Eigentlich ist es für Web-Unternehmer ein Traumszenario, wenn das Online-Geschäft so gut läuft, dass ein einzelner Server dem Besucheransturm nicht mehr standhält. Eine gute Lösung für dieses „Problem“ ist Cluster-Hosting: Von einem Cluster spricht man dann, wenn mehrere Computer in einem Verbund betrieben werden. Der Vorteil liegt in der Kombination aus erhöhter Rechenkapazität und erhöhter Verfügbarkeit. Entsprechend unterscheidet man zwischen Clustern zur Performance-Steigerung (High-Performance-Computing-Cluster, HPC-Cluster) und Hochverfügbarkeits-Clustern (High-Availability-Cluster, HA-Cluster).

HPC-Cluster übernehmen typischerweise als „Super-Computer“ hochkomplexe Rechenaufgaben im wissenschaftlichen Bereich oder steuern technische Anlagen in der Industrie. HA-Cluster sorgen beispielsweise als Zentralrechner in Banken für eine sehr hohe Ausfall- und Datensicherheit.

Cluster für den Betrieb von Web-Applikationen und das Speichern zugehöriger Daten sind entweder als HPC- oder als HA-Cluster ausgelegt, aber in den meisten Fällen vereinen sie beide Varianten. Solche Hosting-Lösungen gibt es noch nicht allzu lange und auch nicht bei jedem Hosting-Provider, doch sie gewinnen zunehmend an Bedeutung. Denn immer komplexere Web-Applikationen und rasant wachsende Datenbestände im Netz verlangen nach leistungsstarker und zuverlässiger Hosting-Technik.

Vielschichtige Web-Applikationen und große Online-Datenbestände mit Hilfe eines Rechnerverbundes handhaben – das erinnert stark an Cloud-Hosting [1]. Wie lässt sich also Cluster-Hosting von Cloud-Hosting abgrenzen? Gibt es überhaupt Unterschiede?

Nutzer von Cloud-Hosting erhalten über das Internet Zugang zu virtualisierten Hardware-Ressourcen und können für ihre Zwecke geeignete Arbeitsumgebungen einrichten. Der einzelne Nutzer mietet kein komplettes Server-System und keinen festen Rechnerverbund, sondern Rechenleistung und Speicherplatz. Deshalb spricht man beim Cloud-Hosting von Instanzen anstatt von Servern. Und von „Public Clouds“ ist die Rede, weil sich mehrere Hosting-Kunden physikalische Hardware teilen, die übers Internet verbunden ist.

„Public Clouds“ zeichnen sich durch eine Live-Skalierbarkeit aus. Das heißt: Im laufenden Betrieb lassen sich für jede Instanz Parameter wie die Anzahl der genutzten CPU-Kerne, die Speicher- oder die Festplattengröße ändern. Darüber hinaus findet bei einigen Anbietern eine automatische Anpassung der genutzten Ressourcen statt, sobald sich die Hardware-Anforderungen ändern.

Anders sieht es beim Cluster-Hosting aus: Da mietet der Kunde eine individuell konfigurierte Arbeitsumgebung, die ausschließlich ihm zur Verfügung steht. Rechenleistung und Speicherplatz werden nicht beliebig zugeteilt und sind nicht zwingend live skalierbar – das ist allenfalls eine Zusatzoption. Dafür steht anstelle von Instanzen ein komplettes Rechnersystem als Verbund von mindestens zwei Servern zur Verfügung.

Auf den Punkt gebracht: Beim Cloud-Hosting werden skalierbare Rechenleistung und Speicherplatz gemietet, beim Cluster-Hosting ein Server-Verbund mit in der Regel festgelegten Leistungsdaten. Etwas kompliziert ist lediglich, dass es Cluster-Server in dreierlei Ausführungen gibt: nicht nur als Dedizierte Server und als Virtuelle Server, sondern auch als Cloud-Server.

Während ein Cluster aus Dedizierten Servern mittels physikalischer Hardware realisiert wird, ist ein Cluster aus Virtuellen Servern ein mit Hilfe von Software simulierter Rechnerverbund. Der Hoster betreibt besonders leistungsstarke Hardware-Server, auf denen mehrere Virtuelle Server laufen. Der Kunde merkt in der Regel keinen Unterschied zwischen Dedizierten und Virtuellen Servern, dafür sind die virtuellen Lösungen häufig kostengünstiger.

Zu Verwechslungen führt das Cluster-Hosting auf Basis von Cloud-Servern, da es sich weniger vom Cloud-Hosting abgrenzt als die anderen Cluster-Varianten. Wie beim Cluster-Hosting üblich, mietet der Kunde einen Rechnerverbund mit festen Leistungsdaten. Doch die Server stehen weder physikalisch in einem bestimmten Rechenzentrum noch werden sie mittels Software auf Maschinen des Hosters simuliert. Vielmehr handelt es sich um virtualisierte Server, die Rechenleistung und Speicherplatz aus der Cloud nutzen. Das heißt: Sie beziehen ihre Leistung von verschiedenen übers Internet verbundenen Rechnern und wirken nur nach außen hin als geschlossene Server-Systeme. Vorreiter auf diesem Gebiet ist der Anbieter Maxcluster.

Maxcluster ist zugleich der einzige Anbieter im deutschsprachigen Raum, der eine Web-Oberfläche für die Konfiguration von Komplettpaketen anbietet – und damit die Grenzen zum Cloud-Hosting weiter verschwimmen lässt. Fast alle anderen Hoster, die in der Tabelle auf Seite 157 aufgeführt werden, verkaufen Cluster-Hosting als kundenspezifische Lösungen. Ausnahmen machen Mittwald und InternetX, wo man zusätzlich vorkonfigurierte Lösungen online bestellen kann. Ansonsten liefern die Websites der Hosting-Provider nur eine grobe Orientierung, was alles möglich ist – auf Nachfrage erhalten Interessenten ein individuelles Angebot.

Ohne ausgezeichnete Beratung dürfte es den meisten Interessenten ohnehin unmöglich sein, die optimale Cluster-Variante zu finden. Die Anforderungen an das Webhosting müssen mit dem Hoster genau besprochen werden – nur gemeinsam lässt sich die beste Version erarbeiten. Allround-Lösungen existieren praktisch nicht. Allerdings gibt es ein paar typische Szenarien fürs Cluster-Hosting, an denen sich Interessenten orientieren können. Diese Varianten dienen in diesem Artikel als Grundlage für einige Beispiele, die einen Eindruck davon vermitteln, was Cluster-Hosting leisten kann und kostet.

Der einfachste Anwendungsfall für Cluster-Hosting ist die Performance-Steigerung mittels zweier parallel geschalteter Server. Dabei handelt es sich um ein typisches High-Performance-Computing-Cluster (HPC-Cluster). Die Leistungsverbesserung geht aber auch mit einer erhöhten Stabilität einher: Während ein einzelner Server bei hohem Traffic überlastet ist und womöglich mit Instabilität reagiert, sorgt die verteilte Leistung auf zwei Maschinen für einen sichereren Betrieb.

In der Praxis ist sowohl die Kombination zweier Webserver als auch die Cluster-Bildung von Webserver plus Datenbank-Server beliebt. Bei dieser Variante kann sich der Webserver voll auf die Anfragen aus dem Netz konzentrieren, da die benötigten Daten vom Datenbank-Server bereitgestellt werden – eine perfekte Arbeitsteilung.

Ein passender Anbieter für dieses Szenario ist das Kölner Unternehmen Host Europe, das seit 2005 Erfahrungen mit Cluster-Hosting sammelt und heute Lösungen für nahezu jeden Anspruch und Geldbeutel bietet. Im Mittelpunkt der Produktpalette stehen die „Managed Switching“-Lösungen, mit denen sich sowohl Dedizierte als auch Virtuelle Server als Cluster betreiben lassen. Host Europe beschreibt diese Angebote so: „Switches gruppieren Server für den externen Datenstrom in einem Virtual Local Network (VLAN). Dadurch werden die Datenpakete für die Anwendung optimal verteilt und weitergeleitet. Außerdem sichern VLANs die Infrastruktur effektiv gegen Ausspionieren und Abhören.“

Die Einstiegs-Konfiguration für zwei Webserver besteht aus zwei Dedizierten Servern der Marke Dell (CPU: 2x R210II und 1x Quad, RAM: 4 GByte, HDD: 2x 500 GByte SATA) und kostet 246 Euro Miete pro Monat. Der gleiche Preis gilt für die Kombination von Webserver und Datenbank-Server. Für das operative Server-Management kommen 35 Euro pro Monat und Server hinzu. Einrichtungspreis und sonstige Kosten sind von der gewählten Konfiguration abhängig. Eine High-End-Konfiguration für zwei Webserver kostet 3.962 Euro pro Monat (CPU: 2x R720 für Web und Datenbank und 2x Octa, RAM: 384 GByte, SSD: 16x 300 GByte). Günstiger sind Virtuelle Server: Die Lösungen bewegen sich preislich zwischen 222 und 1.969 Euro pro Monat zuzüglich Management-Kosten.

Auch die Profihost AG aus Hannover ist ein passender Dienstleister und bietet Cluster-Hosting seit 2006 an. „Unsere FlexServer sind flexibel, ausfallsicher, jederzeit erweiterbar und voll administriert. Sie werden auf der neusten technologischen Entwicklung betrieben, der Profihost Enterprise Plattform“, erklärt Vorstand Sebastian Bluhm die Angebote.

Zwei Webserver mit je zwei CPU-Kernen, 4 GByte RAM, HDD oder SSD gibt es bei Profihost als Dediziertes oder Cloud-basiertes Cluster ab 138 Euro pro Monat, wobei das Basis-Management bereits inklusive ist. Für das vollständige Server-Management „Enterprise“ fallen Zusatzkosten in Höhe von 120 Euro pro Monat an. Die Höchstkonfiguration für zwei Webserver kostet 778 Euro pro Monat. Exakt dieselben Preise gelten für die Kombination von Web- und Datenbank-Server.

An dieser Stelle kommt das Thema Cloud-Hosting nochmal ins Spiel. „Public Clouds“ zeichnen sich durch eine Live-Skalierbarkeit aus. Das heißt: Im laufenden Betrieb lassen sich für jede Instanz Parameter wie die Anzahl der genutzten CPU-Kerne, die Speicher- oder die Festplattengröße ändern. Darüber hinaus findet bei einigen Anbietern eine automatische Anpassung der genutzten Ressourcen statt, sobald sich die Hardware-Anforderungen wandeln – das so genannte Autoscaling.

Skalierbarkeit ist auch beim Cluster-Hosting ein wichtiges Thema. Hier spricht man nicht vom Autoscaling, sondern vom Loadbalancing, zu deutsch: der Lastverteilung. Ein dem Rechnerverbund vorgeschaltetes System verteilt die Server-Anfragen auf die verschiedenen Verbund-Server, so dass die vorhandenen Ressourcen optimal genutzt werden. Loadbalancing sorgt daher für Datensicherheit und Hochverfügbarkeit, kombiniert also die Eigenschaften von HPC- und HA-Clustern. Während Autoscaling zum Cloud-Hosting fest dazugehört, muss ein Loadbalancing-System beim Cluster-Hosting explizit bestellt werden.

Wer sich bei der Suche nach einem passenden Hosting-Modell für diese Variante entscheidet, wird bei centron fündig. Der Anbieter ist ein alter Hase im Cluster-Geschäft: Schon seit 1999 bietet das nordbayerische Unternehmen mit eigenem Rechenzentrum in Nürnberg Cluster-Hosting an. „In der Oberklasse der Verfügbarkeit bieten wir Lastverteilung auf zwei bis nahezu beliebig viele Front Ends und einen perfekt abgestimmten Datenbank-Server an, der die Webserver mit Daten versorgt“, sagt Hans Wagner vom centron Sales-Team über die Loadbalanced-Server, die man als Dedizierte, Virtuelle oder Cloud-Lösung mieten kann.

Eine Konfiguration aus zwei Servern der Klasse „Mach 1“ als Webserver (jeweils 1x Intel E5-Series Quad-Core CPU, 8 GByte RAM, 2x 1 TByte HDD RAID1) plus einem Server der Klasse „Mach 2“ als Datenbank-Server (1x Intel E5-Series Quad-Core CPU, 16 GByte RAM, 4x 1 TByte HDD RAID10) kostet monatlich 609,83 Euro. Für das Management fallen zusätzlich 99 Euro je Server an, womit zwei Stunden Service abgedeckt werden. Die Einrichtungsgebühr pro Server beträgt 199 Euro. Centron garantiert wie fast alle Hoster 99,9 Prozent Verfügbarkeit im Jahresmittel, und die Server lassen sich im laufenden Betrieb skalieren.

Auch das Unternehmen Mivitec fällt mit seinem Angebot einer „eigenentwickelten, hoch skalierbaren Lösung“ in diese Kategorie. Mivitec sammelt bereits seit 1998 Erfahrungen mit Cluster-Hosting. Die Loadbalanced-Server gibt es als Cloud-Hosting-Variante und „optional auf Basis Dedizierter Server, um die Policies von Großkonzernen zu erfüllen“, so Alex Mirsky. Diesen Kunden stehe auch ein direkter Ansprechpartner in der Technik sowie der 24/7-Service über eine Festnetzrufnummer zur Verfügung, betont der Geschäftsführer.

Pro Server mit je einer CPU, 2 GByte RAM und 10 GByte Storage berechnet Mivitec 59,97 Euro monatlich. Hinzu kommen 60 Euro pro Monat für das Management sowie eine einmalige Einrichtungsgebühr in Höhe einer Server-Monatsmiete.

Die höchste Ausfallsicherheit garantiert ein Failover-Cluster, das sich daher für unternehmenskritische Anwendungen besonders anbietet. Der Hoster centron beschreibt dies so: „SAP, Datenbanken oder Webserver müssen stets ausfallsicher bereitstehen. Da das Auftreten von Schwachpunkten im Cluster möglichst gering gehalten werden soll, werden soweit wie möglich Redundanzen eingebaut, um die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls auf ein absolutes Minimum zu reduzieren und damit höchste Datensicherheit herzustellen.“ In der Praxis bedeutet das: Beim Ausfall eines Servers wird dessen Arbeit sofort von einem anderen Knoten im Cluster übernommen – Ausfallzeiten gibt es nicht.

Kunden können für dieses Szenario beispielsweise auf die Dienste des Düsseldorfer Hosting-Anbieters myLoc zugreifen, der mit seinen übersichtlich strukturierten Angeboten auf acht Jahre Erfahrung im Cluster-Hosting aufbaut. „Beim beliebten Produkt myCluster handelt es sich um eine hochverfügbare Server-Lösung auf Open-Source-Basis. Die Dienste Apache, MySQL und NFS können redundant ausgelegt werden, so dass die bereitgestellten Dienste beim Ausfall eines Servers nahtlos vom anderen Server übernommen werden“, erläutert Sales-Manager Christian Quandt.

Die Variante „myCluster XXL“ besteht aus zwei Webservern „myServer M“ (jeweils Intel Xeon E3-1230 CPU, 8 GByte RAM, 2x 1000 GByte HDD RAID1, SSD optional), zwei Datenbank-Servern „myServer L“ (jeweils Intel Xeon E5-2440 CPU, 32 GByte RAM, 4x 1000 GByte HDD RAID10) sowie zwei Loadbalancern mit 400 Mbit Datendurchsatz. Das Komplettsystem kostet 799 Euro pro Monat zuzüglich Management. Zwei Stunden Wartung und Hilfestellung pro Monat schlagen zum Beispiel mit 89 Euro zu Buche. Die Einrichtungsgebühr für das HA-Cluster beträgt einmalig 499 Euro.

Eine „virtuelle Web-Infrastruktur als HA-Cluster“ bietet der Webhoster Anexia an. „Das Basis-HA-Cluster verteilt sich über zwei ISO-27001-zertifizierte Rechenzentren, zum Beispiel in München und Wien. Für den virtuellen Loadbalancer können über 35 von Anexia betriebene Rechenzentrumsstandorte weltweit genutzt werden“, erklärt Geschäftsführer Alexander Windbichler. Zwei Webserver mit jeweils zwei virtuellen CPU-Kernen, 4 GByte RAM und 50 GByte HDD kosten als HA-System 450 Euro pro Monat, das Management zusätzlich ab 120 Euro monatlich. Bei längeren Vertragslaufzeiten entfällt die Einrichtungsgebühr, die ansonsten bis zu drei Monatsmieten betragen kann. Dedizierte Server sind bei Anexia ebenfalls möglich.

Praktisch selbstverständlich ist das Management der Server durch den
Webhoster. Zwar lassen sich viele Cluster-Lösungen wie Root Server [2] vom Kunden administrieren, doch der Aufwand dafür ist beachtlich und
überschreitet in der Regel die technischen und personellen Möglichkeiten
des Kunden. Die in der Tabelle genannten Hoster bieten
allesamt das Management von Cluster-Hosting an: manchmal als
Inklusiv-Leistung, öfters gegen Aufpreis.

Doch Management ist nicht gleich Management. Bei der Auswahl eines
geeigneten Hosting-Partners sollten Interessenten genau darauf achten,
welche Leistungen angeboten werden. Die Bandbreite der
Management-Arbeiten reicht von der Einrichtung und Konfiguration des
kompletten Cluster-Systems über die flexible Systemanpassung an die
Kundenbedürfnisse bis hin zur Betriebssystem- und Software-Installation
sowie Wartung. Einige Hoster bieten mehrere Management-Stufen an, die
kostenabhängig mehr oder weniger Leistungen beinhalten.

Auch die Frage nach Service und Support ist wichtig. Manche Anbieter
regeln im Management-Paket auch die sonstigen Support-Leistungen,
während sie bei anderen Hostern unabhängig davon sind. Einfache
Hilfestellungen bei vertraglichen Problemen sollten möglichst kostenfrei
erfolgen. 24/7-Service an 365 Tagen im Jahr ist für anspruchsvolle
Hosting-Anwendungen dringend zu empfehlen, kann aber schnell hohe Kosten
verursachen. Deshalb sollte unbedingt auf die vertraglich geregelten
Service-Zeiten, Umfänge und Preise geachtet werden. Bei einigen
Cluster-Hosting-Anbietern steht jedem Kunden ein persönlicher
Service-Ansprechpartner zur Verfügung – das ist besonders gut.

Anhand der hier angeführten Szenarien und Beispiele wird deutlich: Ob Cluster-Hosting für Webanwendungen benötigt wird, hängt sehr stark von den individuellen Anforderungen des Kunden ab. Gute Beratung ist wichtig, Kunden sollten sich unabhängige Angebote von mehreren Hosting-Providern einholen und diese ausgiebig vergleichen. Das Konsultieren von Fachleuten ist besser als ein selbst zusammengestelltes oder vorkonfiguriertes System zu wählen. Allein aus Kostengründen sollten Interessenten gut überlegen, welche Leistungen wirklich wichtig sind – denn Cluster-Hosting ist kein billiges Vergnügen, ist aber eine äußerst stabile und ausfallsichere Form des Hostings.