Viele Menschen denken bei Verwaltungs-IT wahrscheinlich zuerst an Windows 98 und staubige Server. Hohe Performance und Open Source hingegen dürften seltener an erster Stelle stehen. Und eine vollautomatisierte private Cloud auf OpenStack-Basis mit 400-Gigabit-Netzwerken, 3 Petabyte Software-Defined-Storage (all-flash!) und 12.000 CPU-Kernen schon gar nicht. Zeit, die Perspektive zu erweitern – mit der Thüringer Verwaltungscloud.
Moderner Cloud-Ansatz mit Open Source
Das darf durchaus als kleine Revolution bezeichnet werden: Man folgt in Thüringen nicht nur modernen Cloud-Ansätzen und den Vorgaben aus dem Konzept der Deutschen Verwaltungscloud, sondern setzt zudem im Einklang mit dem E-Government-Gesetz Thüringen fast ausschließlich auf Open-Source-Software.
Zuständig für die Thüringer Verwaltungscloud ist das Thüringer Landesrechenzentrum (TLRZ). Die Nutzer bzw. die Kunden des TLRZ sind keine Unternehmen oder Privatpersonen, sondern Behörden. Also zum Beispiel das Finanzamt, die Polizei, das Landesamt für Statistik und viele weitere. Für ein eigenständiges Land wie den Freistaat Thüringen lohnt es sich daher, ein eigenes Rechenzentrum zu betreiben. So kann die Verwaltung mit all ihren Behörden und Abteilungen die eigenen Infrastrukturen kontrollieren, die Datensouveränität bewahren und alle Anforderungen an das Rechenzentrum genau so gestalten, wie es am besten passt. Deswegen setzt die Landesregierung im neu gebauten Standort, den das TLRZ nutzt, und bei der Thüringer Verwaltungscloud zur Stärkung der digitalen Souveränität ganz gezielt auf Open Source.
Die Thüringer Verwaltungscloud im Einsatz
Praktisch funktioniert das so: Das TLRZ stellt seinen Nutzern wie bisher auch die Infrastruktur wie Compute-Ressourcen, Netzwerk, Sicherheitsgateways etc. zur Verfügung und verwaltet sie auch. Fallen Komponenten dieser (redundanten) Infrastruktur aus, werden sie selbstverständlich ausgewechselt.
Die Nutzer des TLRZ, ihrerseits allesamt Behörden, bekommen davon allerdings nichts mit. Ihre Workloadebene ist wie bei den großen proprietären Hyperscalern vollständig abstrahiert und virtualisiert: Die Nutzer loggen sich über ein Webfront ein und konfigurieren darüber ihre eigenen Ressourcen wie virtuelle Maschinen, Storage, Netzwerke, oder Loadbalancer. Dies erfolgt natürlich software-definiert und damit auch voll automatisierbar, etwa mit Terraform, respektive dem offenen Pendant OpenTOFU.
Dynamische Skalierung
Und in dieser Hardware-Abstraktion liegt auch die erste wesentliche Neuerung einer Private Cloud gegenüber klassischen IT-Infrastrukturen: Es gibt eine strikte, einhundertprozentige Trennung zwischen der physischen Infrastruktur- und der für die Nutzer sichtbaren Workload-Ebene. Kein VLAN für einen Nutzer wird auf den Switches konfiguriert – sondern ausschließlich in der Cloud und Overlay-Netzwerken. Kein Volume für eine Virtual Machine händisch im Storage angelegt. Nicht einmal die Loadbalancer der Projekte werden als Hardware-Appliance vorgeschaltet, sondern sind Teil der Cloud. Als zentrale Software kommt die OpenStack-Distribution von OSISM zum Einsatz – und damit die Referenzimplementierung des Sovereign Cloud Stack (SCS), ein von der Bundesregierung geförderter standardisierter Open-Source-Cloud Softwarestack, der unter dem Dach der Open Source Business Alliance (OSBA) entwickelt wird.
Dies ermöglicht auch eine Transformation hin zu dynamischen, rein durch API-Calls gesteuerten Infrastrukturen und damit schlussendlich: Infrastructure-as-Code (oder IaC). Beispiele für dynamisch skalierende Applikationen im Verwaltungskontext sind etwa moderne Videokonferenzlösungen oder auch die Geoinformationssysteme für die notwendigen Recherchen der Grundsteuerreform, die nur für einen recht begrenzten Zeitraum mit hoher Performance benötigt wurden.
Digital souveräne und zukunftssichere Infrastruktur
Vielleicht fragen sich nun manche: Wenn Hyperscaler-Cloud-Anbieter das ja technologisch schon anbieten, warum stellt man sich überhaupt ein Rechenzentrum hin, kauft sich Server selber und baut das Wissen auf, eine solche Infrastruktur eigenständig zu betreiben? Die Antwort ist recht einfach: Nur so ist man im Freistaat Thüringen wirklich digital souverän und muss nicht einem einzelnen Cloud-Provider vertrauen, der möglicherweise noch außerhalb der EU verankert ist und damit einer anderen Jurisdiktion unterliegt. Dazu kommt, dass es in dieser Größenordnung schlicht wirtschaftlicher ist, die Infrastruktur selbst zu betreiben.
Jedoch sollte man nicht davon ausgehen, dass die Verwaltungscloud aus Kostengründen auf technisch schwachen Füßen stünde: Die eingangs erwähnten 12.000 CPU-Kerne, 3 Petabyte Ceph-Storage und das 400-Gigabit-Netzwerk dürften nicht nur für Verwaltungs-IT-Verhältnisse ziemlich viele „PS unter der Haube“ darstellen, sondern auch so manchen High-Performance-Computing-Cluster in den Schatten stellen – und sind darüber hinaus mit GPU-fähigen Servern auch für KI-Anwendungen in der Verwaltungscloud geeignet. Mit dieser Infrastruktur ist das TLRZ zukunftssicher aufgestellt und wird damit die steigenden Anforderungen an die Verwaltungs-IT meistern.
Wesentliche Dienstleister in diesem Projekt – jeder mit seinen eigenen Stärken und Schwerpunkten – sind vier Mitglieder der OSBA:
Wer sich fragt, wie es um die Sicherheit dieser Cloud bestellt ist: Im TLRZ gab es externe Pentests – und sie fielen sehr gut aus. Das alles und noch viel mehr beleuchtet der Hochleistungsnerd-YouTube-Kanal der Menzel IT in einer dreiteiligen Video-Reihe:
