Virtualisierung im Rechenzentrum Was bringt die Cloud für die kommunale IT?

Autor / Redakteur: Bernd Hoeck / Susanne Ehneß

Im Gespräch diskutieren Jürgen Heinrich, Kommunale Informationsverarbeitung Baden-Franken (KIVBF), Hariolf M. Rieger, Kommunale Datenverarbeitung Region Stuttgart (KDRS), und Rainer Kremser, Datenzentrale Baden-Württemberg (DZBW), die Vor- und Nachteile des Cloud-Ansatzes für die kommunale IT.

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(Bild: Olivier Le Moal_Fotolia.com)

Seit Anfang 2014 ist in Baden-Württemberg bei 1.052 Kommunen das Einwohner-Informationssystem „KM-Einwohner“ im Einsatz. Es wurde in Zusammenarbeit zwischen den kommunalen Rechenzentren und der DZBW auf Basis einer neuen Architektur und mithilfe von Cloud-/Virtualisierungs-Technologien entwickelt. Am Beispiel dieses Verfahrens diskutieren Jürgen Heinrich, Hariolf M. Rieger und Rainer Kremser den Cloud-Nutzen im Public Sector.

Das gemeinsame Projekt von KIVBF, KDRS und DZBW wurde abgeschlossen. Was war das Rezept für die erfolgreiche Zusammenarbeit?

Heinrich: Die lange Tradition und Erfahrung in der Zusammenarbeit zwischen den Kommunen, der ­Datenzentrale und uns als kommunalem Rechenzentrum bildete eine tiefe Vertrauensbasis für das Projekt. Moderiert durch die Datenzentrale konnten die Fachleute aus den beteiligten Rechenzentren und Kommunen gut einbezogen werden. Das hat aus unserer Sicht dazu geführt, dass die Anforderungsanalyse sehr detailliert und vollständig erfolgt ist. Die fertige Lösung bietet daher heute eine funktionale Fülle, die viele Einzelinteressen abbilden kann, obwohl es sich bei KM-Einwohner um eine Standardsoftware handelt.

Wie unterstützen Lösungen wie KM-Einwohner die Cloud-Strategie eines kommunalen Rechenzentrums (RZ)?

Kremser: KM-Einwohner ist ein Verfahren der neuen Generation auf der Basis modernster Softwaretechnologien. Wir sprechen dabei von einer nachrichtengetriebenen, serviceorientierten Architektur, die alle Funktionen in beliebig kombinierbare Services gliedert. Damit ist es kein monolithisches, starres System, sondern die Services können flexibel miteinander verbunden und über standardisierte Schnittstellen und Muster angesprochen werden.

Heinrich: Die Serviceorientierung erlaubt es uns, unsere Verfahren in einzelne Services zu zerlegen, die wir dann je nach Geschäftsprozess miteinander kombinieren können. Nur mit serviceorientierten Softwarearchitekturen können wir unseren Kunden moderne eGovernment-Lösungen als flexible Services aus unserer Cloud anbieten. Außerdem ist es in der Folge damit vereinfacht möglich, Veränderungen in den Abrechnungsmodellen zwischen den Rechenzentren und den Kommunen vorzunehmen. Anstelle von starren und wenig transparenten Umlagen bieten wir unseren Kunden bereits seit ­einiger Zeit innovative und vor ­allem faire Fallpreismodelle an, die sich sehr stark an den Geschäftsprozessen orientieren.

Rieger: Unser Cloud-Ansatz im Rechenzentrumsbetrieb setzt auf den Einsatz von Standard-Softwarekomponenten mit hoher ­Skalierbarkeit und weitgehend automatisierten Bereitstellungsmöglichkeiten. So können wir abhängig vom Workload der Fachanwendung dynamisch zusätzliche Ressourcen bereitstellen.

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Die Gesprächspartner (v. l.): Rainer Kremser (DZBW), Jürgen Heinrich (KIVBF) und Hariolf M. Rieger (KDRS)
Die Gesprächspartner (v. l.): Rainer Kremser (DZBW), Jürgen Heinrich (KIVBF) und Hariolf M. Rieger (KDRS)
(Bild: DZBW)

Können Sie die Vorteile einer serviceorientierten Architektur aus Sicht eines kommunalen Rechenzentrums schildern?

Rieger: Serviceorientierte Architekturen (SOA) stehen für ein IT-Architekturkonzept als Unterstützungsfunktion für Geschäftsprozesse. Dabei werden die Geschäftsprozesse eines Unternehmens als flexible, miteinander verknüpfte Services abgebildet. Ziel ist hierbei langfristig eine Aufwands- und Kostenreduktion und eine höhere Flexibilität bei der Abbildung ­neuer Geschäftsprozesse durch die Wiederverwendbarkeit bestehender Services.

Heinrich: Serviceorientierte Architekturen brechen starre Grenzen auf. So können die einzelnen Funktionen als Service sowohl von den Nutzern über moderne Oberflächen als auch vom System für automatisierte Massenverarbeitung genutzt werden. Die frühere Trennung von Batch- und Dialogverarbeitung fällt weg.

Durch die Vorgaben des Gesetzgebers kam es zudem in den letzten Jahren zu einer begrüßenswerten Standardisierung der Datenstrukturen. Im Zusammenspiel mit serviceorientierten Softwarekomponenten können Standards wie XMELD für einen effektiven Austausch auch über Verfahrensgrenzen hinweg sorgen. Mit SOA werden Softwarelösungen sehr viel ­flexibler und können leichter kombiniert werden.

Wir betreiben einen eigenen, verfahrensübergreifenden Enterprise­ Service Bus (ESB), über den wir die zahlreichen Schnittstellen zwischen den Verfahren gut strukturiert und leicht wartbar umsetzen können.

Ein großes Verfahren wie das Einwohnermeldewesen kann für ­viele andere Verfahren eine wichtige ­Datenquelle sein, die wir über unseren ESB einbinden wollen. Da ist es hervorragend, dass KM-Einwohner seinerseits in einer serviceorientierten Architektur mit ESB umgesetzt wurde. Alle Anbieter von ­Verfahren müssen sich für SOA öffnen, und wir sind froh, dass die DZBW hier vorangeht.

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Im RZ-Betrieb ist Virtualisierung ein wichtiger Ansatz. Wie unterstützen oder nutzen moderne Verfahren wie KM-Einwohner Virtualisierung?

Kremser: Zunächst einmal ist KM-Einwohner so konzipiert, dass ein virtualisierter Betrieb leicht möglich ist. Mit der Möglichkeit der Virtualisierung können beispielsweise Test- und Schulungsumgebungen einfach bereitgestellt werden. Der Client ist eine sehr robuste Anwendung, die nur einen Standardbrowser benötigt. Lediglich die Spezialkomponenten der Bundesdruckerei für die Ausweis- und Passerstellung erfordern noch eine lokale Installation. Die Komplexität einer Virtualisierung wird mit diesen technologischen Ansätzen sehr stark vereinfacht.

Heinrich: Virtualisierung bildet heute den Kern eines leistungsstarken RZ-Betriebs. Auf Knopfdruck ein komplettes Verfahren replizieren zu können, ist ein enormer Vorteil. Softwareanwendungen sind immer ein Bündel an virtuellen Maschinen, die man gemeinsam betreiben, verschieben, sichern und administrieren will. Parallel dazu will man die Systeme weitgehend isolieren und kapseln, um Seiteneffekte auszuschließen und die Sicherheit zu erhöhen. So ist der RZ-Betrieb immer ein anspruchsvoller Spagat zwischen zwei Maximen; dabei ist die Virtualisierung ein wichtiges Hilfsmittel.

Rieger: Virtualisierung ist eine Grundvoraussetzung für unseren Ansatz eines Software-defined ­Datacenter. Wir unterscheiden die klassische Servervirtualisierung als Basis für eine wirtschaftliche Nutzung der IT-Ressourcen und hochverfügbare Bereitstellung von Fachverfahren. Zusätzlich setzen wir auf eine server- und clientseitige Applikationsvirtualisierung. Das bedeutet für uns als RZ-Dienstleister, dass IT-Ressourcen durch mehrere Fachverfahren parallel und ohne gegenseitige Unverträglichkeiten genutzt werden können. Für die Endbenutzer bedeutet dies eine durch die Kapselung der ­Client-Umgebung stabile Arbeitsumgebung, die von den Soft- und Hardwarevoraussetzungen am Arbeitsplatz weitgehend unabhängig ist.

Die DZBW verfolgt eine Plattformstrategie für eGovernment-Anwendungen, und KM-Einwohner ist eine Lösung innerhalb einer Familie von Anwendungen. Was bedeutet dieser Ansatz für die kommunalen Rechenzentren?

Heinrich: Die Vielfalt an Systemen über die unterschiedlichen Anbieter hinweg ist für Rechenzentren immer eine Herausforderung. Wenn wir die modernen Verfahren der Datenzentrale einsetzen, bekommen wir verfahrensübergreifend homogene Lösungen aus einer Hand. Durch die Plattformstrategie können wir im Betrieb zahlreiche Vereinfachungen erreichen, da wir das gleiche Know-how und die gleichen Betriebsmuster einsetzen können. Insofern ist die Plattformstrategie für uns ein Gewinn.

Kremser: Aus Sicht der Softwareentwicklung macht die Plattformstrategie natürlich auch viel Sinn. Wir kennen die Vorteile ja bereits aus dem Automobilbau: Wir können einzelne Verfahren zu niedrigeren Kosten umsetzen, und mit der Wiederverwendung bewährter Softwarekomponenten steigt entsprechend auch die Qualität. Skaleneffekte ergeben sich dabei nicht nur in der Entwicklung, sondern natürlich auch im Betrieb.

Rieger: Modularität und Wiederverwendbarkeit von Softwarekomponenten sind Bestandteile für einen wirtschaftlichen RZ-Betrieb.

Welchen Rat würden Sie anderen kommunalen Rechenzentren mit auf den Weg geben?

Heinrich: Jedes Rechenzentrum hat natürlich eine individuelle ­Situation. Für mich persönlich gesprochen, kann ich empfehlen, aus einer klaren Vision eine klare Architektur zu entwickeln, Standards zu setzen und zu nutzen und damit die eigene Wahlfreiheit zu ­erhalten.

Rieger: Durch den Einsatz von serviceorientierter Architektur bei der Softwareentwicklung, kombiniert mit Virtualisierungstechnologien, können andere Rechenzentren den für sie bestmöglichen Mix an Software- und Infrastrukturkomponenten für einen stabilen und wirtschaftlichen Betrieb wählen – bei gleichzeitig hoher Skalierbarkeit und Interoperabilität zu anderen Geschäftsprozessen.

Kremser: Dem kann ich mich nur anschließen. Wir sehen überall im Markt, dass die Verflechtung der Verfahren zunimmt und eine immer größere Flexibilität gefordert wird. Wir empfehlen Kunden daher, darauf zu achten, dass Flexibilität und Integrationsfähigkeit bereits durch moderne Softwareentwicklungsmethoden und Architekturen im System eingebaut sind.

Das Interview führte Bernd Hoeck

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