Was ist eine verteilte Hybridarchitektur?

Ein entscheidender Bestandteil der Entwicklung des Cloud Computing liegt darin, dass die verteilte Hybrid Cloud das traditionelle Hybrid Cloud-Modell erweitert, indem es die Agilität, Flexibilität und Sicherheit bietet, die nötig sind, um komplexe verteilte Umgebungen zu bewältigen und die Einführung von KI zu beschleunigen.

In den letzten Jahren haben datenintensive Anwendungen explosionsartig zugenommen, ebenso wie der Bedarf, Informationen nahezu in Echtzeit am Edge zu verarbeiten. Eine verteilte Hybridinfrastruktur integriert unterschiedliche Systeme in ein zuverlässiges und sicheres System, sodass Unternehmen sich kontinuierlich anpassen, Innovationen vorantreiben und mit den sich rasch verändernden Technologien Schritt halten können.

Laut einem Bericht von 360iresearch wurde die DHI-Marktgröße im Jahr 2024 auf 5,60 Milliarden USD geschätzt und soll bis 2032 9,95 Milliarden USD erreichen. ¹

Verteilte Hybrid-Infrastruktur und verteilte Cloud mögen ähnlich klingen, aber es handelt sich nicht um dieselben Technologien.

Eine verteilte Cloud ist ein öffentlicher Cloud-Dienst, bei dem ein Cloud-Anbieter Infrastruktur an mehreren Standorten bereitstellt. Zum Beispiel die Rechenzentren des Cloud-Service-Anbieters, Rechenzentren von Drittanbietern und On-Premise-Lösungen. Außerdem verwaltet sie alles von einer einzigen Steuerungsebene aus.

Verteilte hybride Infrastruktur besteht aus Lösungen, die On-Premises-, Multicloud- und Edge-Computing-Umgebungen abdecken und eine einheitliche Managementschicht für konsistente Betriebs-, Sicherheits- und Arbeitslastportabilität schaffen. Dieser Ansatz vereinfacht den IT-Betrieb für moderne containerisierte Anwendungen.

Verteilte hybride Infrastruktur (DHI) besteht aus einem einheitlichen Technologiestack, der auf cloudnativen Funktionen für Anwendungsentwicklung und Bereitstellung basiert. Sie erweitert cloudbasierte Prinzipien über eine gesamte hybride Umgebung.

Dies sind einige der wichtigsten Komponenten:

• Virtualisierung
• Containerisierung
• Containerorchestrierung
• Microservices
• Vereinheitlichte Verwaltungsplattform

Virtualisierung, bei der eine Softwareschicht namens Hypervisor verwendet wird, um Computerhardware in mehrere virtuelle Maschinen (VMs) zu abstrahieren, ist grundlegend für Cloud-Computing.

Jede VM betreibt ihr eigenes Betriebssystem (OS) und agiert wie ein separater physischer Computer, der dieselbe zugrunde liegende Hardware teilt. Sie verteilt Ressourcen (zum Beispiel Prozesse, Speicher, Netzwerke, Speicher), die traditionell an Computerhardware gebunden sind, an vielen verschiedenen Standorten, was die Grundlage für DHI bereitet.

Auf der Virtualisierung basierend, sind Container ausführbare Softwareeinheiten, die Anwendungscode zusammen mit seinen Bibliotheken und Abhängigkeiten paketieren. Sie stellen eine natürliche Weiterentwicklung von VMs dar und ermöglichen es, Code in jeder beliebigen Computerumgebung auszuführen. Dadurch wird eine zusätzliche Ebene der Portabilität und Geschwindigkeit für moderne Anwendungen geschaffen.

Kubernetes, eine Open-Source-Container-Orchestrierungsplattform, plant und automatisiert die Bereitstellung, Verwaltung und Skalierung containerisierter Anwendungen und sorgt dafür, dass sie unabhängig vom Einsatzort reibungslos laufen.

Die Microservices-Architektur ist ein Entwurfsmuster, bei dem eine einzelne Anwendung aus vielen lose gekoppelten und unabhängig voneinander einsetzbaren kleineren Komponenten oder Diensten besteht, die über APIs und Message Broker kommunizieren. Diese Dienste sind portabel und können überall eingesetzt werden, was sie zu einem wichtigen Bestandteil des DHI macht.

Streaming-Dienste wie Netflix und HBO nutzen Hunderte von Microservices, um Aufgaben auszuführen, die von Benutzerauthentifizierung und Inhaltsempfehlungen bis hin zu Video Streaming und Abrechnung reichen.

Eine einheitliche Managementplattform bietet IT-Teams eine einheitliche Plattform, um geschäftskritische Workloads in allen Umgebungen bereitzustellen, zu verwalten und zu optimieren. Zu den Funktionen gehören Orchestrierung, Automatisierung, Überwachungs- und Governance-Tools, die Arbeitsabläufe optimieren und die allgemeine Gesundheit und Leistung verteilter Infrastruktur und Anwendungen verfolgen.

Distributed Hybrid Infrastructure (DHI) hilft Unternehmen, ihre IT-Systeme zu modernisieren und ihre Geschäftsziele zu erreichen. Zu den Vorteilen zählen:

• Flexibilität und Skalierbarkeit: Wie in Hybrid-Cloud-Umgebungen bilden Flexibilität und Skalierbarkeit die grundlegenden Vorteile einer verteilten Hybridarchitektur. Diese Funktionen unterstützen Portabilität, schnelle Bereitstellung und Skalierung je nach Bedarf. Unternehmen können auch erfolgreich Cloud-Migrationsstrategien durchführen (zum Beispiel Lift-and-Shift, Refactoring).
• Größere Leistung: Unternehmen können Workloads an ihrem optimalen Standort bereitstellen und so die Leistung verbessern. Beispielsweise können sensible Daten in einem lokalen Rechenzentrum bereitgestellt werden, während Daten, die in Echtzeit verarbeitet werden müssen (z. B. IoT Sensordaten), am Edge für geringe Latenz verarbeitet werden können. Unternehmen können die Leistung auch verbessern, indem sie monolithische Apps in Microservices aufteilen und diese containerisieren.
• Katastrophenwiederherstellung und Geschäftskontinuität (DRBC): DHI verteilt Daten über mehrere geografische Standorte und Cloud-Infrastrukturelemente und unterstützt Redundanz und Lastverteilung. Dies gewährleistet eine hohe Verfügbarkeit (HA) und minimiert Ausfallzeiten. Dadurch wird eine stabile Geschäftskontinuität und Notfallwiederherstellung (BCDR) im Falle von Störungen (z. B. Stromausfällen, Cyberangriffen) sichergestellt.
• Robuste Sicherheit und Compliance: DHI unterstützt Unternehmen bei der Einhaltung strenger regulatorischer, Souveränitäts- und Compliance-Anforderungen durch umfassende Sicherheitsmaßnahmen. Sie legt Wert auf kontinuierliche Überwachung (zum Beispiel SIEM, IAM) sowie auf Compliance und Management der Datenresidenz durch einheitliche Transparenz.
• Multicloud-Integration: Verteilte hybride Infrastruktur ermöglicht eine nahtlose Integration über mehrere Cloud-Typen, einschließlich öffentlicher, private, souveräner und dediziierter Clouds. Dies verringert die Anbieterbindung und ermöglicht es Unternehmen, die beste Lösung für jede Workload auszuwählen.  
• Verbesserte Kosteneffizienz: Mit einem DHI-Ansatz können Unternehmen ihre Ausgabenverteilung über Rechenzentren, Colocations sowie öffentliche und private Clouds optimieren. Pay-per-Use schafft mehr Möglichkeiten zur Kosteneinsparung.
• Optimiert für KI- und generative KI-Workloads: Das intensive Training von maschinellem Lernen (ML) und großen Sprachmodellen (LLM), das für die heutigen Workloads an KI und generativer KI erforderlich ist, kann auf leistungsstarken cloudbasierten Servern in einer DHI-Umgebung stattfinden. Echtzeit-Datenverarbeitung und latenzarte Inferenz finden am Edge statt, und GPU-/Rechenressourcen können dynamisch über verschiedene Umgebungen skalieren.

Ein Gartner Magic Quadrant-Bericht zu verteilter hybrider Infrastruktur (DHI) zeigte einen bedeutenden Wandel von „Cloud-First“- zu „Hybrid-First“-Strategien auf: Bis 2027 werden voraussichtlich 90 % der Unternehmen hybride Ansätze einführen.²

Im Zuge der Modernisierung der IT-Strategien von Unternehmen gehen die Führungskräfte über Public Cloud-Strategien hinaus und konzentrieren sich darauf, ein cloudnativ Betriebsmodell an Standorten ohne Cloud einzuführen. Als Antwort darauf sind DHI-Lösungen entstanden, die die fortschrittlichen Technologien und die nötige Flexibilität bei der Bereitstellung bieten, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

DHI-Lösungen fallen in drei Hauptkategorien:

• Cloudplattformen
• Hyperkonvergente Infrastruktur (HCI)
• XaaS (Anything as a Service)

Cloud-Anbieter (zum Beispiel Hyperscaler wie Microsoft Azure, AWS, Google Cloud, IBM Cloud, Oracle Cloud) bieten die hybride Cloud-Konnektivität zwischen lokalen Rechenzentren und Cloud-Umgebungen. Sie ermöglichen außerdem verteilte Cloud-Dienste über mehrere geografische Regionen und Verfügbarkeitszonen.

Zu den Funktionen gehören einheitliche Management-Tools wie zentrale Dashboards, Richtliniendurchsetzung und Workload-Orchestrierung.

Hyperkonvergente Infrastruktur (HCI) ist ein softwaredefinierter Ansatz für Rechenzentren, bei dem Virtualisierung verwendet wird, um Rechen-, Netzwerk- und Speicherkomponenten in einem einzigen System zu kombinieren, das von einer Softwareschicht verwaltet wird.

Zur Unterstützung von DHI können diese Plattformen an mehreren Standorten bereitgestellt werden und bieten systemübergreifend eine einheitliche Infrastruktur. Wichtige HCI-Lösungen sind Nutanix Cloud-Plattform (NCP), IBM Fusion HCI und VMware vSAN.

XaaS-Lösungen (Anything-as-a-Service) umfassen im weitesten Sinne On-Demand-Cloud-Services wie SaaS (Software-as-a-Service), PaaS (Platform-as-a-Service) , IaaS (Infrastructure-as-a-Service), CaaS (Container-as-a-Service) und mehr.

Dieses Modell fördert die Agilität, Zuverlässigkeit und Sicherheit, die in DHI erforderlich sind. Sie ermöglicht es Unternehmen, die neueste KI und andere Innovationen auf einer flexiblen Pay-as-you-go-Basis bereitzustellen. Beliebte XaaS-Lösungen sind IBM® Power® Virtual Server und Red Hat® OpenShift®.

Eine verteilte hybride Infrastruktur (DHI) bietet in allen Geschäftsbereichen große Vorteile. Die weiter im Folgenden vorgestellten Anwendungsfälle zeigen, wie DHI die Infrastruktur in Schlüsselbranchen transformiert:

• Finanzdienstleistungen
• Gesundheitswesen
• Einzelhandel
• Transport und Logistik