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Die durchschnittliche Serverauslastung in einem Unternehmen liegt zwischen fünf und 40 Prozent. Anders formuliert wird es noch deutlicher: Mindestens 60 Prozent der verfügbaren Kapazität bleiben ungenutzt.
Mit der Konsolidierung mehrerer physischer Server auf eine gemeinsame Virtualisierungs-Plattform könnten erhebliche Einsparungen erzielt werden. Auch Unified Communications (UC), die integrierte Unternehmenskommunikation, verwirklichen Unternehmen in solchen Umgebungen. Virtualisierte UC-Lösungen sind inzwischen weit verbreitet. Dreh- und Angelpunkt sind dabei die Mediagateways. Der Begriff „Gateway“ steht für die unterschiedlichsten Ausprägungen von Kommunikationscontrollern. Was sie eint? Sie sind Übersetzer. Sie vermitteln zwischen Schnittstellen, Protokollen oder Diensten. Führen Unternehmen IP-basierte Kommunikation ein, erfolgt die Virtualisierung schrittweise.
Virtualisierung bringt neben der reinen Kostenersparnis im Hardwarebereich eine Reihe weiterer Vorteile: allen voran die drastisch verbesserte Verfügbarkeit. Moderne Backup- und Disaster-Recovery-Lösungen sorgen für ein nahtloses Failover auf redundante Systeme und reduzieren Ausfallzeiten auf kaum wahrnehmbare Größenordnungen – eine der wichtigsten Anforderungen vor allem in der Telefonie. Der Einsatz dedizierter Kommunikations-Hardware verringert den Nutzen der Hochverfügbarkeit von rein virtuellen Lösungen. Nur virtualisierte Mediagateways verwirklichen den rein Software-basierten Ansatz von Unified Communications und machen eine vollständig virtualisierte Infrastruktur erst möglich.
Kommunikationshardware virtualisieren
Doch nicht immer ist eine Konsolidierung aller Serveranwendungen ohne weiteres möglich. Gerade im Bereich Faxserver, Unified Messaging und Unified Communications (UC) sind häufig Controller in Form von internen Einsteckkarten oder externen Appliances im Einsatz. In zunehmendem Maße wird die Kommunikation jedoch nicht über ISDN-Schnittstellen, sondern über IP-basierte Kanäle – meist in Form von SIP-Trunks – realisiert. Diese Verbindungen werden direkt über den Telefonie-Provider oder eine SIP-basierte Integration in die vorhandene TK-Infrastruktur hergestellt. Beide Varianten benötigen keine speziellen Hardware-Schnittstellen und sind ideale Kandidaten für eine Virtualisierung.
Entwicklung der Gateway-Technologien
Um das Konzept eines virtuellen Gateways zu verstehen, sollte zunächst betrachtet werden, wie sich die Anbindung an Telekommunikationsnetze und -dienste in der Vergangenheit entwickelt hat. Seit vielen Jahren bildet ISDN eine stabile Basis für Telefonie und Fax und es gibt zahlreiche Experten, die den aktuellen Trend hin zur IP-basierten Kommunikation mit einer gewissen Skepsis betrachten.
Wichtige Eigenschaften der konkurrierenden Technologien sind:
Wie Abbildung 1 zeigt, verbinden herkömmliche Kommunikationscontroller ISDN-Anschlüsse mit lokalen Anwendungen, meist mit Faxservern. Zunehmend fungieren sie aber auch als Bindeglied für IP-Telefonie-Lösungen bzw. UC-Systeme wie Microsoft Lync Server.
Parallelbetrieb ebnet den Weg zur virtualisierten Kommunikation
Immer mehr Unternehmen migrieren ihre Telefonie von klassischen TK-Anlagen (PBX – private branch exchange) hin zu modernen UC-Systemen. Ein radikaler Umstieg ist jedoch die große Ausnahme. In aller Regel betreiben Unternehmen beide Welten parallel und die Benutzer ziehen schrittweise auf das neue System um. Ein eleganter Ansatz für diese Strategie ist die Installation von Mediagateways zwischen Amtsanschluss und TK-Anlage. Das Gateway muss dazu über zusätzliche ISDN-Anschlüsse nach innen verfügen, die sich gegenüber der PBX wie Amtsleitungen verhalten.
Im Idealfall bleibt bei diesem Szenario die Konfiguration der Telefonanlage unangetastet. Beim Einsatz von Microsoft Lync entscheidet das Gateway bei eingehenden Anrufen automatisch, wohin der Ruf vermittelt werden soll: Ist die gewählte Nummer im Active Directory als Lync-Teilnehmer angelegt, wird das Gespräch über SIP zum Lync Server verbunden. Alle anderen Rufe gehen per ISDN weiter an die alte TK-Anlage. Soll zusätzlich ein externer SIP-Trunk mit eingebunden werden, ist eine Konfiguration, wie in Abbildung 2 dargestellt, nötig.
Ziel: Virtuelles Gateway
Wenn die Migration erfolgreich durchgeführt ist, kommunizieren die Mitarbeiter intern ausschließlich über IP. Selbst wenn noch einige analoge Endgeräte vorhanden sind, können diese über SIP ATAs (Analoge Telefonadapter) integriert werden. Nun fehlt nur noch ein Schritt bis zum virtuellen Gateway: Sobald die Kommunikation von extern komplett auf SIP umgestellt ist, fallen die ISDN-Schnittstellen weg. Alle Kommunikationsarten gehen dann über Netzwerkschnittstellen. Die Funktion des Gateways ist zu hundert Prozent in Software realisiert und damit virtualisierbar. Diese Gateway-Variante stellt einen klassischen Enterprise Session Border Controller (E-SBC) dar, der eine Vielzahl von Aufgaben übernehmen kann, unter anderem:
- Übergang von öffentlichen zu privaten IP-Netzen mit Absicherung durch Firewall
- Registrierung/Authentifizierung an SIP-Trunks
- Anpassung zwischen verschiedenen Ausprägungen des SIP-Protokolls als SIP B2BUA (back to back user agent)
- Umsetzung zwischen UDP, TCP oder TLS sowie zwischen verschlüsselter und unverschlüsselter Sprachübertragung (SRTP/RTP)
- Faxkommunikation wahlweise über integriertes Softmodem mit T.30-Protokoll oder das IP-basierte T.38-Protokoll
- Ausfallsicherheit durch Failover an Mehrfachziele
- Lastverteilung durch „Round Robin“ Verfahren
Installation und Betrieb von virtuellen Gateways
Virtuelle Gateways skalieren flexibel durch Zuweisung von entsprechenden Ressourcen. Vor allem die Anzahl fest zugewiesener CPU-Kerne bestimmt die Leistung und damit die Anzahl parallel nutzbarer Kanäle. Ab etwa 100 simultanen Verbindungen empfiehlt sich die Aufteilung auf mehrere Systeme. Die Übertragung von Sprachdaten im RTP-Protokoll benötigt ein gutes Echtzeitverhalten, deshalb muss darauf geachtet werden, dass die virtuelle Maschine nicht von parallel laufenden Systemen ausgebremst wird. Moderne Virtualisierungs-Umgebungen bieten hierfür eine Reihe von Einstellungen, mit denen das notwendige Feintuning erfolgen kann. Ist dies in Ausnahmefällen nicht möglich oder sind die Anforderungen bezüglich der parallelen Verbindungen besonders hoch, kann dieselbe Software auch direkt auf physikalischen Serversystemen installiert und ohne Virtualisierung betrieben werden.
Ein virtuelles Gateway wird sehr schnell ausgerollt – einfach von einem entsprechenden Installations-Image booten und zehn Minuten später ist das Gateway bereit für die Ersteinrichtung. Anschließend sollte die virtuelle Maschine gesichert werden, damit sie beim Ausfall des Hostsystems schnell auf einem anderen System bereitgestellt werden kann. Damit erreichen Unternehmen eine Hochverfügbarkeit, die mit keinem Hardware-Kommunikationscontroller möglich ist.
