F5 Distributed Cloud Services bringen Cloud-native-Funktionen in die private Infrastruktur der SoftBank Corp.

SoftBank Corp. (TOKYO: 9434) bietet Telekommunikationsdienste an und kombiniert diese mit fortschrittlichen Technologien, um neue Geschäftsbereiche in Japan und weltweit zu entwickeln und zu betreiben. SoftBank Corp. hat in Japan 56 Millionen Mobilfunk- und Breitbandkunden. Die Corporate Information Technology Division von SoftBank Corp. kam zu dem Schluss, dass sie die geringe Ressourcenauslastung und andere Ineffizienzen ihrer privaten, virtualisierten Infrastruktur beheben musste. Das weltweit tätige Unternehmen stand jedoch vor einem Dilemma: Seine Sicherheitsanforderungen schrieben eine On-Premises-Bereitstellung vor, wobei die Möglichkeit bestehen sollte, künftig Public-Cloud-Funktionen zu nutzen. Es suchte nach einer Möglichkeit, die Effizienz cloudnativer Microservices und Container in sein privates Rechenzentrum zu bringen, und entschied sich für F5 Distributed Cloud Services.

Die Herausforderung

Die Corporate Information Technology Division der SoftBank Corp. verwaltet eine IT-Infrastruktur, die aus mehr als 800 Systemtypen, über 20.000 Servern und über 20.000 Switches besteht. Zudem wächst die Zahl der Server jeden Monat um mehrere Hundert.

Das Unternehmen hat seine Infrastruktur traditionell auf Basis virtueller Maschinen (VMs) und monolithischer Systeme aufgebaut, was für Workloads ähnlicher Größe ideal war. Im Laufe der Zeit haben sich Umfang und Komplexität der Workloads jedoch erheblich verändert. Bei der Ressourcenplanung stellte das Unternehmen genügend Ressourcen bereit, um Spitzenlastzeiten zu bewältigen. In Zeiten geringer Auslastung konnten diese Ressourcen jedoch nicht effizient genutzt werden, sodass die Gesamtauslastung sehr niedrig war: Bei mindestens 1.500 Servern lag die CPU-Auslastung bei höchstens 10 % und die Speicherauslastung bei höchstens 50 %. Dies führte zu erheblichen Mehrkosten, und da die gesamte Infrastruktur nicht zentral verwaltet werden konnte, entstanden weitere Ineffizienzen.

Die IT-Infrastrukturabteilung von SoftBank war der Ansicht, dass die Einführung einer auf Microservices basierenden Architektur unter Verwendung eines virtuellen Containersystems die Auslastung und Flexibilität der Ressourcen erheblich verbessern würde. Dadurch könnten deutlich mehr Workloads zu wesentlich geringeren Kosten verarbeitet werden. Allerdings mussten diese Cloud-nativen Innovationen in die bestehende private Umgebung des Unternehmens integriert werden. Dazu war es erforderlich, die Anzahl der VMs durch die Migration von Workloads in Container zu reduzieren und sie im Laufe der Zeit schließlich vollständig zu ersetzen.

Eine weitere Herausforderung für das Unternehmen bestand darin, dass die Anwendungsabteilung bei der Einführung neuer interner Systeme Zeit für deren Implementierung aufwenden musste. Da die SoftBank Corp. Dienstleistungen für verschiedene Branchen wie Technologie, Mobilfunk, Internet, Energie und Wirtschaft anbietet, wurden häufig neue interne Systeme hinzugefügt.

Die IT-Infrastrukturabteilung war der Ansicht, dass sich dieses Problem durch die Bereitstellung von Self-Service-Optionen mithilfe cloudnativer Microservices lösen ließe. Dadurch sollte die Entwicklung der Infrastruktur vereinfacht werden, in die häufig neue interne Systeme integriert wurden.

Darüber hinaus wollte SoftBank die IT-Gesamtbelastung reduzieren, damit sich die Mitarbeiter auf ihr Kerngeschäft konzentrieren können. Indem F5 Distributed Cloud Services die Infrastruktur verwaltet und die Plattform aktualisiert oder auf eine neue Version bringt, soll die betriebliche Effizienz der IT des Unternehmens verbessert werden.

Die Lösung

SoftBank unterzog drei Lösungen einer technischen Validierung: F5 Distributed Cloud Services und zwei Konkurrenzlösungen, die beide von führenden Infrastrukturanbietern stammen. Ziel war es, diese Herausforderung im Bereich der IT-Infrastruktur zu bewältigen und den Auftrag zu gewinnen. Im Rahmen der 2020 durchgeführten Prüfung für den kommerziellen Einsatz fiel die Wahl auf F5 Distributed Cloud App Stack und F5 Distributed Cloud Mesh. Damit wurde Distributed Cloud Services die Cloud-native Transformation und der Schutz der privaten Umgebung der IT-Infrastruktur eines der einflussreichsten Unternehmen der Welt anvertraut.

Die IT-Infrastrukturabteilung erwartet, dass der Einsatz von Distributed Cloud App Stack-Lösungen die Ressourcenauslastung und die Gesamteffizienz ihrer privaten Infrastruktur verbessern wird. SoftBank plant, durch die Ergänzung um Distributed Cloud Mesh sowohl auf der Anwendungs- als auch auf der Netzwerkebene innerhalb von Clustern und clusterübergreifend niedrige Latenzzeiten und ein hohes Sicherheitsniveau zu erreichen.

Die Distributed Cloud App Stack-Plattform wurde aus den folgenden Gründen als beste Lösung ausgewählt:

• Leichtgewichtige, auf Microservices basierende Container.
• Integrierte Netzwerk- und Sicherheitsfunktionen zum Schutz von Containern und Workloads.
• Mandantenfähigkeit zur Trennung von Mandanten und Namespaces sowie rollenbasierte Zugriffskontrolle zur Trennung von Mandanten.
• Unternehmensweite Sicherheitsvorgaben mit der Agilität von Geschäftspartnern in Einklang bringen – durch Self-Service mithilfe überlagerter Richtlinien.
• Umfassende, zentralisierte Überwachungs- und Verwaltungsfunktionen für Netzwerk, Sicherheit und Anwendungen.
• Richtlinien, die sich über Anwendungen und Netzwerke erstrecken, sowie die Möglichkeit, diese Richtlinien in den Netzwerkschichten 3 bis 7 zu visualisieren und umzusetzen.

Distributed Cloud Mesh stellt verteilte Anwendungsnetzwerk- und Sicherheitsdienste als Teil der Lösung mit Distributed Cloud App Stack bereit. Die integrierten Funktionen der Technologien waren für das Unternehmen ausschlaggebend, sich für Distributed Cloud Services zu entscheiden.

Distributed Cloud Services wurden aus den folgenden Gründen als beste Lösung im Vergleich zu den Wettbewerbern ausgewählt:

• Distributed Cloud Services zeigten gegenüber den Wettbewerbern Vorteile, da sie die Namespace-Isolierung zwischen Netzwerken, Microservices und Anwendungen umfassend unterstützen.
• Ein weiterer Vorteil von Distributed Cloud Services gegenüber den anderen Lösungen war die Möglichkeit, eine Website zentral über eine einzige Benutzeroberfläche zu verwalten. Hinzu kamen bessere Funktionen für eine nahezu vollständig automatisierte Bereitstellung sowie eine einfache Verwaltung und unkomplizierte Software-Upgrades.
• Die Konkurrenzlösungen benötigten einen separaten Software-Stack, um unabhängig von den Infrastrukturanforderungen überall eingesetzt werden zu können und Network Stitching sowie weitere L4-L7-Dienste zu ermöglichen.
• Außerdem konnten sie keinen SaaS-basierten Betrieb sowohl für Anwendungen als auch für Container ermöglichen.

Im Vergleich zu einem der Wettbewerber boten Distributed Cloud Services einen größeren Funktionsumfang im Netzwerkbereich, darunter eine Funktion, die die Skalierung externer Netzwerkverbindungen erleichtert. Zudem war keine Integration mit Drittanbietersoftware erforderlich. Dadurch ermöglichen Distributed Cloud Services einen besonders schnellen Übergang vom Aufbau zum Betrieb.

Die Ergebnisse

Integration mit CI/CD-Tools

Distributed Cloud Services arbeiten mit dem von SoftBank entwickelten CI/CD-Prozess (Continuous Integration/Continuous Delivery) zusammen, um Arbeitsabläufe zu optimieren, da Entwickler nicht mehr auf die Bereitstellung ihrer Apps warten müssen. Darüber hinaus kann die Abteilung für Anwendungsentwicklung mithilfe von Managed Kubernetes ihre eigenen Anwendungen und Microservices selbstständig bereitstellen.

Infrastructure-as-Code-Netzwerkkonfiguration

Da Distributed Cloud App Stack vollständig in Distributed Cloud Mesh integriert ist, kann die Anwendungsentwicklungsabteilung bei neuen Anforderungen selbst eine Infrastructure-as-Code-basierte Netzwerkkonfiguration in der Private Cloud bereitstellen, anstatt jedes Mal Netzwerk, Sicherheit und Richtlinien einzeln bei der IT-Infrastrukturabteilung anzufordern. Dabei wird automatisch Sicherheit auf den Ebenen 3 bis 7 angewendet.

Zukünftige Erweiterung

Diese Infrastrukturänderung ist in SoftBanks Investitionsprognose für den Zeitraum von 2022 bis 2025 vorgesehen. Die Pläne sehen vor, verstärkt in neue Container-Einheiten zu investieren und weniger für virtuelle Maschinen auszugeben. Der Prognose zufolge wird der Anteil der Container-Einheiten bis 2025 von null auf 60 % steigen.

Abb. 1: Laut der Prognose des Unternehmens zur Nutzung von Rechenressourcen wird der Anteil der Container bis 2025 den der virtuellen Maschinen übersteigen.

Mithilfe dieser neuen Container plant das Unternehmen die Einführung zweier wichtiger neuer Anwendungen, die sowohl in stationären Geschäften als auch auf Online-Portalen höhere Umsätze und reibungslosere Transaktionen ermöglichen. Distributed Cloud Services werden entscheidend zum Erfolg dieser beiden Anwendungen beitragen.

Schließlich möchte das Unternehmen künftig trotz der äußerst strengen Sicherheitsanforderungen die Möglichkeiten der Public Cloud für bestimmte Anwendungen wie die Notfallwiederherstellung nutzen.