RESSOURCEN

FI-TS liefert eine disaggregierte Storage-Plattform

Finanzdienstleister können die Gesamtbetriebskosten senken, indem sie disaggregierten, Software-definierten Speicher verwenden.

Auf einen Blick:
  • Finanz Informatik Technologie Service (FI-TS) ist ein Cloud-Serviceanbieter, der führende Finanzdienst- und Versicherungsunternehmen in Deutschland bedient.
  • FI-TS wandte sich an Lightbits Labs und Intel, um eine effektive Datenbanklösung zu entwickeln, die eine breite Palette von Intel® Hardware nutzt, darunter skalierbare Intel® Xeon® Prozessoren der 3. Generation, persistent Memory 200-Reihe und mehr.

Sowohl die Speicherkapazität als auch die Leistung werden in den heutigen Rechenzentren oft nicht voll ausgeschöpft. Es gibt einen logischen Grund dafür. Die Infrastruktur muss in der Lage sein, die größte Menge an Speicherplatz und die höchsten Leistungsanforderungen zu unterstützen, die für einen bestimmten Server oder eine bestimmte Anwendung potenziell erforderlich sind. Sowohl die Auslastung der Speicherleistung als auch die Auslastung der Speicherkapazität sind bei einer typischen Bereitstellung gering bis sehr gering. Folglich werden Speicherlösungen schnell weiterentwickelt, um diese Defizite zu beheben und die spezifischen Anforderungen jedes Kunden zu erfüllen.

Finanz Informatik Technologie Service (FI-TS) ist ein Cloud Service Provider (CSP), der führende Finanzdienstleistungs- und Versicherungsunternehmen in Deutschland bedient. Solche großen Institutionen verfügen über umfangreiche Datenbanken und bieten Dienste an, die ein hohes Maß an Leistung erfordern und sichere Infrastrukturdienste benötigen, die diese Anforderungen erfüllen und gleichzeitig die Kosten senken. Die Beseitigung nicht ausgelasteter Speicherkapazitäten bei gleichzeitiger effizienter Skalierung der Daten – ohne Beeinträchtigung der Leistung oder Flexibilität – ist entscheidend für das Erreichen dieses Ziels. Als sie vor diesen Herausforderungen standen, wandte FI-TS sich an Lightbits Labs und Intel, um mit ihnen gemeinsam eine effektive Lösung zu

entwickeln.
Fi-TS Lightbits logos
Herausforderung an Speicher und Container

Das DevOps-Team von FI-TS konstruierte die Kubernetes-basierte Finance Cloud Native-Produktionsschnittstelle des Unternehmens, um Cloud-native Dienste auf einer intern entwickelten NVM Express (NVMe)-basierten Infrastruktur bereitzustellen. Die kritischste Anforderung an die Lösung war, dass sie den Gesetzen der Europäischen Union (EU) und den deutschen Datenschutzgesetzen entsprechen musste, einschließlich der Vorschriften zur Datenspeicherung und den Finanzvorschriften der Bundesanstalt für Finanzdienstleistungsaufsicht (BaFin). Jeder dauerhafte Speicher muss diese Anforderungen erfüllen.

Leider war die Erfüllung dieser wichtigen Anforderungen in der Kubernetes-Umgebung von FI-TS aufgrund des direkt angeschlossenen NVMe-Speichers, den das Unternehmen zu diesem Zeitpunkt verwendete, eine große Herausforderung. Die Kubernetes-Orchestrierung erlaubte zwar lokale persistente Volumes (auf NVMe), diese boten jedoch keinen Datenschutz und erforderten, dass Anwendungen ihre eigene Hochverfügbarkeit anbieten. Ansonsten hätten Container, die auf einen anderen Server verschoben werden, keinen Zugriff auf ihre zuvor geschriebenen Daten. Benötigt wurde eine zentralisierte, redundante Speicherlösung, die wie lokale NVMe funktioniert, mit Containern zusammenarbeitet und die BaFin-Anforderungen für Datenschutz und -aufbewahrung erfüllt.

FI-TS musste auch Ineffizienzen bei der Speicher- und Ressourcennutzung feststellen, da es mit dem alten DAS-System des Unternehmens nicht möglich ist, den Speicher unabhängig von der Rechenleistung zu skalieren. FI-TS hatte mehrere alternative Lösungen – einschließlich herkömmlicher Speicherlösungen für Rechenzentren – geprüft, um diese Probleme zu lösen, aber die Kostenstrukturen entsprachen nicht dem Geschäftskonzept des Unternehmens.

Umgang mit hoher Verfügbarkeit

Angesichts der Branchen, für die FI-TS tätig ist, benötigte das Unternehmen einen persistenten Speicher, der hohe Verfügbarkeit bei lokalen Flash-Leistungsraten bietet. Die Lösung sollte außerdem so konzipiert sein, dass sie sich in die Orchestrierungsschicht integrieren lässt und über die CSI-Spezifikation (Common Storage Interface) eng mit Kubernetes zusammenarbeitet. Da mehrere institutionelle Kunden die Plattform nutzen würden, musste die Lösung Mehrmandantenfähigkeit unterstützen und gleichzeitig die Einhaltung der strengen Finanz- und Datenschutzvorschriften der EU und Deutschlands gewährleisten.

Mit diesen Erfordernissen im Sinn wendete sich FI-TS an Lightbits Labs, einem Intel-Partner. Lightbits war Vorreiter bei der Entwicklung des NVMe über TCP-Standards (NVMe/TCP), der in LightOS enthalten ist. Dieser Standard ermöglicht die vollständige Integration von Cloud-nativem persistentem Speicher für Kubernetes mit beispielloser Skalierung und Verfügbarkeit über Clustering. Dank eines optimierten NVMe/TCP-Frontends und eines intelligenten Backend-Flash-Managements liefert LightOS Eingabe-/Ausgabeoperationen pro Sekunde (IOPS). Aus Sicht einer Anwendung ist dies nicht von direkt angeschlossenen NVMe-Solid-State-Laufwerken (SSDs) zu unterscheiden. Lightbits und Intel arbeiten weiterhin zusammen, um NVMe über TCP zu fördern und Cloud-native Speicher für Rechenzentren bereitzustellen, die einfach skalierbar, effizient und benutzerfreundlich sind.

Erfolg definieren

FI-TS hat erkannt, dass Lightbits und Intel dem Unternehmen bei der Überwindung der Hindernisse helfen können, und begann die Zusammenarbeit mit der Definition der Lösungsanforderungen:

  • Reduzierter Platzbedarf für Speicher, mit der Skalierbarkeit für Wachstum bei sich verändernden Bedarfen
  • Persistente Speichermöglichkeiten für Cloud-Dienste, die institutionellen Kunden beim Aufbau ihrer Infrastrukturen hohe Verfügbarkeit bieten
  • Eine vollständig automatisierte Speicherarchitektur, die Kunden direkten Kubernetes-Zugriff über APIs gewährt – insbesondere die CSI-Spezifikation
  • Orchestrierung für ein Angebot von Infrastructure-as-a-Service (IaaS) mit Container-Umgebung
  • NVMe-Technologie zur Ergänzung der bestehenden Infrastruktur

Nach einem ersten ausführlichen Proof-of-Concept (PoC)-Prozess kam FI-TS zu dem Schluss, dass die daraus resultierende Cloud-native disaggregierte Speicherlösung die kritischen Anforderungen an persistente Speicherfunktionen und hohe Verfügbarkeit erfüllt. Von da an arbeitete FI-TS weiter mit Lightbits und Intel zusammen, um die vollständige Intel-basierte Produktionsumgebung zu gestalten.

Clou-native services and bare-metal platform charts
Die Puzzleteile zusammenfügen

Weil Lightbits NVMe über TCP verwendet, konnte die Lösung auch auf der bestehenden Infrastruktur von FI-TS laufen, die auf Ethernet und TCP/IP basiert. Dadurch wurde die Skalierung im Vergleich zu RDMA-Protokollen (Remote Direct Memory Access) und anderen Storage Fabrics einfach und effizient.

Lightbits und Intel waren in der Lage, die strengen Service-Level-Agreement (SLA)-Anforderungen von FI-TS zu erfüllen. Die sich daraus ergebende Lösung für Finance Cloud Native Services integriert Lightbits LightOS, einen hochleistungsfähigen softwaredefinierten Blockspeicher für Container-Volumen, mit einer breiten Palette von Intel-Hardware, darunter die folgenden:

  • Skalierbare Intel® Xeon® Prozessoren der 3. Generation: Skalierbare Intel Xeon Prozessoren der 3. Generation bieten hohe Leistung und Beschleunigung, sind optimiert für Storage Software und unterstützen Intel Volume Management Device (Intel VMD) und SSD Hot-Plug auf Unternehmensniveau.
  • Intel® Optane™ Persistent Memory (PMem): Intel Optane PMem verdoppelt die Kapazität von typischen DDR4 DRAM DIMMs, die durch die Erhöhung des Dienstes jedes Servers erheblich die Gesamtbetriebskosten senken können. Intel Optane PMem vergrößert außerdem den Speicherpool, der Engpässe bei der Ein-/Ausgabe (E/A) behebt, indem er die Daten im Speicherbereich leicht zugänglich hält, um die Anforderungen von Finance Cloud Native-Rechenzentren mit hoher Kapazität zu erfüllen, wenn die Anforderungen in Zukunft steigen.
  • Intel® QLC 3D NAND SSDs: Intel QLC 3D-NAND-Technologie bietet Massenspeicher mit exzeptioneller Leseleistung und Skalierbarkeit für eine preisgünstige Lösung, die dazu beitragen kann, den Platzbedarf gegenüber Systemen mit ausschließlich Festplattenlaufwerken (HDD) oder Hybridsystemen (HDD und Triple Level Cell [TLC] SSD) deutlich zu reduzieren. 
  • Die Intel® Ethernet 800-Produktreihe mit Application Device Queues (ADQ) Technik:ADQ Technik ermöglicht NVMe über Fabrics (NVMe-oF)/TCP, um verteilte Speicherleistung im gleichen Bereich wie RDMA-basierte Protokolle zu erreichen, während NVMe-oF/TCPP aufgrund seiner einfachen Bereitstellung und Skalierbarkeit eine breite Akzeptanz ermöglicht. 

Innovation ist nur ein Teil der Geschichte Die wichtigste Erkenntnis für FI-TS war, dass das Unternehmen seinen Kunden nun einen persistenten Speicher anbieten kann, der Portabilität ermöglicht und gleichzeitig wie ein lokaler Flash-Speicher funktioniert – ein großer Fortschritt in einer containerisierten Welt – während man gleichzeitig bei der Kostenstruktur der Dienste von Finance Cloud Native im Rahmen bleibt. Doch die Ergebnisse gingen weit über diese bemerkenswerte Innovation hinaus, denn Lightbits und Intel erfüllten auch die anderen wichtigen FI-TS-Anforderungen: hohe Verfügbarkeit und enge Integration mit Kubernetes unter Verwendung von CSI. Und da Lightbits NVMe über TCP verwendet, konnte die Lösung auch auf der bestehenden Infrastruktur von FI-TS laufen, die auf Ethernet und TCP/IP basiert. Das machte die Skalierung im Vergleich zu RDMA-basierten Fabrics oder anderen Storage Fabrics einfach und effizient.

 

Die FI-TS-Speichertechnologie – LightOS-Software auf den neuesten Intel-Hardwaretechnologien – bietet unseren Kunden eine sehr einfache, skalierbare Möglichkeit zur Ausführung von Hochleistungsanwendungen.

Kam Eshghi

Chief Strategy Officer, Lightbits

LightOS Storage macht den Unterschied

Mit der Einführung seines Dienstes Finance Cloud Native war FI-TS in der Lage, ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal zu bieten, das ihn deutlich von seiner Konkurrenz abhebt: ein vollständig automatisiertes, API-gesteuertes, flexibles und leicht zu bedienendes Bereitstellungsmodell zur Versorgung der Kundenumgebungen. Der Dienst liefert hohe Verfügbarkeit mit hohem IOPS, niedriger Latenz (selbst unter Last), hoher Bandbreite und konsistenten Reaktionszeiten.

Intelligentes Flash-Management

Das intelligente Flash-Management des Finance Cloud Native Service ermöglicht es Endkunden, in Minuten statt Tagen Dienste auf blankem Metall in der Kubernetes-Umgebung zum Laufen zu bringen.2  Der Dienst erleichtert auch die Bereitstellung von leistungsstarken, Software-definierten Laufwerken und bietet gleichzeitig die Vorteile von Thin Provisioning, Komprimierung, Snapshots, Thin Clones und Quality of Service (QoS) für Speicher. Die Fähigkeit von LightOS, Schreibvorgänge mit willkürlichem Zugriff in Intel Optane PMem zu erkennen und dann sequentiell auf die QLC-SSDs zu schreiben, erweitert ebenfalls die Beständigkeit des Flash-Speichers. Mithilfe von  Intel Optane PMem Proessoren der Produktreihe 200  und skalierbaren Intel Xeon Prozessoren der 3. Generation konsolidierte die Lösung außerdem einen 8-Knoten-Cluster mit 704 GB pro Node auf einen 5-Knoten-Cluster mit 2.560 GB pro Node, wobei die gleiche Anzahl von Containern und der gleiche Durchsatz beibehalten wurden.

Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit

LightOS automatisiert die Skalierung von Kubernetes-Clustern. Dies bietet Kunden von Finance Cloud Native die nötige Agilität, einschließlich einer ausbaufähigen Architektur, die sie unabhängig die Speicherleistung oder -kapazität skalieren lässt, bei dynamischem Neuausgleich über den gesamten Speicher-Cluster und der dynamischen Größenanpassung von logischen Laufwerken. Dieser disaggregierte Ansatz bietet vollständige Flexibilität für die bedarfsgemäße Änderung des Verhältnisses von zu berechnendem Datenspeicher, um die Leistungsanforderungen zu erfüllen. Und die Zuverlässigkeit ist mit eingebaut durch den Laufwerks- und Server-Ausfallschutz, hochverfügbare Verwaltungs- und Auffinddienste und verleiht so die Fähigkeit, hunderttausende von Kunden selbstsicher bedienen zu können.

Verstärkte Sicherheit und vollständige Compliance

Jeder FI-TS-Kunde kann sich darauf verlassen, dass seine Produktionsumgebung sicher ist, da LightOS mehrere Projekte und Mandanten mit absoluter Trennung zwischen dedizierten Compute-Servern und Lightbits Storage unterstützt. Finance Cloud Native-Kunden können sich außerdem darauf verlassen, dass die Daten ihrer Endkunden gemäß den europäischen und deutschen Vorschriften hochgradig gesichert sind.

Die Lösung treibt die Differenzierung bei FI-TS voran

FI-TS hat die Bereitstellung für seine Kunden dank der Lösung mit Lightbits und Intel leicht gemacht. Das liegt daran, dass der Finance Cloud Native Service eine einfache Integration von Anwendungsumgebungen und eine standardmäßige TCP/IP-Netzwerkinfrastruktur bietet, ohne dass eine proprietäre Client-Software verwendet wird. Die Kosten werden ebenfalls begrenzt durch die Akzeptanz von branchenüblicher Server-Hardware für Speicher.

Unterm Strich konnte FI-TS die Ressourcennutzung verbessern, die Leistung steigern, Daten effizienter skalieren und die Gesamtbetriebskosten durch die Zusammenarbeit mit Lightbits und Intel reduzieren. Obendrein war FI-TS jetzt in der Lage, einen hochdifferenzierten Dienst anzubieten, der die kritischsten Anforderungen der Kunden adressierte.

Mit der Plattform, die auf LightBits OS-Software und Intel-Hardware aufbaut, konnten wir die von unseren Kunden geforderte Leistung erbringen und ihnen mit gutem Gewissen sagen, dass ihre Daten in sicheren Händen sind.

Gero Skopinski,

Leiter der Cloud Solutions, Finanz Informatik Technologie Service

 

Finanz Informatik Technologie Service (FI-TS) unterstützt den IT-Betrieb einiger der führenden Finanz- und Versicherungsunternehmen in Deutschland und bietet alles vom Mainframe-Hosting bis hin zu öffentlichen Cloud-Diensten. Mit jahrelanger Erfahrung in der Finanz- und Versicherungsbranche ist FI-TS ein Brückenbauer für die digitale Transformation. FI-TS liefert Cloud-Technologie, die die Anforderungen der gesetzlichen Compliance erfüllt und flexible IT-Sicherheitslösungen bietet.

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