuität (Backup & Recovery), Software as a Service (SaaS), Service-Oriented-Architecture (SOA), Internet-Access, Distributed-Imaging, Distributed-Storage-Area-Networks, Converged-Networking, Virtualisierung oder Cloud-Computing.«

Carrier-Ethernet versus Datacenter-Ethernet

Allerdings – so umfassend sich Carrier-Ethernet hier aufstellt, für den Einsatz im Rechenzentrum bestehen partiell unterschiedliche Anforderungen. Prinzipiell sind drei Aufgabenbereiche zu bewältigen – die Datenkommunikation innerhalb des Datacenter, die Verbindung von Rechenzentren miteinander sowie der Access zu Rechenzentren. Unterschiede bestehen hier vor allem in der Frage, welche Anforderungen die Anwendung an das Übertragungsprotokoll in Bezug auf Laufzeit und Datenintegrität stellt. Synchrone Kopplungen, wie sie beispielsweise beim sofortigen Spiegeln von Daten zwischen Rechenzentren eingesetzt werden, haben hier die höchsten Anforderungen, so dass typischerweise Protokolle wie Fibre-Channel eingesetzt werden, die eine eingebaute Datenflusskontrolle haben und gleichzeitig geringste Laufzeit garantieren. Sind die Anforderungen geringer, wie bei asynchronen Kopplungen, so können Flusskontrolle und Datenintegrität auch auf höheren Protokollebenen implementiert werden (z.B. bei SDH oder Ethernet).

Johannes Weingart, Product Manager bei Teragate, erklärt: »Carrier-Ethernet bietet Funktionen zum Management der Bandbreite sowie der Servicequalitäten. Es ermöglicht Datenverbindungen mit sehr geringen Fehlerraten und ist eine hervorragende Basis für asynchrone Kopplungen. Im Bereich der synchronen Kopplungen wird heute meist Fiber-Channel mit Geschwindigkeiten von 1 bis 10 GBit/s eingesetzt. Datacenter-Bridging (DCB), oft auch als Datacenter-Ethernet oder Converged-Enhanced-Ethernet bezeichnet, bietet eine gute Alternative mit der Fähigkeit, konvergente Verbindungen von Fiber-Channel (via FCoE) und klassischem Ethernet auf derselben Infrastruktur zu realisieren.«

Johannes Weingart, Teragate: »Klassisches Ethernet arbeitete nach dem Senden und Vergessen Prinzip, im Bereich der hochverfügbaren Rechenzentrumskopplungen ist hier ein Umdenken gefordert.«

Carrier-Ethernet war zunächst als Technologie gedacht, die es Carriern ermöglicht, herkömmliche Festverbindungen durch Ethernet zu ersetzen. Damit ergeben sich nach Ansicht von Christian Illmer, Director Lösungsmanagement Enterprise bei ADVA Optical Networking AG, auch die unterschiedlichen Einsatzbereiche von Carrier-Ethernet und Datacenter-Ethernet. Datacenter-Ethernet sei zunächst als Konvergenzprotokoll gedacht, um Speichernetze, die bisher Fibre-Channel nutzten, und normale Datennetze, die typischerweise Ethernet einsetzen, auf eine gemeinsame Technologie zu migrieren. »Damit ergeben sich die Einsatzgebiete für Carrier-Ethernet im Datacenter-Umfeld vor allem bei der Anbindung (Access) von Kunden in das Rechenzentrum, während Datacenter-Ethernet vorwiegend im Rechenzentrum oder aber bei der Verbindung von Rechenzentren untereinander zum Einsatz kommen wird.«

Carrier-Ethernet mit den Einsatzgebieten Netzzugang und Festverbindungsdienste müsse sehr spezielle Anforderungen in Bezug auf Überwachung der gelieferten Services (SLA), Netzabschluss und Transportqualität (QoS) erfüllen. Der Kunde erwarte alle Leistungsmerkmale, die er bisher von SDH kennt, auch bei der Nutzung von Carrier-Ethernet. Damit sei Carrier-Ethernet optimiert für den Daten-Transport. Im Gegensatz dazu muss Datacenter-Ethernet andere Anforderungen erfüllen. Hier sollen unternehmenskritische Speicherdaten übertragen werden und wichtige Elemente wie Flusskontrolle, geringste Laufzeit oder Eliminierung von Packet-Loss, wie sie bei Fibre-Channel bereits Standard sind. Dies erfordert Erweiterungen im Ethernet-Protokoll und bei der verwendeten Hardware. Physikalisch (aus Layer 1 Sicht) handelt es sich zwar immer noch um Ethernet, aber die Einführung von neuen Ethertypes, etwa für FCoE (Fibre-Channel over Ethernet), und die Ergänzungen im Bereich Flusskontrolle, Priorisierung oder Multipathing stellen schon im Vergleich zu »Standard-Ethernet« gravierende Änderungen dar.

Enabler für Cloud-Computing

Neben den klassischen Einsatzgebieten in der Rechenzentrumskommunikation drängen derzeit aber auch andere Schlagwörter in den Vordergrund. Während Carrier-Ethernet beim Einsatz innerhalb des Rechenzentrums mit Datacenter-Ethernet ergänzt werden muss, so präsentiert sich die Technik etwa im Umfeld von Cloud-Computing als wahrer Erfolgsfaktor, auch wenn die Konzeption so neu gar nicht ist.

Udo Nowag, Business Lead IP Devision bei Alcatel-Lucent, erinnert daran, dass die Idee des Application-Service-Provisioning bereits seit fast zehn Jahren diskutiert werde, aber nie so recht von der Stelle gekommen sei. »Dafür gab es eine Reihe von Gründen. Die erforderliche Bandbreite war einfach zu teuer, um Anwendungen für den Kunden zu hosten. Mit Carrier-Ethernet kann dieses Problem nun gelöst werden. In der Tat sehen wir auf dieser Basis heute ein starkes Wachstum bei Cloud-basierten Services.«

Udo Nowag, Alcatel-Lucent: »Die in Kürze zur Verfügung stehende 100-Gigabit-Ethernettechnik, wird bei der Kopplung von Datacentern in der Zukunft eine große Rolle spielen.«

Cloud-Computing, so die einhellige Meinung der Teilnehmer am Roundtable, sieht mit Carrier -Ethernet in eine rosige Zukunft. Voraussetzung seien allerdings die universelle Verfügbarkeit von Carrier-Ethernet basierten Services, Kostenvorteile sowie attraktive Service-Level-Agreements.

Martin Jähn, Board Member der Dataneum AG: »Als Rechenzentrumsbetreiber benötigen wir natürlich entsprechende Angebote der Provider. Die realen Kosten sind hier lediglich ein – wenn auch wichtiges – Kriterium. Hinzu kommen aber auch Fragen der Transparenz, der Qualität oder der Sicherheit.«

Hinsichtlich der Verfügbarkeit von Carrier-Ethernet-Services haben Europa und speziell auch Deutschland im internationalen Vergleich einen Nachholbedarf. Während etwa Nordamerika oder Teile Asiens bereits über flächendeckende Services verfügen, tun sich manche Incumbents in Europa eher noch schwer mit der Definition der Services und deren Vermarktung. Darin sehen die Beteiligten aber auch eine Chance für neue Provider, zumal die Technik allemal bereitsteht.

Alternative für Unternehmen

Carrier-Ethernet bietet in Bezug auf Kosteneffizienz, Flexibilität, Skalierbarkeit, Sicherheit oder Servicequalität eine höchst attraktive Alternative zu klassischen Technologien. Darüber hinaus ist zunehmend die Energieeffizienz ein Thema vor allem im Rechenzentrumsumfeld. So ist etwa Carrier-Ethernet im Hinblick auf den Energiebedarf per Megabit erheblich effizienter als klassische Übertragungstechnologien, und mit der hohen Bandbreite ermöglicht die Technik das zentrale Hosting von Services und die damit verbundenen Kosten- und Energieeinsparungen.

Unternehmen, so die einhellige Meinung der Teilnehmer, sind gut beraten, sich mit dem Einsatz von Carrier-Ethernet im Rahmen der Aufgaben des Rechenzentrums eingehend zu beschäftigen. Einfache Integration, hohe Skalierbarkeit, geringere Kosten für Services und Management sprechen eine eindeutige Sprache.

Die heute bereits auf Carrier-Ethernet basierenden Anwendungsbeispiele zeigen, dass unterschiedlichste Anforderungen hinsichtlich Servicequalität, Flexibilität, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz erfüllt werden können, sei es im internationalen zeitkritischen Börsengeschäft, bei großen Datenmengen wie bei der Bildübertragung im Gesundheitswesen oder bei der Kopplung von Unternehmensnetzen. Anwender, so der Ratschlag der Diskutanten, sollten aktiv auf die Provider zugehen und gemeinsam nach neuen Lösungen suchen, um so von den Vorteilen zu profitieren.

Uwe Scholz, freier Journalist in Berlin