Techniker steckt Patchkabel in ein Netzwerk-Switch in einem Serverschrank

Private Cloud · Planung, Aufbau, Betrieb

Private Cloud für Unternehmen planen und aufbauen

Virtuelle Maschinen und Container auf Hardware, die Sie kontrollieren: mit Ceph-Storage, mandantenfähigem Netzwerk, zentraler Identität und Backup. SKAFFON plant, baut und betreibt die Plattform, vermietet aber keine Kapazität.

  • Proxmox VE, Ceph, OpenTofu
  • Betrieb und Support rund um die Uhr (24/7)

01Einordnung

Eigene Plattform statt gemieteter Kapazität

SKAFFON plant und baut Private-Cloud-Plattformen für Unternehmen: virtuelle Maschinen und Container auf eigener Hardware oder in Colocation, mit Software-defined Storage, mandantenfähigem Netzwerk, zentraler Identität, Backup und einem Betriebskonzept. Sie richtet sich an IT-Leitung und CTOs, die eine eigene Plattform erwägen, etwa wegen Datenhoheit, planbarer Kosten bei konstanter Last oder dem Ausstieg aus einer bestehenden Virtualisierung.

Mit „Private Cloud“ meinen wir Unternehmensinfrastruktur, nicht Dateiablage für Privatpersonen: eine Plattform, auf der Ihre Teams Ressourcen per Automatisierung bereitstellen, die Sie selbst kontrollieren.

02

Eigene Plattform oder Cloud-Region: wo welche Antwort trägt

Open Source heißt nicht kostenlos: Der Aufwand verschiebt sich vom Lizenzvertrag in Betrieb und Know-how.

Die eigene Plattform lohnt sich, wenn mindestens einer zutrifft

  • Daten oder Betrieb müssen in Ihrer Kontrolle bleiben.
  • Die Last ist über das Jahr relativ konstant, sodass Reservierungskapazität bei Anbietern teuer wäre.
  • Sie haben oder bekommen das Know-how für den Betrieb (intern oder per Dienstleister).

Eine Cloud-Region ist die ehrlichere Antwort, wenn

  • die Last stark schwankt und kurzfristig skalieren muss,
  • kein Betrieb zur Verfügung steht oder
  • nur wenige kleine Anwendungen laufen. Einordnung unter Cloud-Plattformen und Souveräne Cloud.

03Referenzarchitektur

Sechs Module, sechs Entscheidungen, sechs typische Fehler

Die Plattform besteht aus Compute, Netzwerk, Storage, Identität, Backup und Lebenszyklus. Die Matrix zeigt, welche Entscheidungen jedes Modul verlangt und wo typischerweise Fehler passieren.

Bausteinmatrix der Private Cloud: Technik, Entscheidungen und häufige Fallen je Modul
ModulTypische TechnikZu entscheidenHäufige Falle
ComputeProxmox VE (KVM) im Cluster, HochverfügbarkeitKnotenzahl, CPU- und RAM-Profil, Überbuchung, Reserve für KnotenausfallHA aktiviert, aber nie ein Knotenausfall geübt; Kapazität reicht für den Ausfall nicht (siehe Rechnung unten)
NetzwerkVLANs, Bonding, Proxmox SDN (VLAN-, VXLAN- und EVPN-Zonen mit BGP)Trennung von Management, Cluster, Storage und Gastverkehr; Mandantentrennung; Anbindung ans UnternehmensnetzCluster- und Storage-Verkehr auf demselben Netz; VXLAN verschlüsselt nicht von selbst, und die Kapselung kostet 50 Byte MTU
StorageCeph (RBD für VM-Disks, optional S3 über Ceph Object Gateway), alternativ ZFS mit ReplikationReplikation, Failure Domains, Medien (NVMe/SSD/HDD), NetzbandbreiteZu kleiner Cluster für Ceph; Details auf der Seite Ceph Storage
IdentityZentrale Anmeldung per OIDC/LDAP/AD, Rollen, Zwei-FaktorWer darf was; Notfallzugang; Service-Konten und API-TokenGemeinsame Admin-Konten; Notfallzugang ohne Test
BackupProxmox Backup Server, Offsite-Kopie, WiederherstellungstestsAufbewahrung, Ziel getrennt vom Produktionsstandort, Restore-RhythmusBackup nie wiederhergestellt; Backup im selben Fehlerbereich wie die Produktion
LifecycleUpdates, Hardware-Erneuerung, Infrastruktur als Code mit OpenTofuUpdate-Fenster, Kompatibilitätsprüfung, Reproduzierbarkeit der KonfigurationManuelle Einzeländerungen, die niemand dokumentiert hat

04

Wie die Schichten der Plattform aufeinander aufbauen

Von der Hardware bis zu den Workloads: vier Schichten, quer dazu Identität, Backup und Lebenszyklus.

Schichtenarchitektur der Private Cloud Vier Schichten von oben nach unten: Workloads (VMs und Container), Compute mit Proxmox VE, Netzwerk mit VLAN und SDN, Storage mit Ceph; darunter eigene Hardware oder Colocation. Quer zu den Schichten: Identität, Backup und Lebenszyklus. Private Cloud: Schichten und Querschnittsmodule SCHICHT 1 Workloads Virtuelle Maschinen und Container Kubernetes optional als eigene Schicht SCHICHT 2 Compute Proxmox VE (KVM) im Cluster Hochverfügbarkeit, Reserve für Knotenausfall SCHICHT 3 Netzwerk VLANs, Bonding, Proxmox SDN VLAN-, VXLAN- und EVPN-Zonen mit BGP SCHICHT 4 Storage Ceph (RBD für VM-Disks, S3 optional) alternativ ZFS mit Replikation Hardware: eigene Server oder Colocation QUERSCHNITT, ALLE SCHICHTEN MODUL Identität OIDC, LDAP, AD, Rollen, Zwei-Faktor Notfallzugang, API-Token MODUL Backup Proxmox Backup Server Offsite-Kopie, Wiederherstellungstests MODUL Lebenszyklus Infrastruktur als Code mit OpenTofu Updates, Hardware-Erneuerung
Schichten und Querschnittsmodule der Private Cloud
Schichtenarchitektur der Private Cloud Vier Schichten von oben nach unten: Workloads (VMs und Container), Compute mit Proxmox VE, Netzwerk mit VLAN und SDN, Storage mit Ceph; darunter eigene Hardware oder Colocation. Quer zu den Schichten: Identität, Backup und Lebenszyklus. Private Cloud: Schichten SCHICHT 1 Workloads Virtuelle Maschinen und Container Kubernetes optional als eigene Schicht SCHICHT 2 Compute Proxmox VE (KVM) im Cluster Hochverfügbarkeit, Reserve für Knotenausfall SCHICHT 3 Netzwerk VLANs, Bonding, Proxmox SDN VLAN-, VXLAN- und EVPN-Zonen mit BGP SCHICHT 4 Storage Ceph (RBD für VM-Disks, S3 optional) alternativ ZFS mit Replikation Hardware: eigene Server oder Colocation QUERSCHNITT, ALLE SCHICHTEN MODUL Identität OIDC, LDAP, AD, Rollen, Zwei-Faktor Notfallzugang, API-Token MODUL Backup Proxmox Backup Server Offsite-Kopie, Wiederherstellungstests MODUL Lebenszyklus Infrastruktur als Code mit OpenTofu Updates, Hardware-Erneuerung
Schichten und Querschnittsmodule der Private Cloud

05Dimensionierung

Kapazität mit Ausfallreserve: was ein Knotenausfall im Arbeitsspeicher kostet

Der Cluster ist im Normalbetrieb gut ausgelastet und kann den Ausfall eines Knotens nicht tragen. Die Rechnung ist einfach, wird aber leicht übersehen.

Rechenbeispiel mit angenommenen Werten, keine Messung und keine Empfehlung: Fünf Knoten mit je 512 GB Arbeitsspeicher ergeben 2.560 GB gesamt. Soll der Ausfall eines Knotens getragen werden, stehen für VMs höchstens vier Knoten zur Verfügung: 4 × 512 GB = 2.048 GB, abzüglich des Bedarfs von Hypervisor und Ceph-Diensten je Knoten (hier nicht eingerechnet; er wird anhand Ihrer Konfiguration bestimmt). Wer im Normalbetrieb mehr als diese Menge an VM-Speicher zuweist, kann bei einem Ausfall nicht alle VMs neu starten.

Bei geteiltem Ceph-Storage verringert ein Knotenausfall außerdem den verfügbaren Speicher; die Kapazitätsrechnung dafür steht auf der Seite Ceph Storage. Für CPU gilt dieselbe Logik, ergänzt um den gewählten Überbuchungsfaktor, der von Ihren Lastprofilen abhängt.

Detailaufnahme einer Server-Frontblende mit blauen LED-Anzeigen in einem Rechenzentrum

06Herstellervorgaben

Quorum, SDN und Anmeldung: was die Proxmox-Dokumentation vorgibt

Zu den technischen Voraussetzungen im Einzelnen stützen wir uns auf die Herstellerdokumentation. Betriebsdetails zu Proxmox beschreibt Proxmox Support, Cluster und Hochverfügbarkeit.

  • Hochverfügbarkeit: mindestens drei Knoten für ein zuverlässiges Quorum; eigene Netzwerkkarte für den Cluster-Verkehr (Corosync braucht konstant niedrige Latenz, aber wenig Bandbreite); für kleinere Cluster ein QDevice als dritte Stimme (Proxmox: Cluster-Manager).
  • Netzwerk: Das SDN unterstützt Simple-, VLAN-, QinQ-, VXLAN- und EVPN-Zonen; EVPN nutzt BGP für Layer-3-Routing über Cluster hinweg (Proxmox: SDN).
  • Anmeldung: Proxmox-eigene Benutzerverwaltung, LDAP, Active Directory und OpenID Connect, dazu optionale Zwei-Faktor-Verfahren (Proxmox: Benutzerverwaltung).
Nahaufnahme der Ethernet-Ports eines Netzwerk-Switches mit Status-LEDs

07

Vom Lastprofil zum geübten Ausfall: sechs Schritte

Aufbau und Änderungen laufen als Code mit OpenTofu und Pipelines, damit die Umgebung reproduzierbar ist.

  1. 01

    Anforderungen und Dimensionierung

    Ergebnis: Lastprofil

    Workloads, Schutzbedarf, Wachstum, Standorte, Verfügbarkeitsziele, vorhandene Hardware.

  2. 02

    Architektur

    Ergebnis: Zielbild

    Module wie oben; Entscheidung, ob hyperkonvergent (Compute und Storage auf denselben Knoten) oder getrennt.

  3. 03

    Aufbau

    Ergebnis: Plattform

    Installation, Härtung, Netzwerk, Storage, Identität, Monitoring, Backup. Alle Konfigurationen liegen als Code vor.

  4. 04

    Validierung

    Ergebnis: Nachweis

    Ausfalltests (Knoten, Netz, Storage), Restore-Test, Lasttest.

  5. 05

    Übergabe

    Ergebnis: Runbooks

    Dokumentation, Runbooks, Einweisung.

  6. 06

    Betrieb (optional)

    Optional

    Updates, Monitoring, Störungsbearbeitung. Betrieb und Support bieten wir rund um die Uhr (24/7) an; die Reaktionszeiten je Prioritätsstufe ergeben sich aus dem Servicelevel-Modell unter Managed Services und werden je Vertrag vereinbart. Das Betriebsmodell beschreibt Managed Private Cloud.

08Sicherheit

Mandanten trennen, Zugänge begrenzen, Management abschotten

Mandantentrennung läuft über Netzwerk (VLAN/SDN), Rollen und Ressourcenpools. Zugänge sind personalisiert und folgen dem Least-Privilege-Prinzip, das Management-Netz bleibt vom Gastverkehr getrennt, Protokolle laufen zentral zusammen.

Anbindung an Ihr Verzeichnis, Monitoring und Ticketsystem klären wir im Projekt.

Nahaufnahme von Glasfaser-Patchkabeln an einem türkisfarbenen Patchfeld im Rechenzentrum

09

Was Sie zum Projekt beitragen

  • Rechenzentrum, Colocation oder Hardware-Beschaffung; Stromversorgung, Kühlung, Netzanbindung
  • Entscheidungen zu Schutzbedarf, Mandanten und Verfügbarkeitszielen
  • Ansprechpartner für Anwendungen und deren Wartungsfenster
  • Beschaffung von Herstellerverträgen (z. B. Subscriptions), soweit gewünscht

10

Was wir nicht liefern: Mietcloud, Kleinstumgebungen, Hardware

  • Gehostete Private Cloud

    Sie suchen einen Anbieter, der Ihnen eine fertige Private Cloud als gehosteten Dienst vermietet.

  • Ein bis zwei Server

    Ihr Bedarf ist klein genug für ein bis zwei Server ohne Hochverfügbarkeit; dann ist der Aufwand einer Plattform nicht gerechtfertigt.

  • Unvorhersehbares Hochskalieren

    Sie benötigen schnelles, unvorhersehbares Hochskalieren; dort sind Cloud-Regionen im Vorteil.

  • Hardware und Rechenzentrumsbetrieb

    Sie erwarten Hardware-Lieferung und Rechenzentrumsbetrieb aus einer Hand: das leisten wir nicht.

Beschreiben Sie Workloads, Standorte und Anforderungen

Aus Ihrer Beschreibung entsteht der Vorschlag für Architektur und Dimensionierung.