Wofür steht Open Programmable Infrastructure und das OPI-Projekt?

Zuletzt wurde immer wieder über das OPI-Projekt (Open Programmable Infrastructure) gesprochen. Dabei handelt es sich wohl um eine Schnittstelle um Anwendungen den Zugriff auf Netzwerk-, Speicher- und Sicherheits-APIs zu erleichtern. Stimmt das und was steckt genau dahinter?

Antwort Doc Storage:

In vielen Dokumenten und Vorträgen über Open Programmable Infrastructure (OPI) wird immer wieder ein Prinzip weitergegeben, welches lautet »aus zwei mach drei«. Das ist allerdings keine neue Mathematik, sondern demonstriert das Prinzip, dass Installationen durch Zusammenarbeit wirkungsvoller sind als im Einzelbetrieb. Ich will jetzt gar nicht wieder vom oft und viel zu oft gestressten Wort der Teamarbeit anfangen. Allerdings ist dies tatsächlich der Kern der Open-Source-Ansätze. Auch und schlussendlich das Open-Programmable-Infrastructure-Projekt muss so betrachtet werden.

Im Zusammenhang mit OPI trifft man immer wieder auf zwei andere Begrifflichkeiten, nämlich Datenverarbeitungs-Einheiten (Data Processing Units, DPU) und Infrastruktur-Verarbeitungseinheiten (Infrastructural Processing Units, IPU). Was genau machen diese Einheiten überhaupt? Im Ende sind sie grob betrachtet das gleiche, sie haben nur unterschiedliche Namen. In den meisten heutigen Personal Computern gibt es eine oder mehrere separate Grafikverarbeitungseinheit(en, GPU), die der zentralen Verarbeitungseinheit(en, CPU) hilft, die Aufgaben im Zusammenhang mit der Verarbeitung und Ausgabe von Grafik zu erledigen. Somit entlasten sie die CPU, so dass diese mehr Zeit für die Aufgaben aufwenden kann, die sie bevorzugt erledigt.

Wenn GPU und CPU also zusammenarbeiten, kann vor allem die CPU mehr erreichen als im Einzelbetrieb. In der Cloud betriebene Server haben ebenfalls CPUs, allerdings haben diese andere Aufgaben, die enorme Rechenleistung benötigen. Hierzu zählen Datenverschlüsselung oder Netzwerkpaket-Verwaltung. Die Auslagerung all dieser Aufgaben auf separate Prozessoren verbessert die Leistung des gesamten Systems, da sich jeder Prozessor auf das konzentriert, was er am besten kann. Mit anderen Worten, »aus zwei mach drei«, oder eben noch mehr.

DPUs/IPUs: Flexible Aufgabenverarbeitung im RZ

Während es separate Verarbeitungseinheiten wie GPUs in PCs schon seit einiger Zeit gibt, war deren Funktion einer bestimmten Aufgabe gewidmet. Im Vergleich hiermit kombinieren DPUs/IPUs mehrere dieser Offload-Funktionen, und sie sind durch entsprechende Anwendungen hochgradig anpassbar. Ein Hardware-Hersteller kann solche Einheiten ausliefern und jeder Organisationsteil andere Software verwenden, um die Einheiten nach ihren speziellen Anforderungen zu konfigurieren. Und vor allem – dies kann sehr schnell und einfach geschehen.

Der Kern des Pudels »Cloud« und deren andauernder Weiterentwicklung bzw. Wachstums ist die Fähigkeit, die benötigten Systeme schnell und einfach zu erstellen, zu konfigurieren und auch zu entsorgen. Vor nicht allzu langer Zeit wurde ein Server beschafft, Tausende von Euro für ein System ausgegeben, und alle Arten von Infrastruktur zusätzlich darum herum platziert. Immer in der Hoffnung, dass es das war, was man auch genau brauchte. Heute kann praktisch jeder in wenigen Minuten und annähernd ohne Anschaffungskosten einen virtuellen Server einrichten und in Betrieb nehmen.

DPUs/IPUs bringen dieselbe Art von Flexibilität in die eigenen Rechenzentren. Sie lassen sich so konfigurieren, dass man sie mit Software anpassen kann. Kein neues System muss aufgebaut oder ein existierendes auseinandergenommen und neu zusammengesetzt werden. Und das nur mit Software, in kürzester Zeit.

OPI konzentriert sich dabei vor allem auf die Verwendung quelloffener Software und Standards, um eine schnelle Einführung und Verwendung von DPUs/IPUs zu ermöglichen. Dazu gehören natürlich auch Frameworks und Toolkits. Im OPI-Projekt kommen Hard- und Software-Unternehmen zusammen, um ein Ökosystem rund um diese Lösungen aufzubauen und zu pflegen. Nach der eigenen Definition soll es dazu beitragen, die Architektur und die Frameworks für die DPU- und IPU-Software-Stacks zu definieren, die auf die Hardware-Angebote aller Anbieter angewendet werden können. Das OPI-Projekt zielt auch darauf ab, ein reichhaltiges Open-Source-Anwendungs-Ökosystem zu fördern, indem bestehende Open-Source-Projekte wie beispielsweise DPDK, SPDK, OvS und P4 nach Bedarf genutzt werden.

In klareren Worten – eigentliche Konkurrenten kommen zusammen, um sich auf ein gemeinsames, offenes Ökosystem zu einigen, welches sie gemeinsam aufbauen und auf dem sie separat Produkte entwickeln können. Sie leben »aus zwei mach drei«, zumindest, wenn man die offiziellen Verlautbarungen hört und liest.

Wir werden OPI weiterhin beobachten, und gegeben falls gegen Ende des Jahres berichten, was sich Neues und innovatives auf diesem Gebiet getan hat.

Gruß
Doc Storage

Weitere Informationen:

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