HCI vs. 3-Tier-Modell – Auf welche IT-Infrastruktur Unternehmen zukünftig setzen sollten

HCI oder 3-Tier-Architektur?

Wollen Unternehmen ihre IT-Infrastruktur modernisieren, verzichtet der Großteil auf eine Kompletterneuerung. Die hohen Kosten und der große Aufwand sind für die meisten schlichtweg nicht tragbar. Hier punkten Ansätze, mit denen sich IT-Umgebungen an aktuelle Herausforderungen adaptieren lassen. Dabei können Unternehmen zwischen dem traditionellen 3-Tier-Modell und dem Einsatz einer hyperkonvergenten Infrastruktur (Hyperconverged Infrastructure, HCI) entscheiden.


Die 3-Tier-Architektur wird bisher in den meisten Rechenzentren eingesetzt und besteht aus drei unterschiedlichen Tiers, sprich Ebenen. Darin enthalten sind Storage-Systeme, Server sowie Netzwerkkomponenten (Switches). Diese Komponenten stammen meist von verschiedenen Anbietern und Herstellern, sodass die IT-Infrastruktur nach individuellen Bedürfnissen zusammengesetzt werden kann.

Bei einer HCI laufen mittels eines Software-Defined-Ansatzes der Server, Storage und zum Teil einzelne Netzwerkkomponenten in einem Standard-x86-Server zusammen. Dabei kommt eine Virtualisierungssoftware wie VMware vSphere, VMware vSAN oder Microsoft Hyper-V zum Einsatz. Die einzelnen Komponenten werden meist von einem einzigen Anbieter geliefert, der auch gleichzeitig den technischen Support zur Verfügung stellt.

HCI: Hohe Standardisierung und Entlastung der IT-Fachkräfte

Nach einer Umfrage [1] des Marktforschungs- und Beratungsunternehmen IDC wächst der Bedarf nach HCI-Systemen kontinuierlich. Im Vergleich zum Vorjahr wurde 2020 der weltweite Umsatz um 7,4 Prozent gesteigert.

HCI-Bedarf im vierten Quartal 2020

Abb. 1: Im vierten Quartal 2020 betrug der weltweite Umsatz mit Hyperconverged-Systemen rund 2,46 Milliarden Dollar, etwa 7,4 Prozent mehr als im Jahr zuvor. (Quelle: IDC Worldwide Quarterly Converged Systems Tracker, 18.03.2021)

Eine hyperkonvergente Infrastrukturlösung weist einen sehr hohen Standardisierungs- und Automatisierungsgrad auf, was eine deutliche Erleichterung beim Betrieb und Management der Systeme nach sich zieht. Darüber hinaus können die HCI-Knoten (Nodes) sowohl in einer Cloud-Umgebung oder in Hybrid-Cloud-Plattformen eingebettet werden. Nutzer haben folglich die Möglichkeit, die Software-Container und virtualisierten Workloads zwischen Cloud und hauseigenem Rechenzentrum problemlos hin und her zu verschieben. Diese Abläufe können innerhalb einer HCI einfach standardisiert und automatisiert ablaufen. Bei einer 3-Tier-Architektur ist dies nicht ohne weiteres möglich und erfordert einen höheren Aufwand. Daher eignet sich eine HCI besonders für kleine und mittelständische Unternehmen, die üblicherweise nur eine geringe Anzahl an IT-Mitarbeiter beschäftigen und besonders von dem hohen Automatisierungspotenzial profitieren. Zudem erfordert die Lösung einen eher geringen Aufwand für den Betrieb. Schlussendlich stehen den IT-Fachkräften wieder mehr Ressourcen für weitere IT-Thematiken und -Aufgaben zur Verfügung.

Zudem erleichtert eine HCI das Lifecycle Management erheblich, da sich HCI-Knoten dank der Managementlösung unkompliziert hinzufügen lassen. Dadurch ist garantiert, dass die Infrastruktur unterbrechungsfrei und kontinuierlich läuft. Ein 3-Tier-Modell verlangt jedoch mehrere verschiedene Management-Tools, was eine hohe Komplexität und einen erheblichen Mehraufwand nach sich zieht. So erhält ein Unternehmen mit einer HCI-Lösung ein Komplettpaket bestehend aus Server-, Storage- und Netzwerkhardware, Virtualisierungssoftware sowie Management- und Monitoring-Tools.

Eine Hyperconverged Infrastructure hat für Unternehmen demnach klare Vorteile. Dazu zählen der geringere Aufwand bei der Implementierung und dem Betrieb, die hohe Flexibilität, die weitreichenden Automatisierungsfunktionen und die Option, eine HCI in alle Arten von Cloud-Umgebungen einzubinden.

Aufbau der VxRail HCI-Lösung von Dell Technologies

Abb. 2: Die HCI-Lösung VxRail von Dell Technologies: Sie kombiniert Rechenleistung und Speicherressourcen in einem System. Die Basis bilden Standard-Server mit x86-CPUs von Intel oder AMD (Quelle: SVA)

Die 3-Tier-Architektur ist keineswegs überholt

Aber wie sieht das bei der 3-Tier-Architektur aus? Unsere Erfahrung zeigt, dass – obwohl HCI-Lösungen immer gefragter werden – noch Einiges für die Wahl des 3-Tier-Modells spricht. Denn zum einen handelt es sich um eine Architektur, die über viele Jahre erprobt und immer mehr optimiert wurde, sodass sie sehr zuverlässig ist. Zum anderen ist der Umstieg auf eine HCI mit hohen initialen Investitionskosten verbunden, die bei 3-Tier nicht anfallen. Darüber hinaus lässt sich durch die vielen herstellerunabhängigen Komponenten eine individuelle, auf spezifische Anforderungen angepasste Infrastruktur aufsetzen, die einen hohen Grad an Feinjustierung zulässt. Besonders größere Unternehmen besitzen demnach eine größere IT-Fachabteilung mit Experten, die detaillierte Änderungen vornehmen können, um das Beste aus dem System herauszuholen. Damit ist eine 3-Tier-Architektur durchaus kein Auslaufmodell. Wenn ein Unternehmen beispielsweise die maximale Performance aus seiner IT-Infrastruktur herausholen möchte, hat dieser Ansatz Vorteile gegenüber einer HCI. Hinzu kommt, dass eine 3-Tier-Infrastruktur ebenfalls eine Automatisierung zulässt.

Ein weiterer Vorteil eines 3-Tier-Modells ist die hohe Datensicherheit hinsichtlich der gleichzeitigen Datenspeicherung in zwei Rechenzentren. Bei einer HCI müssten zunächst insgesamt sechs Server installiert werden. Eine 3-Tier-Architektur erfordert jedoch lediglich zwei Standardserver inklusive Storage Systeme, was deutlich weniger Aufwand und Kosten bedeutet.

Aufbau einer traditionellen 3-Tiert-Architektur

Abb. 3: Eine traditionelle IT-Infrastruktur mit drei Ebenen (“3 Tiers”): Netzwerk, Server (Compute) und Storage-Systeme, die über ein Storage Area Network (SAN) angebunden sind (Quelle: SVA)

IT-Infrastruktur ist abhängig von Geschäftsstrategie

Wir können bekräftigen, dass sowohl hyperkonvergente Infrastruktur-Lösungen als auch 3-Tier-Modelle ihre Legitimation besitzen. HCI-Umgebungen sind eine agile und zukunftssichere Lösung, die auch zunehmend in unternehmenskritischen Bereichen wie Datenbanken und Unternehmenssoftware zum Einsatz kommen. 3-Tier-Modelle kommen vor allem denjenigen zugute, die dem traditionellen Ansatz und seiner erprobten Erfahrung vertrauen, anstatt auf eine gänzlich neue Technologie umzusteigen.

Schlussendlich kommt es auf die individuellen Bedürfnisse und Anforderungen sowie die Geschäftsstrategie des Unternehmens an.

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