Was ist Netzwerkautomatisierung?

Es reduziert den Zeit-, Arbeits- und Geldaufwand, den Entwickler für die Verwaltung und Bereitstellung von Computernetzwerken aufwenden müssen, und ermöglicht es ihnen, schnellere Service-Upgrades und Bereitstellungen zu implementieren. Trotz der beträchtlichen Entwicklung der Netzwerktechnologie sind die Praktiken des Netzwerkmanagements seit Jahrzehnten weitgehend unverändert geblieben und beruhen stark auf manuellen Prozessen.

Die manuelle Netzwerkkonfiguration und -verwaltung ist jedoch eine umständliche, fehleranfällige Praxis, die nicht ausreicht, um die dynamischen, unvorhersehbaren Workload-Anforderungen zu bewältigen, die mit modernen Netzwerken verbunden sind.

Die Netzwerkautomatisierung behebt diese Probleme, indem Prozesse wie Netzwerkkonfiguration und -tests, Ressourcenbereitstellung, Lastenausgleich und Workflow-Bereitstellung automatisch ausgeführt werden. Die Automatisierung sich wiederholender Netzwerkaufgaben hilft Unternehmen, den Personalbedarf zu minimieren, die Betriebskosten zu senken und den IT-Mitarbeitern die Möglichkeit zu geben, sich auf Innovationen zu konzentrieren (anstatt zeitaufwändige manuelle Wartung durchzuführen).

Automatisierte Prozesse stellen außerdem sicher, dass Netzwerkkonfigurationen und -richtlinien im gesamten Ökosystem einheitlich angewendet werden, sodass Unternehmen die häufig durch menschliches Versagen verursachten Netzwerkausfälle und Sicherheitsprobleme minimieren können. Mit der Netzwerkautomatisierung können IT-Abteilungen die Netzwerkkonnektivität, Leistung, Ausfallsicherheit, Agilität, Ressourcennutzung und vieles mehr verbessern.

Die Netzwerkautomatisierung kann mithilfe von Standard-Befehlszeilenschnittstellen (CLI) oder mithilfe einer Softwareschicht funktionieren, die auf alle Netzwerkgeräte (einschließlich Router, Switches, Firewalls, Server und andere Geräte) angewendet wird.

CLIs sind Benutzeroberflächen, die Programme ausführen und mit dem Betriebssystem eines Computers interagieren, indem sie Textzeilen verwenden, die als Befehlszeilen bezeichnet werden. Wenn ein Netzwerkadministrator einen Automatisierungs-Workflow erstellen möchte, kann er Operatoren (Symbole oder Sonderzeichen, die bestimmte Aktionen auslösen) verwenden, um Ereignissequenzen zu erstellen und auszuführen, die auf dem Erfolg oder Misserfolg früherer Befehle basieren. Sie können Befehlslisten auch in Textdateien (sogenannte Shell-Scripts) kompilieren, die es der CLI ermöglichen, mehrere Befehle gleichzeitig über eine einzige Befehlszeile auszuführen.

Software zur Netzwerkautomatisierung rationalisiert Netzwerkaufgaben in einsatzbereite Programme, die einfach über die Benutzeroberfläche ausgewählt, geplant und bereitgestellt werden können. Sie stützt sich auf Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs), um die Kommunikation mit Hardware und Netzwerkgeräten in lokalen Rechenzentren, öffentlichen und privaten Clouds sowie Hybrid- und Multicloud-Umgebungen zu erleichtern.  

Softwarelösungen können zum Beispiel Netzwerkberechtigungen und Gerätekonfigurationen automatisieren, indem sie Bestand, Module, Plug-ins und API-Endpunkte in durchsuchbaren, einsetzbaren Automatisierungs-Playbooks organisieren, die von allen Dienstanbietern verwendet werden können.

Und durch die Integration von Technologien für künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) können Netzwerk-Automatisierungstools Teams dabei helfen, die Netzwerkgeschwindigkeit und die betriebliche Effizienz deutlich zu steigern.

Eine KI-gestützte Automatisierungs-Engine kann die Netzwerk- und Anwendungsleistung bewerten und Konfigurationen automatisch bei Bedarf anpassen. Mit ML-Funktionen können Netzwerkautomatisierungstools die Bandbreitennutzung und Leistungstrends analysieren, um physische und virtuelle Netzwerk-Assets auf der Grundlage festgelegter Parameter und Leistungs-Metriken zu konfigurieren. ML-basierte Automatisierungsfunktionen lernen ebenfalls aus Erfahrungen, sodass das System Probleme im Laufe der Zeit immer geschickter und schneller lösen kann.

Die meisten Strategien zur Netzwerkautomatisierung nutzen die Vorteile von softwaregesteuerten Automatisierungen und CLI-basierten Automatisierungen (in unterschiedlichem Ausmaß), um Unternehmen beim Aufbau blitzschneller, hochverfügbarer Computernetzwerke zu unterstützen.

Die Netzwerkautomatisierung kann auf jeden Netzwerktyp angewendet werden, einschließlich Rechenzentrumsnetzwerken, Cloud-Netzwerken, drahtlosen Netzwerken, lokalen Netzwerken (LANs) und softwaredefinierten Weitverkehrsnetzwerken (SD-WANs). Im Grunde genommen kann jede Netzwerkressource, die auf einer CLI oder einer API basiert, automatisiert werden.

Administratoren können auch verschiedene Arten von Automatisierungs-Workflows bereitstellen. Dazu gehören:

Die Orchestrierungsautomatisierung konzentriert sich auf die Automatisierung komplexer Prozesse, die Zusammenarbeit mehrerer Systeme und Geräte erfordern. Es stellt Netzwerkdienste, Anwendungen (häufig für virtuelle Netzwerke), Lastenausgleichsmodule und Firewalls bereit und verwaltet diese. Automatisierte Orchestrierungs-Workflow kann beispielsweise verteilte Anwendungen im Netzwerk verbinden, den Datenfluss beschleunigen und Systemfehler minimieren.

Die Automatisierung der Bereitstellung hilft IT-Teams, neue Geräte nahtlos zu einem Rechnernetzwerk hinzuzufügen. Sie ermöglicht die schnelle, automatische Integration neuer Geräte und Komponenten zusammen mit allen notwendigen Konfigurationen, Einstellungen und Ressourcen, sodass kein menschliches Eingreifen erforderlich ist.

Die skriptgesteuerte Automatisierung verwendet in Computerprogrammiersprachen geschriebene Skripte, um Aufgaben als Reaktion auf bestimmte Auslöser auszuführen. Traditionell wurden diese Automatisierungsabläufe in Sprachen wie Perl und Tcl geschrieben, aber die heutigen Skripte basieren in der Regel auf Open-Source-Sprachen (z. B. Python), die flexibler und einfacher zu verwenden sind.

Auch intelligente Netzwerkautomatisierung genannt, nutzt die softwarebasierte Automatisierung ein Verwaltungsportal, um die Aufgabenausführung zu optimieren, ohne dass manuelles Scripting erforderlich ist. Automatisierungsoftware bietet Entwicklungsteams auch Vorlagen, um Aufgaben auf Grundlage vereinfachter Netzwerkrichtlinien zu erstellen und auszuführen.

Intent-basierte Automatisierung bietet Entwicklern einen differenzierteren Ansatz für die Netzwerkautomatisierung. Sie nutzt KI und ML, um die Absichten von Benutzern und Unternehmen besser zu verstehen und die Durchsetzung von Netzwerkrichtlinien auf der Grundlage der Ergebnisse automatisch anzupassen. Insbesondere legen Netzwerkadministratoren Leistungs-Service-Levels fest, und das Netzwerk passt sich an, um diese Levels zu halten – oder zu erreichen, wenn sie nicht erreicht werden.

Die Sicherheitsautomatisierung nutzt KI, ML und andere Sicherheitstools, um Sicherheitsaufgaben zu automatisieren (einschließlich Schwachstellensuche, Durchsetzung von Richtlinien, Erkennung von Eindringlingen, Reaktion auf Vorfälle und Patchen). Es hilft Entwicklern, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften einzuhalten und Netzwerke vor Sicherheitsbedrohungen zu schützen.  

Damit ein Netzwerk optimal funktioniert, müssen die Lasten von Anwendungsservern über die gesamte Architektur verteilt sein. Die Automatisierung des Lastausgleichsprozesses – anstatt sich auf manuellen Lastausgleich zu verlassen – trägt dazu bei, dass Failover-Server schnell reagieren, wenn Probleme auftreten, und dass Anwendungen mit maximaler Leistung arbeiten.

Viele führende Tools zur Netzwerkautomatisierung basieren auf den Prinzipien von AIOps und verwenden fortschrittliche Algorithmen, um die Netzwerkbedingungen in Echtzeit zu bewerten. Automatisierung umfassen jedoch eine breite Palette von Funktionen und Technologien, die Unternehmen bei der Optimierung ihrer Netzwerkmanagementpraktiken helfen können, darunter:

• Konfigurationsmanagement. Automatisierungstools können die Konfigurationen für jedes Netzwerkgerät automatisch bereitstellen, aktualisieren und sichern. So schaffen sie Einheitlichkeit bei allen Geräten und ermöglichen bei Bedarf schnelle Rollbacks.

• Bereitstellung. Automatisierungslösungen für das Netzwerk ermöglichen Zero-Touch-Bereitstellung, bei der Geräte automatisch konfiguriert werden, wenn sie sich mit dem Netzwerk verbinden, was die Bereitstellung neuer Dienste beschleunigt.

• Workflow-Automatisierung. Automatisierungstools können sowohl Routineaufgaben als auch komplexe Workflows automatisieren, einschließlich der Durchführung von Netzwerkdiagnosen und Softwareaktualisierungen.

• Überwachung und Warnungen. Automatisierungsdienste verfolgen kontinuierlich die Bandbreitennutzung, den Gerätezustand, Datenverkehrsmuster und andere Leistungsmetriken und senden Warnungen, wenn das System einen vordefinierten Schwellenwert erreicht oder eine Anomalie erkennt. Dieser proaktive Ansatz hilft Teams, Probleme zu finden und zu beheben, bevor sie sich auf die Endbenutzer auswirken.

• Datenanalyse und vorausschauende Problemlösung. Automatisierungsplattformen für Netzwerke analysieren Netzwerkbedingungen in Echtzeit und verwenden KI- und ML-Algorithmen, um Muster zu identifizieren und zu interpretieren. Erkenntnisse aus der Datenanalyse ermöglichen es Automatisierung, das normale Netzwerkverhalten besser zu verstehen und Netzwerkprobleme vorherzusehen. Wenn ein Vorhersagealgorithmus beispielsweise einen Anstieg des Datenverkehrs prognostiziert, kann er Datenflüsse präventiv auf andere Server umleiten, um die Serverlast besser zu verteilen. 

• Autonome Lösungsimplementierung. Lösungen zur Netzwerkautomatisierung können Computernetzwerken dabei helfen, sich autonom zu erholen und Probleme auf der Grundlage von Automatisierungsfeedbacks im geschlossenen Kreislauf zu beheben. Wenn das System ein Problem erkennt, kann es Konfigurationen automatisch anpassen, Patches anwenden und den Netzwerkverkehr umleiten. Netzwerke mit automatischer Fehlerbehebung helfen Unternehmen, ihre Netzwerkinfrastruktur zu warten und zu optimieren und die Netzwerkausfallzeiten für Benutzer zu minimieren. 

• Kontinuierliches Lernen und Anpassung. Mit der Weiterentwicklung der Netzwerkumgebung entwickelt sich auch die Netzwerkautomatisierungssoftware weiter. Automatisierungstools lernen aus jeder Aktion und Reaktion im Netzwerk und verfeinern kontinuierlich ihre Algorithmen und Strategien, um die zukünftige Leistung zu verbessern. Kontinuierliches Lernen trägt dazu bei, Netzwerke widerstandsfähig, wendig und bereitzuhalten, den sich ständig ändernden Anforderungen moderner Unternehmen gerecht zu werden.

Die Netzwerkautomatisierung bietet eine Reihe von Anwendungsfällen und Anwendungen für Unternehmen, die stärkere und schnellere Netzwerke aufbauen möchten, darunter:

In Umgebungen mit zahlreichen IoT-Sensoren und -Geräten kann die Netzwerkautomatisierung den Verwaltungsprozess rationalisieren. Automatisierungstools können eine automatische Geräteerkennung, -bereitstellung und -konfiguration implementieren und so die Komplexität verringern, die mit der Integration verschiedener IoT-Geräte in ein Rechnernetzwerk einhergeht.

In DevOps-Umgebungen können Netzwerkadministratoren Automatisierungs-Workflows in Continuous Integration/Continuous Delivery (CI/CD) Pipelines integrieren. Dieser Prozess ermöglicht es Systemen, neben Anwendungsaktualisierungen auch automatisierte Tests und Konfigurationsbereitstellungen durchzuführen, sodass Netzwerkänderungen während des gesamten Entwicklungslebenszyklus mit App-Änderungen synchronisiert bleiben.

Bei Organisationen mit Computernetzwerken, die vertrauliche oder private Daten übertragen und speichern (wie etwa Bildungseinrichtungen, medizinische Einrichtungen und Regierungsbehörden), kann die Netzwerkautomatisierung den Administratoren dabei helfen, strenge Sicherheitsprotokolle einzuhalten.

Diese Netzwerke verarbeiten häufig eine große Anzahl von Benutzern und Geräten und es kann eine Herausforderung sein, mit den Sicherheitsupdates Schritt zu halten.

Die Automatisierung ermöglicht die automatische Bereitstellung von Sicherheitspatches, sodass alle Netzwerkgeräte auf dem neuesten Stand und vor den neuesten Bedrohungen geschützt bleiben. Darüber hinaus können Automatisierung Due-Diligence-Aufgaben (wie Compliance-Prüfungen und Sicherheitsaudits) automatisieren und Konfigurationsänderungen und Benutzeraktivitäten verfolgen, um Unternehmen bei der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu unterstützen.

Um ein virtualisiertes, automatisiertes Netzwerk aufzubauen, können Netzwerkadministratoren Software-Defined Networking mit NFV kombinieren.

SDNs verwenden API-gesteuerte virtuelle Overlays zur Verwaltung der physischen Infrastruktur, sodass Administratoren virtuelle Softwarenetzwerke zwischen virtuellen Maschinen (VMs) erstellen und mehrere physische Netzwerke gleichzeitig überwachen können. NFVs sind Netzwerkarchitekturprozesse, die Netzwerkfunktionen (wie Lastausgleich und Verschlüsselung) von physischer Hardware auf virtuelle Maschinen verschieben.

Zusammen können SDNs und NFVs das Netzwerk auf der Grundlage von Geschäftszielen und Servicezielen konfigurieren und dynamisch anpassen.

Während SDN die Netzwerksteuerung für die Konfiguration und Optimierung zentralisiert, entkoppelt NFV die Funktionen von der Hardware und ermöglicht so eine schnelle Bereitstellung und Skalierbarkeit von Diensten. Diese Kombination ist vor allem in Umgebungen mit unvorhersehbarem Datenverkehr nützlich, da Automatisierung Workflows den Datenverkehr bei Verkehrsspitzen automatisch auf weniger gefragte Dienste umleiten können.

Die Netzwerkautomatisierung kann ein komplexes Unterfangen sein, insbesondere wenn man die netzwerkweite Gerätekompatibilität und Interoperabilität berücksichtigt. Allerdings bietet die Automatisierung Unternehmen mehrere Nutzen für die Optimierung der Netzwerkarchitektur. Dazu gehören:

• Erhöhte Netzwerk-Effizienz. Die Automatisierung reduziert den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Bereitstellung und Verwaltung des Netzwerks erheblich. Konfigurations-, Bereitstellungs- und Testprozesse werden zeitnah und automatisch implementiert, sodass das gesamte Netzwerk effizienter arbeitet. IT-Teams können weniger Zeit mit lästigen Wartungsaufgaben verbringen und mehr Zeit für die Umsetzung strategischer Ziele aufwenden.

• Kontinuierliche Richtliniendurchsetzung. Automatisierungstools können automatisch Richtlinien in der gesamten Infrastruktur implementieren und durchsetzen und so einheitliche, aktuelle Sicherheits- und Betriebsrichtlinien für jedes mit dem Netzwerk verbundene Gerät gewährleisten.

• Einfachere Skalierung. Wenn Unternehmen expandieren, müssen ihre Netzwerke entsprechend wachsen. Automatisierung ermöglicht eine nahtlosere Skalierbarkeit. Es hilft Netzwerken, erhöhte Lasten zu bewältigen, ohne dass der Workload proportional zunimmt.

• Geringere Betriebskosten. Durch die Automatisierung sich wiederholender Aufgaben können Unternehmen die Abhängigkeit von manueller Arbeit verringern, was den IT-Teams hilft, die Kosten für den Netzwerkbetrieb zu senken.

• Bessere Netzwerksicherheit.  Über die Netzwerküberwachung hinaus können Automatisierungstools durch die Automatisierung von Erkennung, Incident Response und Patch-Management zu mehr Sicherheit beitragen. Automatisierte Sicherheits-Workflows können dazu beitragen, die Einhaltung von Sicherheitsrichtlinien zu fördern und den allgemeinen Sicherheitsstatus zu stärken.

Da sich die digitale Transformation beschleunigt, benötigen Unternehmen schnellere, dynamischere Computernetzwerke, die sich an die sich ständig ändernden Geschäftsanforderungen anpassen können. Vorausschauende Unternehmen setzen auf neue Automatisierungstechnologien, um diese Anforderungen zu erfüllen und sicherzustellen, dass ihre Netzwerke fortfahren, mit der Nachfrage der Benutzer Schritt halten können.

Mit KI und ML können Unternehmen beispielsweise selbstheilende Netzwerke zu automatischer Fehlerbehebung aufbauen, die Probleme proaktiv lösen und sich an veränderte Netzwerkbedingungen anpassen und so die Leistung in traditionellen, cloudnativ und Edge Computing Umgebungen verbessern.

Hier sind weitere zukünftig entscheidende Automatisierungstrends:

Das Wachstum und die Entwicklung von Edge-Computing- und IoT-Geräten bedeuten, dass Netzwerke Daten oft näher am Ort verarbeiten, an dem sie generiert wurden. Automatisierungstools der nächsten Generation können diese dezentralen Umgebungen verwalten, die Datenverarbeitung beschleunigen und die Reaktionsfähigkeit des Netzwerks verbessern.

IaC verwendet eine beschreibende Codierung auf hohem Niveau, um die Bereitstellung der IT-Infrastruktur zu automatisieren, sodass Teams Netzwerkinfrastruktur, Konfigurationen und Automatisierung mithilfe von Code einrichten und verwalten können. Neben anderen Anwendungsfällen nutzen Netzwerkingenieure IaC, um Automatisierung und Versionskontrollsysteme zu optimieren und flexible, selbstverwaltende, skalierbare Computing-Netzwerke aufzubauen. 

Die Netzwerkautomatisierung geht von flexibleren, herstellerunabhängigen Lösungen aus, die sich in Tools von Drittanbietern integrieren lassen und für Architekturen mit mehreren Anbietern geeignet sind. Diese Tools ermöglichen eine zentralisierte Automatisierung und einfache Einführung neuer Technologien wie AIOps, das KI nutzt, um Cybersicherheitsbedrohungen vorherzusagen und zu verhindern.

Ein herstellerunabhängiger Ansatz befreit Unternehmen von den Kompatibilitätsgrenzen der proprietären Infrastruktur und ermöglicht die nahtlose Integration mit einer breiteren Palette von Technologien.

Cyberbedrohungen nehmen zu und werden immer raffinierter, aber Zero-Trust-Sicherheitsprinzipien können dazu beitragen, große, verteilte, automatisierte Computing-Netzwerke zu schützen. Zero-Trust-Architekturen setzen strenge Zugriffskontrollen, Authentifizierungsregeln und Verschlüsselung durch, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Benutzer und Geräte unabhängig von ihrem Standort auf Ressourcen zugreifen.

Die Einführung von 5G-Netzwerken bietet neue Möglichkeiten der Automatisierung, insbesondere in Bezug auf Network Slicing, das eine einzelne physische Infrastruktur in mehrere virtuelle Netzwerke segmentiert oder „aufteilt“, und dynamisches Ressourcenmanagement.

Automatisierung spielt eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung der komplexen Anforderungen von 5G (wie ultrazuverlässige Kommunikation mit niedriger Latenz, Datenverarbeitung für verschiedene Datenformate und massive IoT-Bereitstellungen) Und Netzwerkautomatisierungslösungen ermöglichen es Dienstanbietern, maßgeschneiderte Dienstleistungen für verschiedene Branchen und Unternehmen anzubieten.