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Einführung: Netzwerke im digitalen Zeitalter

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Globale makroökonomische, soziale und unternehmerische Trends vereinen sich mit fortlaufenden Technologieinnovationen, um die strategische Bedeutung und die erforderlichen Funktionen für die IT-Netzwerke der Zukunft zu definieren.

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J. C. R. Licklider, einer der Leiter der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des US-Verteidigungsministeriums, schlug 1962 in mehreren Memos ein „intergalaktisches Computernetzwerk“ vor, in dem Computer weltweit miteinander verbunden sind, um von überall aus schnellen Zugriff auf Daten und Programme zu ermöglichen.

Nur wenige Jahre später, 1965, nutzten Leonard Kleinrock, Lawrence Roberts und Thomas Merrill Telefonleitungen, um vier Computer miteinander zu verbinden und somit das erste Weitverkehrsnetz (Wide Area Network, WAN) und damit die Grundlage des heutigen Internets zu erschaffen.

[25] Multicloud Is the New Normal, IDC, März 2018.

Alles andere hat sich natürlich verändert.

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Die an Bedeutung gewinnende Rolle des IT-Netzwerks

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Durch das exponentielle Wachstum der technologischen Leistungsfähigkeit ist unsere heutige Welt zunehmend stärker vernetzt, digitalisiert und vielfältig.Mit jedem Gerät, das in der Lage ist, Daten zu verarbeiten, müssen Computing-Modelle stärker verteilt und vernetzt sein. Durch das Hinzufügen von Geräten und Nutzern steigt der Wert und die Bedeutung des Netzwerks kontinuierlich, wie vom Metcalfe’schen Gesetz belegt.

Digitale Unternehmen treiben Netzwerkinnovationen an. Laut Schätzungen von IDC wird es bis 2023 weltweit 48,9 Mrd. vernetzte Geräte geben.7Der Cisco Complete VNI Forecast 2018 sagt voraus, dass die durchschnittlich genutzte Datenmenge pro Monat innerhalb eines Netzwerks pro PC bei fast 60 GB liegen wird.3

In Anbetracht dieses unaufhörlichen Wachstums überrascht es nicht, dass IT-Teams zunehmend an einem Punkt gelangen, an dem das Ausmaß und die Komplexität des Netzwerks eine effektive Verwaltung und Sicherung unmöglich macht. Es werden neue Systeme benötigt, die Technologien wie maschinelles Lernen, Machine Reasoning und Automatisierung kombinieren, um Betriebsabläufe zu vereinfachen sowie die menschliche Entscheidungsfindung zu ergänzen.

Im Zeitalter des Networking befinden wir uns an einer Schwelle: Die IT ist nun in der Lage, sich beim Design und dem Betrieb von Netzwerken von den herkömmlichen Methoden zu verabschieden und ein Zeitalter zu begrüßen, in dem Technologien in der Lage sind, Herausforderungen innovativ zu lösen.

Sehen wir uns die globalen Unternehmens- und Technologietrends an, die zu dieser Entwicklung geführt haben, bevor wir die Trends in Bezug auf aufstrebende Netzwerktechnologien, Geschäftsprozesse und Mitarbeiterprofile betrachten, die die Grundlage für dieses neue Netzwerk bilden.

Globale Unternehmens- und Technologietrends, die die Grundlage des neuen Netzwerks bilden

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Globale Trends, die Netzwerkanforderungen beeinflussen

Verschiedene globale Unternehmenstrends beeinflussen die Rolle, die Netzwerke in Unternehmen spielen. Ein grundlegendes Verständnis für diese Trends kann IT-Verantwortlichen dabei helfen, besser auf die steigenden Erwartungen vorbereitet zu sein, die die Führungsebene an ein Netzwerk hat.

Ein Blick auf einige dieser weltweiten Trends verrät mehr über die Anforderungen, die sie vermutlich an das Netzwerk haben.

Globalisierung

Laut dem Weltwirtschaftsforum stehen wir am Anfang eines neuen digitalen Globalisierungszeitalters, das auch als „Globalisierung 4.0“ bezeichnet wird. In diesem Zeitalter sind digitale Waren und Dienstleistungen, die durch digitale Kompetenzen und künstliche Intelligenz bereitgestellt werden, die führenden Exportgüter.8

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Netzwerkauswirkungen:

Die Verbindungen zwischen Systemen, Menschen, Prozessen, Standorten und Geräten werden zunehmend komplexer. Dadurch erhöht sich der wirtschaftliche Wert eines Netzwerks für das Unternehmen, wobei die Sicherheit und das Netzwerkmanagement zugleich strategischer und schwieriger werden.

Laut dem Uptime Institute wird bis 2021 die Hälfte der Workloads außerhalb des Unternehmensrechenzentrums laufen, entweder in Cloud- und Rechenzentrumsinfrastrukturen oder im Netzwerk-Edge.2

Digitaler Wandel in Unternehmen

Zunehmend mehr Unternehmen nutzen digitale Technologien, z. B. Analysen, Mobilität, Cloud-Lösungen und das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) als Grundlage für ihre Transformation. Laut dem Digital Vortex Report 2019 von IMD und Cisco glauben 88% der Führungskräfte, dass der digitale Wandel große oder sogar erhebliche Auswirkungen auf ihre Branche haben wird. 2015 lag dieser Wert noch bei 27%.10

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Netzwerkauswirkungen:

Die Unvorhersehbarkeit der Geschäftswelt erfordert ein Netzwerk, das sich schnell den sich ständig weiterentwickelnden Anforderungen an neue Dienste, Prozesse und Modelle anpasst.

Geschäftsautomatisierung

In den kommenden Jahren wird der Einsatz von Automatisierungs- und Robotertechnologien weiter ansteigen, weil Unternehmen kontinuierlich danach streben, die Qualität, die Produktivität der Belegschaft, die Kundenzufriedenheit etc. zu verbessern. Das Capgemini Research Institute sagt voraus, dass eine umfassende Nutzung von Automatisierung im Automobilbereich, dem Einzelhandel, in Versorgungsunternehmen und in der Fertigung bis 2022 zu Kosteneinsparungen von bis zu 472 Mrd. USD führen könnte.11

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Netzwerkauswirkungen:

Durch die Globalisierung und den digitalen Wandel sind Unternehmen zunehmend stärker von einem komplexen Netz aus Technologien, Systemen, Prozessen, Lieferketten und Infrastruktur abhängig.

Betriebliche und Prozessstabilität

Durch die Globalisierung und den digitalen Wandel sind Unternehmen zunehmend stärker von einem komplexen Netz aus Technologien, Systemen, Prozessen, Lieferketten und Infrastruktur abhängig. Effektive betriebliche Stabilität setzt die kontinuierliche und proaktive Bewertung von Betriebsrisiken, die Erstellung und Überprüfung von Notfallplänen sowie die Durchführung von Incident Response-Schulungen voraus.

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Netzwerkauswirkungen:

Eine flexible, stabile und sichere Netzwerkarchitektur ist für den Schutz von Mitarbeitern, Kunden und Partnern von grundlegender Bedeutung. Sie ermöglicht die schnelle Wiederherstellung von Daten, Diensten und Zugriffsrechten.

Nachhaltigkeit

In einer immer stärker vernetzten Welt besteht die Herausforderung für Unternehmen darin, ökologisch nachhaltig zu wachsen. Neben den üblichen Kennzahlen werden Unternehmen daran gemessen, in welchem Ausmaß sie den Ausstoß von Treibhausgasen senken, die Artenvielfalt und natürliche Ressourcen schützen und Produkte entwickeln, durch die Abfall vermieden oder wiederverwertet werden kann.

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Netzwerkauswirkungen:

Fortschrittliche Netzwerke versprechen in beinahe allen Geschäftsbereichen Effizienzverbesserungen, vom Energieverbrauch und der Ressourcennutzung bis hin zu Emissionsreduzierungen.

Diese Technologietrends treiben die Netzwerkentwicklung an

Verschiedene aufstrebende Trends verändern die IT-Landschaft dramatisch. Bei der näheren Betrachtung einiger dieser Trends werden die Auswirkungen deutlich, die sie auf Unternehmensnetzwerke haben können.

Die sich entwickelnde Anwendungslandschaft

Anwendungen und Daten stehen bei digitalen Unternehmen im Mittelpunkt. Um neue Unternehmensanforderungen zu erfüllen, ändern sich Entwicklung, Hosting und Nutzung von Anwendungen kontinuierlich.

Im Folgenden finden Sie einige Wege, wie sich Anwendungen verändern und das Netzwerk neu gestaltet wird

Anwendungen und Daten verlassen das Gelände: Anwendungen und Daten werden in Mikrodienste modularisiert und in mehrere öffentliche Clouds verschoben. Manchmal werden sie auch in den Netzwerk-Edge verlagert.Sie werden zunehmend von mehreren Software-as-a-service (SaaS)-Anbietern in Anspruch genommen.

Laut dem Uptime Institute wird bis 2021 die Hälfte der Workloads außerhalb des Unternehmensrechenzentrums laufen, entweder in Cloud- und Rechenzentrumsinfrastrukturen oder im Netzwerk-Edge.2

Anwendungen sind modular und auf verschiedene Umgebungen verteilt:

Monolithische Anwendungen werden oftmals in miteinander vernetzte Mikrodienste aufgelöst, die durch verschiedene virtuelle und physische Workloads, einschließlich Containern, unternehmensweit übertragen werden.

Schätzungen zufolge wird die Zahl der installierten und genutzten Container-Instanzen bis 2021 3,5 Mrd. überschreiten. 20% davon werden dezentral für Edge- und IoT-Workloads betrieben.1

Für Anwendungen, die vor Ort entwickelt und gehostet werden, muss die IT in ihrer eigenen Infrastrukturentwicklung und -bereitstellung schneller werden. Dies dient dazu die Anforderungen der Anwendungen und Anwender zu erfüllen und zudem die Betriebskosten im Blick zu behalten.

Anwendungen migrieren von physischen auf virtuelle Server, auf Container und werden serverlos: Das Aufkommen von Containern setzt Anwendungsdesign und Bereitstellungsparadigmen noch weitaus größeren Disruptionen aus: den serverlosen Architekturen, welche Unternehmen zwingen, die Anwendungsentwicklung, die Rolle der Infrastruktur und das Design der Betriebsprozesse zu überdenken.

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Netzwerkauswirkungen:

Anwendungen und Mikrodienste sind zunehmend in allen Domänen zu finden. Daher sollte das Netzwerk als eine Gruppe wachsender und miteinander verbundener „Nerven-Cluster“ betrachtet werden, die sich dort befinden, wo die Daten sind – also überall zwischen Edge und Cloud. Das neue Netzwerk muss in der Lage sein, diese miteinander verbundenen „Nerven-Cluster“ sowohl innerhalb als auch zwischeneinander sicher zu verbinden. Es muss verstehen, wie diese neuen Anwendungsmodelle funktionieren, und dynamisch Anwendungsrichtlinien über das gesamte Netzwerk dorthin zuerweitern, wo die Anwendungen gehostet werden.

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IoT

Die explosionsartige Nutzung von IoT-Geräten, -Anwendungen und den zugehörigen Daten treibt die Entwicklung neuer, dezentraler Computing-Modelle an, die deutlich umfassender und komplexer sind. Laut dem Cisco VNI Report werden Machine-to-Machine (M2M)-Geräte bis 2022 51% (14,6 Mrd.) aller vernetzten Geräte weltweit ausmachen.12

Netzwerkauswirkungen:

Neben der Bereitstellung von Konnektivität und Sicherheit für unzählige unterschiedliche IoT-Geräte, müssen Netzwerkadministratoren skalierbare und effiziente Wege finden, diese automatisch zu identifizieren, zu klassifizieren und Richtlinien anzuwenden. Gleichzeitig müssen sie überwacht werden, um sicherzustellen, dass sie richtig funktionieren, ohne dabei andere Dienste innerhalb des Netzwerks negativ zu beeinflussen.

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KI

Das Aufkommen von Anwendungen mit KI sowohl im Consumer- als auch im geschäftlichen Bereich führt uns in eine völlig neue Welt mit vernetzten, intelligenten und automatisierten Geräten, die überall eingesetzt werden.

Netzwerkauswirkungen:

Damit Unternehmen das ganze Potenzial von KI nutzen können, müssen Computing-Prozesse und die Entscheidungsfindung näher am Edge stattfinden. Abhängig von Leistung, Kapazität, Datenschutz und sogar Kostenaspekten, wird der Ort, an dem KI-Prozesse und Daten stattfinden, von der Cloud bis über Rechenzentren bis an den Edge variieren.

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Mobilität

Laut dem Cisco „VNI Forecast Highlights Tool“ wird sich der weltweite mobile Geschäftsdatenverkehr von 2017 bis 2022 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 42% versechsfachen. 12 Geschäftliche Mobilnutzer erwarten weiterhin überall und jederzeit eine sofortige und leistungsstarke Konnektivität – auf jedem Gerät sowohl über Wi-Fi als auch über öffentliche 4G- und 5G-Netzwerke. Gleichzeitig werden IoT-Geräte in allen Bereichen unseres Lebens allgegenwärtig.

Netzwerkauswirkungen:

Wenn Mitarbeiter außerhalb des Unternehmensnetzwerks von geschäftlichen und privaten Geräten aus auf Cloud-Anwendungen zugreifen, verlieren Netzwerk- und Sicherheitsadministratoren die Sichtbarkeit und Kontrolle. Und zusätzlich wird noch eine Welle an IoT-Geräten Anforderungen in puncto Skalierbarkeit, unterschiedliche Traffic-Muster und Sicherheit an Wireless-Netzwerke stellen.

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Sicherheit

Cybersecurity-Bedrohungen werden nicht nur zunehmend komplexer und gefährlicher, ihnen bietet sich auch eine größere Angriffsfläche, die nicht mehr durch klar definierte und gut geschützte Perimeter eingeschränkt ist. Weil Workloads zunehmend extern verarbeitet werden, besteht für die IT die Gefahr, sie aus den Augen zu verlieren.

Netzwerkauswirkungen:

Netzwerke werden auch weiterhin ein starker Verbündeter bei der Identifikation und Eindämmung von Bedrohungen sein. Die für Netzwerk und Sicherheit zuständigen Bereiche müssen Daten austauschen und ihre Tools und Workloads integrieren, um die zunehmende Anzahl und Komplexität von Angriffen einzuschränken. Das Netzwerk kann außerdem die Reichweite der IT auf Cloud-Umgebungen ausweiten, um Anwendungen und Daten selbst dann zu schützen, wenn sich diese nicht direkt unter ihrer Kontrolle befinden.

53% aller Angriffe führen zu finanziellen Schäden in Höhe von über 500.000 USD. Das umfasst u. a. Umsatzeinbußen, den Verlust von Kunden und potenziellen Geschäften sowie direkte Kosten.4

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Immersive Erlebnisse

Weiterhin die zunehmende Nutzung von Video, Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) für verbesserte Zusammenarbeit, zu Schulungszwecken, zur Produktivitätssteigerung und für die mobile Mitarbeiter die Anforderungen an Unternehmensnetzwerke deutlich.

Netzwerkauswirkungen:

Um solche immersiven Erlebnisse zu ermöglichen, muss das Netzwerk durchgängig Bandbreite, niedrige Latenz und dynamische Performancesteuerung zur Verfügung stellen.

Bis 2022 wird Internetvideo 82% des gesamten geschäftlichen Traffics ausmachen. VR-/AR-Traffic wird sich bis dahin verzwölffachen, Traffic durch Internetvideoüberwachung versiebenfachen.13

Diese dynamische Technologielandschaft ist nicht nur für viele Unternehmen und Kunden die Realität, sie ist auch, was die digitale Wirtschaft antreibt. Es überrascht daher wenig, dass die IT unter dem Druck steht, alle diese Trends mit den richtigen Netzwerktechnologiestrategien, Betriebsmodellen und Kompetenzen umzusetzen.

Technologien erhöhen die neuen Anforderungen an Netzwerke

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Der Bedarf für eine neue Art des Netzwerks

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In diesem zunehmend anspruchsvollen Umfeld besteht für Führungskräfte in der IT der eindeutige Bedarf, sich einem völlig neuen Ansatz des Networking zuzuwenden.

Damit Unternehmen in der digitalen Wirtschaft erfolgreich sind, muss sich ein Netzwerk schnell an die sich ändernden Geschäftsanforderungen anpassen können. Das Netzwerk muss für zunehmend vielfältige und sich ständig ändernde Benutzergruppen, Geräte, Anwendungen und Dienste geeignet sein. Es muss in der Lage sein, diese Gerätevielfalt nahtlos und sicher zu integrieren um das erwünschte Benutzer- und Anwendungserlebnis zu ermöglichen.

Außerdem muss es den schnellen und sicheren Zugriff auf und zwischen Workloads sicherstellen, unabhängig davon, wo diese sich befinden. Damit das Netzwerk optimal funktioniert, muss dies „end-to-end“ zwischen Benutzern, Geräten, Anwendungen und Diensten in allen Netzwerkdomänen geschehen – also Campus, Branch, extern/zu Hause, WAN, Service Provider, auf Mobilgeräten, in Rechenzentren, Hybrid-Cloud und Multicloud.

Das bedeutet wiederum, dass Unternehmen eine neue, integrierte Architektur für jede Netzwerkdomäne benötigen. Sie muss die jeweiligen Anforderungen der entsprechenden Domäne erfüllen und eine Möglichkeit bieten, domänenübergreifend einheitliche Richtlinien zu kommunizieren und durchzusetzen.

Das bedeutet wiederum, dass Unternehmen eine neue, integrierte Architektur für jede Netzwerkdomäne benötigen. Sie muss die jeweiligen Anforderungen der entsprechenden Domäne erfüllen und eine Möglichkeit bieten, domänenübergreifend einheitliche Richtlinien zu kommunizieren und durchzusetzen.

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Experten von Cisco beschreiben die Netzwerkarchitektur der Zukunft.

Die Mehrheit der heutigen Netzwerke sind nicht auf die Anforderungen des kommenden digitalen Zeitalters vorbereitet. Unsere Global Networking Trends Survey 2019 ergab, dass 39% der IT-Verantwortlichen der Meinung sind, dass ihre Netzwerke die Anforderungen an die digitale Geschäftswelt gut erfüllen. Sie offenbarte jedoch gleichzeitig, dass dem nur 19% der Netzwerkstrategen zustimmen.14

Dennoch gibt es Grund für Optimismus. John Apostolopoulos, CTO für Unternehmensnetzwerke bei Cisco, sagt eine kurze Übergangszeit für den Wechsel von den heutigen, meist starren, manuell verwalteten Infrastrukturen hin zu flexiblen, softwarebasierten Architekturen voraus, die sich „den sich ändernden Anforderungen von Anwendungen und Diensten, von denen Unternehmen abhängig sind, kontinuierlich anpassen“.

Wie wird diese Netzwerkarchitektur der Zukunft aussehen? Ravi Chandrasekaran, SVP für Engineering im Bereich Unternehmensnetzwerke bei Cisco, sagt dazu: „Netzwerke werden als Systeme mit zunehmender Autonomie arbeiten. Sie berücksichtigen ihren eigenen Zustand, den dynamischen Zustand aller Benutzer und Anwendungen sowie die große Vielfalt möglicher Optionen.“

Der Schlüssel für diese Autonomie ist KI. Sie wird IT-Teams dabei helfen, schnell auf sich ändernde Netzwerkbedingungen zu reagieren. Das umfasst sowohl sich automatisch ändernde Traffic-Routen, Anfragen nach höherer Bandbreite, erforderliche Richtlinienänderungen oder die Ablehnung neuer Serviceanfragen.

Durch die Nutzung systemweiter Intelligenz und Automatisierung werden Netzwerke dem Benutzer gegenüber mit der Zeit zunehmend transparenter. Sie werden einfach da sein und jederzeit und von überall aus eine sichere Verbindung mit den Diensten ermöglichen, in der für sie erforderlichen Qualität.

Apostolopoulos gesteht, dass es noch ein weiter Weg ist, bis Netzwerke über die Intelligenz und Leistungsfähigkeit verfügen, die zur Erfüllung dieses Versprechens notwendig sind. Er ist jedoch der Meinung, dass die technologischen Fortschritte, die KI-gestützte Service Assurance, Controller-basierte Automatisierung, natürliche Sprachverarbeitung und eine deutliche Verbesserung der Netzwerksicherheit ermöglichen, bereits auf einem guten Weg sind.

Wir konnten feststellen, dass zwar 39% der IT-Verantwortlichen der Meinung sind, dass ihre Netzwerke die Anforderungen an die digitale Geschäftswelt gut erfüllen. Nur 19% der Netzwerkstrategen stimmten dem jedoch zu.14

Anwendungsszenario für das neue Netzwerk

2025 werden moderne Unternehmensnetzwerke in der Lage sein, Anforderungen, die aus einem beliebigen Geschäftsbereich in normaler Sprache kommuniziert werden, automatisch in Richtlinien und automatisierte Handlungen zu übersetzen. Diese stellen dann sicher, dass die Geschäftsanforderungen kontinuierlich und im gesamten Netzwerk erfüllt werden, ohne dabei andere bestehende Dienste zu beeinträchtigen.Ein Netzwerk mit diesen Fähigkeiten wird auch als Intent-based Network bezeichnet.

So könnte ein Anwendungsszenario für ein Intent-based Network aussehen.

Ein Unternehmen möchte drahtlose optische IoT-Sensoren nutzen, um eine neue, durch eine AR-Anwendung umgesetzte Innovation zu ergänzen.

Anwendungsszenario für das neue Netzwerk

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Der Stand der Netzwerkarchitektur

Wo stehen heutige Unternehmen auf ihrem Weg hin zu einem fortschrittlicheren Netzwerk, das die Anforderungen des digitalen Zeitalters erfüllt? Das Modell von Cisco zur Beurteilung der Bereitschaft für ein digitales Netzwerk umfasst fünf Stufen. Es unterstützt IT-Unternehmen bei der Bewertung der derzeitigen Netzwerkbereitschaft und bei der Planung des zukünftigen Bedarfs.

Das Modell kann auf verschiedene Kategorien angewendet werden, z. B. Architektur, Access, WAN, Netzwerksicherheit etc.

Modell von Cisco zur Bewertung der Bereitschaft für digitale Netzwerke
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References

  1. IDC FutureScape: Worldwide Enterprise Infrastructure 2018 Predictions, IDC, 2017.
  2. Uptime Institute Annual Data Center Survey, 2019.
  3. 2018 Cisco Complete VNI Forecast, Cisco, 2018.
  4. Cisco 2018 Annual Cybersecurity Report, Cisco, 2018.
  5. J.C.R. Licklider,” Internet Hall of Fame, 2013.
  6. “History of Online Education,” The Quad, 2019.
  7. IDC Worldwide Global DataSphere IoT Device and Data Forecast, 2019–2023, IDC, May 2019.
  8. “A Brief History of Globalization,” World Economic Forum, January 2019.
  9. Dennis Smith, Dale Kutnick, Lisa Pierce, Invest in Networks to Achieve Digital Business Success, Gartner, 2019
  10. Digital Vortex 2019: Continuous and Connected Change, IMD, 2019.
  11. Reshaping the Future (automation use case survey), Capgemini Research Institute, 2018.
  12. “VNI Forecast Highlights Tool,” Cisco, 2017.
  13. Cisco Visual Networking Index: Forecast and Trends, 2017–2022 (white paper), Cisco, February 2019.
  14. 2019 Global Networking Trends Survey, Cisco, 2019.