Pressemitteilung von Paessler GmbH

KI-Infrastruktur-Monitoring: warum ein KI-Stack nur so stark ist wie die Infrastruktur darunter

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In der IT dreht sich aktuell viel um künstliche Intelligenz, Machine-Learning-Modelle, Trainingsdaten und neue KI-Anwendungen. Die Aufmerksamkeit gilt vor allem immer leistungsfähigeren Algorithmen und neuen Use Cases. Ein entscheidender Faktor bleibt aber häufig im Hintergrund: die technische Infrastruktur, die all das überhaupt erst ermöglicht.


Ob eine KI-Anwendung zuverlässig läuft, entscheidet sich auch an der Infrastruktur dahinter. Auch KI-Modelle bleiben abhängig von klassischen IT-Ressourcen wie Rechenleistung, Arbeitsspeicher, Netzwerk, Storage, Container-Plattformen und Cloud-Diensten. Genau deshalb ist Monitoring ein zentraler Bestandteil jeder produktiven KI-Umgebung. Wer die Infrastruktur nicht kontinuierlich überwacht, erkennt Probleme oft erst dann, wenn sie sich bereits auf Anwendungen, Nutzer oder Geschäftsprozesse auswirken.


Kommentar von Theresa Lettenmeier, Sales Manager New Business bei Paessler


Klassisches Infrastruktur-Monitoring basiert häufig auf relativ stabilen Nutzungsmustern. Ein Webserver ist tagsüber stärker ausgelastet, eine Datenbank zeigt wiederkehrende Lastspitzen, für viele Systeme lassen sich feste Schwellenwerte definieren. KI-Workloads dagegen passen nur bedingt in dieses Schema. Beim Training großer Modelle können GPUs und Speicher über Stunden nahezu vollständig ausgelastet sein und anschließend abrupt in den Leerlauf wechseln. Inferenzlasten verhalten sich wiederum oft sprunghaft, weil sie unmittelbar von Nutzeranfragen oder automatisierten Prozessen abhängen.


Zusätzliche Dynamik entsteht durch Kubernetes, Container und Microservices. Dienste werden automatisch hoch- und heruntergefahren, Workloads verschieben sich zwischen Nodes, Ressourcen werden kurzfristig neu zugeteilt. Damit verändert sich auch die Kapazitätsplanung für KI-Systeme. Durchschnittswerte allein reichen nicht mehr aus, wenn sich Lastprofile stark verändern und nur schwer vorhersehbar sind. Wie plant man also Ressourcen, wenn sich Workloads nicht an gewohnte Muster halten? Entscheidend ist dafür eine kontinuierliche und möglichst detaillierte Sichtbarkeit. Denn nur wer Auslastung, Engpässe und Abhängigkeiten kontinuierlich kennt, kann Kapazitäten belastbar planen und frühzeitig reagieren.


Was KI-Infrastruktur-Monitoring abdecken muss


Sobald KI-Workloads produktiv betrieben werden, sollte Monitoring mehrere Ebenen gleichzeitig erfassen.


· Recheninfrastruktur: CPU, GPU und Arbeitsspeicher müssen über alle Systeme hinweg überwacht werden, die für Training oder Inferenz genutzt werden. Schon ein einzelner überlasteter GPU-Knoten kann eine gesamte Pipeline ausbremsen. Monitoring muss deshalb Auslastung und Zustand aller Nodes und Workloads im Verlauf zeigen, damit sich Ausreißer schnell finden lassen.


· Netzwerk: Gerade beim verteilten Training entstehen erhebliche horizontale Datenströme zwischen einzelnen Nodes. Ein Engpass im Netzwerk kann sich dadurch als Performance-Problem an ganz anderer Stelle bemerkbar machen. Die Ursache ist auf den ersten Blick kaum zu erkennen. Ohne durchgängige Sicht auf Netzwerkpfade und Datenverkehr wird die Fehlersuche schnell unnötig komplex.


· Storage: Trainingsdaten, Modell-Checkpoints und Log-Dateien wachsen oft schneller als erwartet. Fehlt der Speicherplatz mitten im Trainingslauf, bricht der Job ab. Im ungünstigsten Fall sind Stunden oder Tage an Rechenzeit verloren.


· Hybride Umgebungen: Viele KI-Architekturen verteilen sich heute auf Cloud-, On-Premises- und Container-Infrastrukturen. Gerade hier zahlt sich eine einheitliche Sicht auf die gesamte Umgebung aus, statt mehrerer getrennter Dashboards, die denselben Zustand unterschiedlich darstellen.


Beim Monitoring von KI-Infrastrukturen geht es deshalb darum, alle relevanten Ebenen wie physische und virtuelle Server, Netzwerkpfade, Cloud-Ressourcen, Container und Anwendungskomponenten im Blick zu behalten. Monitoring-Plattformen wie Paessler PRTG führen dafür Messdaten von Servern, Netzwerkgeräten sowie AWS- und Azure-Ressourcen in einer Oberfläche zusammen und alarmieren, sobald definierte Schwellenwerte überschritten werden. So können Teams eingreifen, bevor ein Problem in der Infrastruktur die KI-Anwendung erreicht.


AIOps ergänzt Monitoring


Der Begriff AIOps bezeichnet die Anwendung von Analyseverfahren, Anomalieerkennung und teilweise auch prädiktiven Methoden auf Betriebsdaten. Gerade in KI-Infrastrukturen ist das sinnvoll, da sich viele Probleme schleichend entwickeln. Ein Memory Leak in einem Container etwa kann über Tage unauffällig bleiben. Fehlerraten steigen möglicherweise nur langsam. Andere Störungen treten nur in bestimmten Lastsituationen auf. Mit Anomalieerkennung lassen sich solche Muster häufig früher erkennen als mit rein statischen Schwellenwerten. Die Datengrundlage dafür liefert ein Monitoring, das Messwerte regelmäßig erfasst und als Verlauf speichert. Die eigentliche Anomalieerkennung übernehmen spezialisierte AIOps-Werkzeuge, denen sich diese Daten per Export oder Schnittstelle bereitstellen lassen.


AIOps ersetzt allerdings kein sauberes Monitoring, sondern ergänzt es. Entscheidend bleibt, Daten aus Infrastruktur-, Anwendungs- und Cloud-Monitoring zusammenzuführen. Im Störungsfall entscheidet vor allem, wie schnell sich die Ursache finden lässt. Wenn sich Teams dafür durch mehrere voneinander getrennte Monitoring-Systeme arbeiten müssen, wird aus einer Störung schnell eine langwierige Root-Cause-Analyse. Incident Management funktioniert deutlich reibungsloser, wenn Application Performance Monitoring und Infrastruktur-Monitoring auf dieselbe Datenbasis zurückgreifen.


Monitoring liefert auch Daten für Security und Kostenkontrolle


Monitoring liefert mehr als Performance- und Verfügbarkeitswerte. KI-Workloads greifen beispielsweise oft auf sensible Daten zu und bestehen nicht selten aus einer Vielzahl von Tools, APIs und Integrationen. Die zugrunde liegende Infrastruktur ist ebenso Cyberbedrohung ausgesetzt wie andere geschäftskritische Systeme. Ungewöhnlicher Netzwerkverkehr, verdächtige Zugriffsversuche und unerwartete Kommunikationsmuster sollten deshalb kontinuierlich überwacht werden.


Auch für die Kostenkontrolle ist Monitoring hilfreich. Denn Cloud-GPUs gehören zu den teuersten Ressourcen moderner IT-Infrastrukturen. Ein vergessenes Training, dauerhaft laufende Instanzen und überdimensionierte Cluster können unbemerkt erhebliche Ausgaben verursachen. Monitoring schafft hier technische Transparenz über Auslastung und Laufzeiten. Warnungen bei überschrittenen Schwellenwerten lassen sich über Skripte oder Schnittstellen mit Gegenmaßnahmen koppeln, etwa dem Abschalten ungenutzter Ressourcen. Monitoring kann also nicht nur dazu dienen, Ausfälle zu erkennen. Es unterstützt auch dabei, KI-Infrastrukturen effizienter, sicherer und wirtschaftlicher zu betreiben.


Fazit


Beim erfolgreichen Betrieb von KI-Systemen richtet sich der Blick häufig zu stark auf Modelle und Anwendungen. Ihre Zuverlässigkeit entscheidet sich aber eine Ebene tiefer. Server, Netzwerk, Storage und Container müssen auch dann stabil und transparent bleiben, wenn sich die darauf laufenden Workloads hochdynamisch verhalten. Monitoring ist daher eine Grundvoraussetzung für produktive KI.


Unternehmen sollten nicht warten, bis KI-Anwendungen langsamer werden, Fehler produzieren oder unerwartete Kosten verursachen. Wer frühzeitig für durchgängige Sichtbarkeit sorgt, schafft die Voraussetzung dafür, KI-Systeme zuverlässig zu betreiben, gezielt zu skalieren und effizient weiterzuentwickeln. Denn am Ende gilt auch im Zeitalter künstlicher Intelligenz eine klassische IT-Regel: Eine Anwendung kann nur so zuverlässig sein wie die Infrastruktur, auf der sie läuft.

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