Eine Behörde für öffentliche Sicherheit sichert die Bereitstellung von KI-Daten mit F5 ab

Autonome Plattformen erzeugen kontinuierlich Bild- und Sensordaten, die eine nationale Technologiebehörde für öffentliche Sicherheit speichert, verarbeitet und RAG-Diensten zuführt. F5 BIG-IP r4600-Appliances sind den Weka- und VAST-Data-Speichern der Behörde vorgeschaltet, um diesen Datenaufnahmepfad abzusichern und die Last zu verteilen. So werden die Daten am Netzwerkperimeter geschützt und für KI-Anwendungen zuverlässig auf dem neuesten Stand gehalten.

Geschäftliche Herausforderung

Eine nationale Wissenschafts- und Technologiebehörde entwickelt fortschrittliche Systeme, die Einsatzkräfte dabei unterstützen, die öffentliche Sicherheit zu gewährleisten. Zu ihren zukunftsweisendsten Programmen zählt ein Machbarkeitsnachweis für autonome Robotikplattformen, darunter Bodenroboter und Drohnen, die zur Unterstützung von Einsätzen vor Ort eingesetzt werden. Diese Plattformen sind mit Systemen für maschinelles Sehen, Mechanismen zur Objekterkennung und Technologien zur Sensorfusion ausgestattet, die ab dem Moment, in dem sie das Depot verlassen, kontinuierlich Bild-, Telemetrie- und Ereignisdaten erzeugen.

All diese Daten gelangen in die Private Cloud der Behörde, wo sie über S3-kompatible Schnittstellen in Hochleistungsspeicher geschrieben werden, die auf Lösungen von WEKA und VAST Data basieren. Von dort werden die Datensätze abgerufen, nach Bedarf transformiert und in RAG-Dienste (Retrieval-Augmented Generation) eingespeist, die die KI-gestützten Anwendungen der Behörde unterstützen. Die Aktualität und Integrität der Daten, die diese Pipeline durchlaufen, wirken sich unmittelbar auf die Leistungsfähigkeit der KI aus. Dies ist in einem Umfeld, in dem die KI operative Entscheidungen in Echtzeit unterstützt, von entscheidender Bedeutung. Ein verzögerter oder beeinträchtigter Datenpfad ist nicht nur ein Ärgernis, sondern ein operatives Risiko.

Die größte Herausforderung für die Behörde bestand darin, ein robustes Sicherheitskonzept für den Netzwerkperimeter zu implementieren, um diese Datenquellen zu schützen, bevor sie die Speicherumgebungen von WEKA und VAST Data erreichen. Von Geräten erzeugte Daten kommen aus dem Einsatzgebiet, passieren den Netzwerkperimeter und gelangen zu Speicher-APIs, die nie dafür ausgelegt waren, sich selbst zu schützen. Die Behörde musste diesen Datenverkehr am Netzwerkrand überprüfen und kontrollieren, jede zugelassene Quelle authentifizieren und all dies umsetzen, ohne die Datenaufnahme zu verlangsamen oder die durch die Daten ermöglichten Anwendungen zu beeinträchtigen.

Auch die Speicherebene muss mit dem Wachstum des Programms Schritt halten. Jeder neue Roboter, jede neue Drohne und jedes neue Sensorpaket vergrößert den Datenstrom, und jeder neue KI-Anwendungsfall bringt auf der anderen Seite zusätzliche Lesezugriffe mit sich. Die Behörde benötigte einen zentralen Zugang zu ihrem Speicher, der diesen Datenfluss absichern und mit ihm skalieren konnte.

Lösungen

Die Behörde implementierte F5 rSeries-Hardware in einer r4600-„Best Bundle“-Konfiguration, um einen sicheren, hochverfügbaren Datenpfad vor ihren Speicherclustern von WEKA und VAST Data aufzubauen. Die im Rahmen des Proof of Concept validierte Architektur platziert F5 BIG-IP Local Traffic Manager (LTM) und F5 BIG-IP Advanced WAF in der DMZ, um an der Netzwerkgrenze eine Web Application Firewall (WAF), ein API-Gateway sowie S3- und DNS-Dienste bereitzustellen. Von dort verteilt BIG-IP LTM den Datenverkehr auf die Private-Cloud-Plattform, auf der virtuelle Maschinen, Kubernetes-basierte Dienste und die Speicherumgebung ausgeführt werden.

Auf der Datenebene verteilt BIG-IP LTM S3-Objektanfragen intelligent auf die Speicherknoten, um einen hohen Durchsatz und die Verfügbarkeit des Dienstes sicherzustellen. Dabei wird der Zustand der Knoten kontinuierlich überwacht und der Ingestion-Datenverkehr von stark ausgelasteten Knoten weggeleitet, bevor ein Engpass die Pipeline zum Stillstand bringen kann. Dies erfolgt einheitlich sowohl in der WEKA- als auch in der VAST Data-Umgebung, sodass die Behörde über einen einzigen Datenpfad zu heterogenen Speichersystemen verfügt. BIG-IP LTM abstrahiert außerdem den Speicherendpunkt hinter einer einzigen stabilen Adresse – eine ebenso wichtige Funktion für das Speicherbetriebsteam. Hinter dieser Adresse können Knoten hinzugefügt, außer Betrieb genommen oder neu ausbalanciert werden, während die Roboter im Einsatz und die RAG-Dienste im Rechenzentrum verbunden bleiben. So können Speicheradministratoren Cluster im laufenden Betrieb bereitstellen, anstatt auf ein Wartungsfenster warten zu müssen.

Unterdessen sind die F5-Dienste für WAF- und API-Sicherheit im Datenpfad direkt vor dem Speicher positioniert und prüfen S3-API-Aufrufe, bevor diese den Cluster erreichen. Die in der ersten Phase der mehrstufigen Bereitstellung implementierte Zugriffskontrolle stellt sicher, dass nur authentifizierte und autorisierte Quellen in die Umgebung schreiben oder daraus lesen können. Der Bereitstellungsplan der Behörde sieht vor, denselben Kontrollpunkt auf die KI-Laufzeitsicherheit auszuweiten. Dabei prüfen die F5-Dienste den Inferenzdatenverkehr, während die RAG-Anwendungen der Behörde von der Machbarkeitsstudie in den Produktivbetrieb überführt werden.

Das Ergebnis ist ein zentraler Kontrollpunkt für Sicherheit und Datenverkehr im Datenpfad vor der Speicherumgebung. Eingehende Daten werden geschützt, während ausgehende Daten ungehindert fließen können.

Ergebnisse

Zuverlässige Datenaufnahme für Robotik-KI

Bodenroboter und Drohnen übertragen jetzt Bild-, Erkennungs- und Sensorfusionsdaten über einen sicheren und hochverfügbaren Pfad an den Speicher. Wenn die Leistung eines Speicherknotens nachlässt, leitet BIG-IP LTM den Datenverkehr daran vorbei, sodass die Datenaufnahme fortgesetzt wird. Die KI-Anwendungen, auf die diese Plattformen angewiesen sind, können zuverlässig auf die Daten zugreifen, die sie für operative Entscheidungen in Echtzeit benötigen.

Ein zentraler, sicherer Zugang für Speicher-APIs

WAF-, API-Sicherheits- und Zugriffskontrolldienste sind nun an einem zentralen Kontrollpunkt vor der S3-Umgebung gebündelt. Jede Anfrage wird geprüft und authentifiziert, bevor sie einen Speicherknoten erreicht. Dadurch hängt die Sicherheit der Daten nicht mehr davon ab, dass sich jeder Client ordnungsgemäß verhält. Dank des gehärteten Perimeters ist das Speicherteam nicht länger die letzte Verteidigungslinie.

RAG-Pipelines kontinuierlich mit aktuellen Daten versorgen

Über einen zuverlässigen Ingestionspfad werden Datensätze aus dem Objektspeicher abgerufen, transformiert und ohne Unterbrechung in RAG-Dienste eingespeist. Aktuelle, vollständige Daten machen die KI-gestützten Anwendungen der Behörde präziser, ausfallsicherer und vertrauenswürdiger für die Einsatzkräfte, die auf sie angewiesen sind.

Speicher skalieren, ohne die Anwendungen anzupassen

Änderungen an Endpunkten und Hotspots können den Betrieb einer Hochleistungsplattform wie WEKA oder VAST Data Storage erheblich beeinträchtigen, wenn dem Cluster keine Application-Delivery-Schicht vorgeschaltet ist. Da BIG-IP LTM jedoch den Speicherendpunkt abstrahiert, kann die Behörde ihre WEKA- und VAST-Data-Cluster erweitern, ohne eine einzige Anwendung oder Außendienstplattform umzuleiten. Speicheradministratoren fügen hinter einer stabilen Adresse Knoten hinzu und verteilen die Daten neu, während Zustandsüberwachung und Datenverkehrssteuerung den Cluster bei seinem Wachstum schützen.

Ein Bauplan für die Bereitstellung von KI-Daten

Die Ergebnisse, die die Behörde mit ihren WEKA- und VAST-Data-Speichersystemen erzielt hat, sind auf jede Organisation übertragbar, die KI aus einem Speichercluster mit Daten versorgt – unabhängig davon, ob es sich um einen handelsüblichen S3-kompatiblen Objektspeicher oder eine für Training und Inferenz entwickelte Hochleistungsdatenplattform handelt. Mit zunehmender RAG-Datenaufnahme verwandelt eine dedizierte Bereitstellungs- und Sicherheitsebene einen Speicher, der möglicherweise Mühe hat, Schritt zu halten, in eine geschützte und skalierbare Pipeline. Während das Robotikprogramm der Behörde wächst, ist der Datenpfad dafür gerüstet.