Lesezeit: 7 Minuten 49 Sekunden | Veröffentlicht: 16. Oktober 2025
Was ist Data Center Networking? Was ist Data Center Networking?
Ein Rechenzentrums-Netzwerk besteht aus Switches, Routern und anderen Hardwarekomponenten, die zusammenarbeiten, um die notwendige Konnektivität und Sicherheit zur Ausführung von Anwendungen und zur Verarbeitung von Daten sicherzustellen. Da sich die Anwendungsanforderungen aufgrund sich wandelnder Geschäftsanforderungen ständig ändern, müssen auch die Rechenzentrums-Netzwerke sich weiterentwickeln. Traditionelle Rechenzentrums-Netzwerke sind stark von Hardware und physischen Servern vor Ort abhängig, was angesichts des stetig wachsenden Datenvolumens zu Problemen mit Speicherung, Zuverlässigkeit und Latenz führt. Darüber hinaus besteht die einzige Möglichkeit zur Erweiterung eines herkömmlichen Netzwerks im Einsatz größerer Switches und Router, was teuer ist und auch durch die physische Größe des Rechenzentrums limitiert wird. Diese größeren, komplexeren Geräte bergen auch größere Risiken. Sie sind anfälliger für Ausfälle, wobei diese Ausfälle eine größere Auswirkung (oder einen größeren „Explosionsradius“) als kleinere Geräte haben.
Moderne Rechenzentrums-Netzwerke hingegen nutzen Virtualisierung, um Anwendungen und Workloads sowohl in physischen als auch in Multi-Cloud-Umgebungen zu unterstützen. Obwohl moderne Netzwerke immer noch auf physische Komponenten (Router, Switches, Firewalls, Server usw.) angewiesen sind, benötigen sie auch Softwarekomponenten wie Management- und Automatisierungssysteme sowie Analysetools, um Daten und Services zuverlässig und effizient an die Endbenutzer zu liefern.
Wie funktionieren moderne Rechenzentrums-Netzwerke?
Moderne Rechenzentrums-Netzwerke sind darauf ausgelegt, Skalierbarkeits- und Redundanzprobleme zu beheben, die bei der Erweiterung und Weiterentwicklung traditioneller Rechenzentrums-Netzwerke auftreten. Das wird durch eine Architektur erreicht, die aus einem IP-basierten Underlay besteht, das physische Geräte miteinander verbindet, und einem virtuellen Overlay, das aus einer Steuerungsebene und einer Datenebene besteht, um die Konnektivität zwischen Endpunkten herzustellen.
Die Verwendung einer Clos-Architektur (oder Spine-and-Leaf-Architektur) für das Underlay reduziert die Latenz und erhöht die Interkonnektivität. Jedes Leaf-Gerät ist mit jedem Spine-Gerät verbunden, wodurch Redundanz und Ausfallsicherheit gewährleistet werden. Da alle Verbindungen aktiv sind, bietet diese Architektur auch Equal-Cost Multi-Path (ECMP)-Routing. Abbildung 1 veranschaulicht den Aufbau einer einfachen Clos-Fabric.
Beachten Sie, wie alle Spine-Knoten mit allen Leaf-Knoten verbunden sind. Die Vereinfachung der Rechenzentrums-Netzwerkarchitektur auf diese Weise bietet eine Reihe von Vorteilen:
- mehr Agilität,
- Reduzierung der Latenz,
- Maximierung der Bandbreite und
- Minimierung der Bandbreitenverluste bei Verbindungsfehlern.
Auf der Underlay-Infrastruktur wird ein Ethernet VPN (EVPN)-Virtual Extensible LAN (VXLAN)-Overlay aufgebaut. EVPN-VXLAN ist ein standardbasiertes Rechenzentrums-Fabric-Protokoll, das als Steuerungsebene dient, um Netzwerkmapping-Intelligenz bereitzustellen. EVPN-VXLAN ermöglicht durch die Verwendung virtueller und/oder Bare Metal-Server den Aufbau wesentlich größerer Netzwerke.
Ein weiterer wichtiger Aspekt eines modernen Rechenzentrums ist die Automatisierung. Obwohl Netzwerkteams den Wert der Automatisierung zur Bewältigung arbeitsintensiver operativer Aufgaben und zur Reduzierung menschlicher Fehler schon lange erkannt haben, konzentrieren sich die meisten herkömmlichen Automatisierungstools nur auf bestimmte Aufgaben und generieren Konfigurationen, die nur für das aktuelle Netzwerk des Unternehmens gelten. Änderungen am Netzwerk bedeuten, dass auch die Skripte angepasst werden müssen. Und wenn das Netzwerk Hardware von mehreren Anbietern umfasst, muss das Unternehmen daher mehrere Skripte pflegen, die alle die gleiche Aufgabe erfüllen.
Um diese Probleme zu überwinden und den Betrieb zu vereinfachen, setzen Netzwerkteams auf Software für Intent-basierte Netzwerke (IBN), um ihre modernen Rechenzentren zu entwerfen, bereitzustellen und zu betreiben. Diese Software nimmt die Absicht des Netzwerkteams – die formulierten Geschäftsziele – auf und wandelt sie in umsetzbare Netzwerkrichtlinien um, die dann unabhängig vom Hardwareanbieter als gerätespezifische Konfigurationen ausgeführt werden. Die Software validiert außerdem die Ergebnisse, überwacht kontinuierlich das Netzwerk, um sicherzustellen, dass es den Vorgaben entspricht, und nimmt während des gesamten Netzwerklebenszyklus (Tag 0 bis zum laufenden Betrieb) Anpassungen vor.
Welche Probleme löst ein modernes Rechenzentrums-Netzwerk?
Das Rechenzentrums-Netzwerk spielt eine entscheidende Rolle für die Fähigkeit eines Unternehmens, seine Geschäftsziele zu erreichen. Moderne Rechenzentrums-Netzwerke integrieren intelligente Automatisierung und Validierung zur konsequenten und präzisen Unterstützung kritischer Anwendungen sowie zur Bewältigung einer Reihe von betrieblichen Problemen, wie zum Beispiel:
- Anbieterabhängigkeit: Traditionell wurden Netzwerkdesigns von herstellerspezifischen Anforderungen bestimmt. Das moderne Rechenzentrums-Netzwerk hingegen ist herstellerunabhängig, sodass die Geschäftsanforderungen eines Unternehmens die Gestaltung bestimmen und Flexibilität bei der Auswahl des Anbieters gewährleistet ist.
- Menschliches Versagen: Manuelle Eingriffe sind eine Hauptursache für Netzwerkprobleme. Moderne Rechenzentrums-Netzwerke ersetzen manuelle Arbeitsschritte durch Automatisierung, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
- Komplexität: Die Automatisierung trägt außerdem zur Vereinfachung des Netzwerkbetriebs bei und ermöglicht es weniger qualifizierten Netzwerkmitarbeitern, Aufgaben auszuführen, die zuvor spezielle Fachkenntnisse erforderten. Dadurch werden Ressourcenengpässe und Qualifikationslücken verringert.
- Sicherheitslücken: Die Sicherheit von Zero Trust-Rechenzentren ist ein wichtiger Aspekt des modernen Rechenzentrums-Netzwerks. Sie bietet Richtliniensicherheit, Netzwerksegmentierung und Compliance, um zu verhindern, dass sensible Informationen in die falschen Hände geraten.
- Inflexibilität: Das moderne Rechenzentrums-Netzwerk verfügt über die Agilität und Flexibilität, sich an veränderte Geschäftsanforderungen anzupassen und zu skalieren.
- Unstimmigkeiten: Durch die Zusammenführung von Informationen in einem einzigen Datensatz stellt das moderne Rechenzentrums-Netzwerk sicher, dass alle Netzwerkoperationen auf einer einzigen, verlässlichen Datenquelle basieren.
- Datennebel: Das Durchsuchen riesiger Datenmengen stellt eine Herausforderung bei der Fehlersuche dar. Dank integrierter fortschrittlicher Analysefunktionen beseitigt das moderne Rechenzentrums-Netzwerk diese Herausforderung, indem es dem Netzwerk ermöglicht, Abweichungen und relevante Zustände schnell zu erkennen und umsetzbare Erkenntnisse für eine schnelle Ursachenermittlung zu liefern.
HPE Juniper Networking Rechenzentrums-Netzwerke im Einsatz
HPE Juniper Networking bietet alles, was ein Netzwerkteam für die Planung, den Aufbau, die Bereitstellung und den Betrieb eines modernen Rechenzentrums-Netzwerks benötigt. Egal ob Ihr Unternehmen bei null anfängt oder ein bestehendes Netzwerk modernisiert, unser Hauptziel ist es, die Zuverlässigkeit Ihrer Netzwerkinfrastruktur und -abläufe zu verbessern, Ihre Betriebskosten zu senken und eine schnellere Markteinführungszeit zu erreichen. Das erreichen wir durch die Bereitstellung von Intent-basierter Netzwerksoftware und speziell programmierten Switching-, Routing- und Sicherheitslösungen. Neben dem Zugriff unserer Hardware auf das übersichtlich strukturierte und dennoch vielseitige Junos OS verfügen unsere Systeme auch über IP-Fabric, Bedrohungsabwehr und EVPN-VXLAN-Funktionen.
- Apstra Data Center Director: Apstra Data Center Director ist eine Plattform für Fabric-Management und Automatisierung, die auf den Prinzipien der Intent-basierten Vernetzung basiert. Apstra Data Center Director automatisiert und validiert das Design, die Bereitstellung und den Betrieb von Netzwerken über eine Vielzahl von Anbietern, beliebige Topologien und beliebige Rechenzentrumsstandorte hinweg. Es beschleunigt den täglichen Betrieb durch eine zentrale Informationsquelle, leistungsstarke Analysen und die Identifizierung der Ursachen, sodass Sie Probleme schnell erkennen und beheben können. Apstra Data Center Director verkürzt die Bereitstellungszeiten durch validierte Vorlagen und Zero-Touch-Provisioning (ZTP) erheblich. Zudem beugt es Ausfällen durch vorausschauende Einblicke vor, verkürzt die Lösungszeiten und minimiert menschliche Fehler durch Änderungskontrolle und schnelles, netzwerkweites Rollback.
- Switches: HPE Juniper Networking bietet eine Reihe von Switches für den Einsatz in Rechenzentrums-Netzwerken an. Unsere Switches ermöglichen Ihnen die einfache Skalierung Ihres Rechenzentrums-Netzwerks, um:
- weitere Benutzer hinzuzufügen,
- die Netzwerkgeschwindigkeit zu verbessern,
- größere Datenübertragungen zu ermöglichen,
- Sicherheitsebenen hinzuzufügen und
- die Cloud zu optimieren.
Maschinelles Lernen und KI implementieren
Wir nutzen Mist AI in unseren Switches, um mithilfe von Echtzeitdaten Analysen durchzuführen und Vorhersagen zu treffen, die Zeit, Ressourcen und Geld sparen. Unsere stackingfähigen Switches sind zudem einfach in andere Systeme zu integrieren und bieten sowohl kabelgebundene als auch kabellose Verbindungen, einschließlich EVPN-VXLAN. Bei den Switch-Familien bieten wir die Serien EX und QFX. Die EX-Serie umfasst Ethernet-Switches mit Cloud-Integrations- und Aggregations-Core-Layern, die sich gut für Unternehmensfilialen, Campus-Netzwerke und Rechenzentrums-Netzwerke eignen. Die QFX-Netzwerk-Switches bieten offene Programmierbarkeit mit Junos OS und ermöglichen eine durchgängige Automatisierung mit der Apstra Data Center Director Software. Mit der QFX-Serie können Sie Spine- und Leaf-Fabrics erstellen, da sie über Core-, Data-Center-Gateway- und Data-Center-Interconnect-Funktionen verfügen.
- Router: HPE Juniper Networking bietet eine Reihe von Edge-fähigen Routern an, die je nach Bedarf stabil oder agil sein können. HPE Juniper Router gewährleisten eine operative Konsistenz und können in bestehende Netzwerksysteme integriert werden oder diese verbessern. In Kombination mit Junos OS und Automatisierungssoftware sind diese Router zukunftssicher. Unsere MX Universal-Serie, die SDN-fähige Router umfasst, kann mit dem Wachstum Schritt halten. Außerdem gibt es die PTX-Serie, die wichtige Funktionen, extrem hohe Energieeffizienz und außergewöhnliche Leistung in 100G- und 400G-Netzwerken bietet. Die PTX-Serie ist auch für den Einsatz in zentralen WAN-Netzen und Rechenzentren optimiert. Für diejenigen, die universelle Metro-Router benötigen, bieten wir diese ebenfalls an. Von unserer ACX-Serie können Anwender profitieren, indem sie Netzwerk-Overlays überflüssig macht. Für diejenigen, die Automatisierung und maschinelles Lernen maximieren möchten, bieten wir Session Smart Router an. Durch den Anschluss eines Gateways an Ihr Netzwerk können Sie Ihre Router zusätzlich absichern. Schließlich gibt es noch physische, virtuelle und containerisierte Firewalls.
- Junos OS: Das Junos-Betriebssystem ist das Alleinstellungsmerkmal unserer Hardware. Im Gegensatz zu anderen Systemen mit möglicherweise mehreren Versionen unterschiedlicher Betriebssysteme kann das Junos OS systemweit eingesetzt werden. Alle unsere Geräte verfügen über das Junos OS, was die Verbindung vereinfacht. Dieses Betriebssystem lernt und nutzt auch Echtzeit-Analysen zur Leistungsoptimierung. Weitere Funktionen von Junos OS:
- Automatisierungs-Frameworks: Die Integration von Junos OS ist ganz einfach. Es ist mit verschiedenen Infrastrukturen kompatibel, darunter:
- Ansible
- Chef
- Puppet
- PyEZ
- Salt
- Programmierbarkeit: Passen Sie das Junos-Betriebssystem mit der Juniper Extension Toolkit (JET) API an die Anforderungen Ihres Unternehmens an. Hier können die Betreiber das Betriebssystem so programmieren, dass es Netzwerkzugriff und Services auf Datenebene verwaltet. Die JET API funktioniert in unserem gesamten Portfolio, einschließlich externer Server.
- Telemetrie: Mit dem Junos Telemetry Interface (JTI) steht Programmierern eine verteilte Netzwerkanalyse-Engine zur Verfügung, die Netzwerkdaten und Ereignisinformationen in Echtzeit sammeln, organisieren und bereitstellen kann. Das hilft den Betreibern, sich auf die Zukunft vorzubereiten und ihre Netzwerke entsprechend zu optimieren.
FAQs
Wie sieht die Weiterentwicklung des Rechenzentrum-Designs aus?
In den vergangenen 30 Jahren war jedes Jahrzehnt von einer Weiterentwicklung geprägt, wie wir Strukturen von Rechenzentren aufgebaut haben. Die ersten drei Generationen waren iterativ und bauten auf der vorherigen Idee für das Rechenzentrum auf. Die vierte Generation verfolgt einen ganzheitlicheren Ansatz, um nicht nur die Konnektivität, sondern das gesamte Spektrum an Infrastrukturservices für die Rechenzentrums-Fabric zu vereinfachen und zu erweitern.
Was leistet ein Rechenzentrums-Netzwerk?
Ein Rechenzentrums-Netzwerk ermöglicht es Betreibern, den Endbenutzern digitale Services anzubieten. Das alles geschieht mithilfe von Netzwerkhardware wie Routern, Switches und Gateways. Diese Produkte können mit künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen, Firewalls sowie Management- und Automatisierungssoftware ausgestattet sein, um den Netzwerkbetrieb zu optimieren und abzusichern.
Warum benötigen wir Rechenzentrums-Netzwerke?
Rechenzentrums-Netzwerke stellen Endbenutzern wichtige Services und Anwendungen zur Verfügung. Wer online geht, ist auf Rechenzentrums-Netzwerke angewiesen. In der heutigen informationshungrigen Welt wächst der Bedarf an mehr Rechenleistung, schnellerer Verarbeitungsgeschwindigkeit und umfassenderem Datenspeicherplatz stetig. Die Optimierung der Netzwerkleistung und -skalierbarkeit stellt daher eine Herausforderung dar, der sich Netzwerkteams ständig stellen müssen.
Was ist ein neues Zeitalter der intelligenten Rechenzentren?
Der Wandel von zentralisierten Rechenzentren zu verteilten modernen Edge-to-Cloud-„Datenzentren“ schreitet weiter voran. Daher werden neue Architekturen benötigt, um sichere Konnektivität bereitzustellen und Benutzern und Anwendungen lokal und am Edge eine einzigartige Erfahrung zu bieten. Diese nächste Welle der Konnektivität von Rechenzentren erfordert leistungsfähigere Fabrics, verteilte Services und flexible Verbrauchsoptionen.
Eine Architektur für verteilte Services dehnt Zero Trust tiefer in das Rechenzentrum aus – an den Edge von Netzwerk-Servern, wo es eine feinkörnige Mikrosegmentierung sowie eine starke Skalierung und Stärkung der Sicherheit geschäftskritischer Workloads bietet.
Was ist das Rechenzentrum-Design der 4. Generation?
Die vierte Generation der Architektur des Rechenzentrums führt die Zusammenlegung zustandsabhängiger Funktionen für die gesamte Fabric ein. Die Fabric ist nicht mehr länger eine zustandsunabhängige Verbindung, die Workloads und Services zusammenfügt, sondern kann nun alle Infrastrukturservices in einer neuen und vereinfachten Integration bereitstellen. So lässt sich die Komplexität des Rechenzentrums vereinfachen und sicherstellen, dass Workload-Services am Fabric-Edge verfügbar sind.
Was sind Trends im Design moderner Rechenzentren?
Traditionell stellten die reinen CPUs die Rechenleistung für Hyperscale- und Rechenzentren in Unternehmen bereit. Inzwischen haben GPUs (Graphics Processing Units bzw. Grafikprozessoren) eine bedeutende Rolle übernommen, da sie für künstliche Intelligenz und Big-Data-Analysen eingesetzt werden können.
In jüngster Zeit ist eine neue Prozessorart aufgekommen – die Data Processing Unit (DPU). Bei DPUs handelt es sich um speziell entwickelte Hardware, die dazu dient, den Datenverkehr so auszulagern, dass rechenintensive Aufgaben auf CPU- und GPU-Ressourcen optimiert werden können.
DPUs werden in Rechenzentrumsservern zur Bereitstellung einer schnelleren Rechenleistungs-, Cloud-, Netzwerk-, Sicherheits- und Speicherfunktionalität u. a. für Verschlüsselungs-, Firewall-, NAT- und telemetrische Funktionen eingesetzt. Diese Funktionen unterstützen die isolierten, Cloud-nativen Bare-Metal-Computing-Plattformen, die die nächste Generation des Computings mit Cloud-Skalierung ausmachen.
Die DPU-Technologie hat sich von einer rein serverbasierten Technologie zu einer Verfügbarkeit in Netzwerk-Switches entwickelt. Damit können Betreiber branchenübliche Leaf-Spine-Netzwerke um zustandsabhängige verteilte Mikrosegmentierung, Ost-West-Firewalling, NAT, Verschlüsselung und Telemetrie-Services erweitern – und zwar dichter an den Stellen, an denen kritische Computing- und Storage-Workloads am Edge des Computing-Netzwerks verarbeitet werden.