Volle Performance für den Wiener Webauftritt

Wien gehört auch im Internet zu den beliebtesten Städten Europas: Fast eine Million Besucher rufen jeden Monat die zahlreichen Informationsangebote und Online-Dienste unter www.wien.at auf. Um die Web-Performance zu optimieren und die Backend-Server im Rechenzentrum zu entlasten, hat die Wiener Stadtverwaltung eine Citrix® NetScaler®-Lösung implementiert. Die sechs Netzwerk-Appliances sorgen heute nicht nur für schnelle Reaktionszeiten im Web, sondern auch für die interne Lastverteilung zwischen Server-Systemen und die Hochverfügbarkeit elektronischer Verwaltungsverfahren.

Die Stadt Wien nimmt europaweit eine Spitzenstellung bei der Bereitstellung von Informationen und Diensten über das Internet ein: Im „Virtuellen Amt“ der österreichischen Hauptstadt können die Bürgerinnen und Bürger mittlerweile zahlreiche Behördengänge online erledigen – von der Beantragung einer Parkgenehmigung bis zur Anmeldung eines Gewerbebetriebs. Das Web-Portal www.wien.at bietet darüber hinaus vielfältige Informationen aus unterschiedlichen Bereichen des Stadtlebens: Besucher erfahren mehr über aktuelle Veranstaltungen und Kulturangebote, finden aber auch Neuigkeiten zu Themen wie Wirtschaft, Verkehr und Stadtentwicklung. Die wichtigsten Inhalte für Einheimische und Touristen stehen dabei in sechs Sprachen zur Verfügung. Insgesamt umfasst der Webauftritt der Stadt Wien, der im Jahr 2010 mit dem „ebiz government award“ ausgezeichnet wurde, mehr als 130.000 einzelne Webseiten.

Zuständig für den technischen Betrieb der Web-Infrastruktur ist die Magistratsabteilung 14 (MA 14) der Wiener Stadtverwaltung. In der Abteilung sind alle wichtigen IT-Kompetenzen gebündelt: Die 470 Bediensteten der MA 14 betreuen heute rund 21.000 IT-Arbeitsplätze im Verwaltungsbereich sowie über 13.000 PCs in den Wiener Schulen. Zudem ist die Abteilung für die Administration einer Großrechner-Anlage und das Management von 1.100 Servern an zwei Rechenzentrumsstandorten verantwortlich. Alleine 40 Hochleistungs-Server werden mittlerweile für den Online-Auftritt benötigt.

Kontinuierlich steigende Anforderungen im Web

Im Vorfeld der Fußballeuropameisterschaft 2008 machten sich die Verantwortlichen der Server-Infrastruktur grundsätzlich Gedanken darüber, wie der schnell wachsende Web-Traffic künftig effizient bewältigt werden kann. „Es ging dabei nicht nur um den erwarteten Anstieg der Besucherzahlen durch das sportliche Großereignis“, erklärt Martin Waidhofer, Leiter Windows Server und Groupware in der MA 14. „Zur Euro 2008 sollte auch eine neue Stadtplan-Applikation online gehen, die deutlich höhere Anforderungen an die Web-Ressourcen stellte. Wir suchten daher nach einer technischen Lösung, die unsere Backend-Systeme entlastet – und gleichzeitig eine hohe Verfügbarkeit auf Benutzerseite sicherstellt.“

Das Team der Stadtverwaltung evaluierte in einer intensiven Testphase mehrere Load Balancing- und Web-Optimierungsprodukte unterschiedlicher Hersteller. Auf Basis der Praxis-Eindrücke und ermittelten Leistungswerte entschied man sich schließlich, eine Citrix NetScaler-Lösung zu implementieren. „Ausschlaggebend für unsere Entscheidung war, dass NetScaler Funktionen für Load Balancing, SSL Offloading und Caching in einer einzigen Appliance kombiniert“, sagt Martin Waidhofer.

Die Basis-Installation der Lösung war innerhalb weniger Tage abgeschlossen: Zwei physische NetScaler-Appliances wurden in der DMZ der Netzwerkinfrastruktur eingerichtet und den unterschiedlichen Web-Servern vorgeschaltet. Das integrierte L4-7-Load Balancing sorgt dafür, dass der eingehende Web-Traffic optimal auf die Applikations- und Content-Server verteilt wird. „Vor der Einführung von Citrix NetScaler haben wir für den Lastausgleich innerhalb der Web-Infrastruktur lediglich ein einfaches Round Robin-Verfahren genutzt“, erklärt Andreas Bartl, der für die Bereiche Server Management & DMZ in der MA 14 zuständig ist. „Beim Ausfall eines Servers kam es dadurch vorübergehend zu Time Out-Anzeigen auf Benutzerseite, da auch der ausgefallene Server immer wieder angesteuert wurde.“ Mit dem intelligenten Load Balancing von NetScaler bemerken die Besucher des Web-Angebots dagegen von Serverausfällen nichts mehr: Die Citrix-Lösung überwacht laufend den aktuellen Zustand der unterschiedlichen
Backend-Systeme und sorgt dafür, dass neue Benutzer automatisch auf den Server mit dem jeweils höchsten Verfügbarkeitsgrad zugreifen.

Verbesserte Performance mit vorhandener Infrastruktur

Auch in Spitzenzeiten bleibt das Online-Angebot der Stadt Wien heute immer erreichbar: „Wir verzeichnen teilweise auf unseren Web-Seiten bis zu 600 Requests pro Sekunde“, so Andreas Bartl, „bei besonderen Ereignissen wie der Kommunalwahl im Herbst 2010 sogar noch deutlich mehr. Seit wir die NetScaler-Lösung einsetzen, bereiten uns aber auch derartige Lastspitzen keine Sorgen mehr.“ Bei einem starken Anstieg des Web-Traffics greift heute die Surge-Protection-Technologie von NetScaler: Die vorgeschalteten Appliances puffern dabei Anfragen, die die Backend-Systeme nicht mehr gleichzeitig bearbeiten können, und schützen die Server so vor Überlast.

Eine enorme Entlastung der Backend-Server wird heute zudem durch das Content Caching erreicht: Häufig benötigte statische und dynamische Web-Inhalte werden direkt aus dem In-Memory-Cache der NetScaler-Appliances bereitgestellt und müssen so nicht immer wieder neu von den Content-Servern abgerufen werden. Ein typisches Beispiel dafür sind die Stadtplan-Grafiken der Wiener Innenstadt, die bei jedem Aufruf des Online-Stadtplans als erstes angezeigt werden. „Durch das Caching minimieren wir die Antwortzeiten beim Zugriff auf den Stadtplan-Dienst und nehmen gleichzeitig sehr viel Last von den Backend-Systemen“, erläutert Andreas Bartl. „So konnten wir mit der Citrix NetScaler-Lösung den Bandbreitenbedarf nach innen um 50 bis 60 Prozent reduzieren und damit erhebliche Kosteneinsparungen erzielen.“

SSL-Offload schont Server-Ressourcen

Auch beim Thema Sicherheit nehmen die NetScaler-Appliances den internen Systemen heute viel Arbeit ab. Alle E-Government-Verfahren der Stadt Wien, bei denen personenbezogene Daten übertragen werden, setzen grundsätzlich verschlüsselte Internet-Verbindungen voraus. Auf den Web-Servern verursachten die Verschlüsselung und Entschlüsselung jedoch bisher einen erheblichen Overhead. Diese rechenintensiven Prozesse werden jetzt durch die SSL-Offload-Funktion auf die NetScaler-Hardware verlagert. Die Lösung schont die CPU-Ressourcen und sorgt gleichzeitig dafür, dass 70 bis 80 Prozent weniger SSL-Connections auf den Backend-Servern eröffnet werden: Während einer Benutzer-Sitzung hält die NetScaler-Appliance die SSL-Verbindung aufrecht und leitet die Anfragen des Besuchers stets zum selben Server weiter.

Durch die Optimierung der Web-Infrastruktur hat die MA 14 nicht nur die technischen Voraussetzungen für den weiteren Ausbau der Online-Plattform geschaffen, sondern auch die Benutzerzufriedenheit erhöht. „Unmittelbar nach der Implementierung der NetScaler-Lösung haben wir zahlreiche positive Rückmeldungen von außen bekommen“, berichtet Martin Waidhofer. „Uns wurde bestätigt, dass die Webseiten deutlich schneller angezeigt werden und unsere Online-Dienste insgesamt performanter geworden sind.“

Die technischen Spezialisten der Wiener Stadtverwaltung gingen anschließend noch einen Schritt weiter und begannen, die NetScaler-Appliances auch als Load Balancer für interne IT-Dienste zu nutzen. Insbesondere die neuen ELAK-Anwendungen für die voll elektronische Aktenbearbeitung – ein zentraler Bestandteil der E-Government-Strategie in Österreich – müssen jederzeit ausfallsicher zur Verfügung stehen. Mit der Citrix-Lösung kann die MA 14 dies gewährleisten und sicherstellen, dass die automatisierte Abwicklung von Verwaltungsprozessen unterbrechungsfrei abläuft. Durch das Global Server Load Balancing von NetScaler wird zudem eine Lastverteilung zwischen den beiden geografisch getrennten Rechenzentrumsstandorten erreicht: Sollte die Verbindung zu einem der Standorte vorübergehend nicht möglich sein, werden die Anwender sofort auf das zweite Rechenzentrum umgeleitet.

Weitgehend automatisiertes Management

„Citrix NetScaler bietet mit dem Management-Framework AppExpert grundsätzlich eine sehr benutzerfreundliche Umgebung für die richtlinienbasierte Konfiguration der bereitgestellten Anwendungen“, sagt Andreas Bartl. „Mit etwas eigenem Entwicklungsaufwand haben wir die Administration der Lösung dann sogar noch weiter automatisiert.“ Über die SOAP-Schnittstelle von NetScaler führen die Administratoren heute ein automatisches applikationsgesteuertes Management durch: Ein einziger Befehl in der Command Line genügt, um einen neuen Dienst ausfallsicher in der jeweils gewünschten Konfiguration auf dem NetScaler anzulegen. Zusätzlich haben die Spezialisten der MA 14 ein Multiuser-fähiges Webportal entwickelt, über das die Anwendungsverantwortlichen ihre Dienste selbst konfigurieren können. In der Self-Service-Umgebung ist es zum Beispiel möglich, Load-Balancing-Regeln anzupassen oder einzelne Dienste für geplante Wartungsarbeiten „out of service“ zu nehmen.

„Die Administration der NetScaler Lösung ist ausgesprochen effizient“, resümiert Martin Waidhofer. „Wir erreichen heute mit minimalem Aufwand eine maximale Verfügbarkeit der geschäftskritischen IT-Dienste. Vor etwa einem halben Jahr haben wir daher die strategische Entscheidung getroffen, die bereits vorhandenen Load Balancing-Produkte in anderen Bereichen unserer Infrastruktur abzulösen und komplett auf die Citrix-Technologie zu setzen.“ Die MA 14 implementierte in der Folge vier zusätzliche NetScaler Appliances für die interne Lastverteilung und richtete zu Testzwecken außerdem mehrere virtuelle NetScaler VPX Appliances ein. Bei der Migration der IT-Dienste auf die neue Load Balancing-Lösung zahlten sich die Vorarbeiten im Bereich Management-Automatisierung aus: In Verbindung mit dem AppExpert Framework konnten die Administratoren sehr zügig für jede Applikation die bestmögliche Konfiguration ermitteln und anwenden. Mittlerweile werden den 65.000 Mitarbeitern der Wiener Stadtverwaltung rund 300 IT-Dienste ausfallsicher über die NetScaler-Plattform zur Verfügung gestellt. „Und in den nächsten Monaten“, so Andreas Bartl, „werden voraussichtlich eine ganze Reihe weiterer Applikationen hinzukommen.