Hochverfügbarkeit und Datenreplikation: Konzepte, Typen und Komponenten

Hochverfügbarkeit

Ziel der Hochverfügbarkeit ist, Unterbrechungen des Betriebs zu vermeiden oder im Fehlerfall deren Auswirkungen zu minimieren.

Erforderliche Elemente

• Technologie mit niedrigen Ausfallraten
• Disaster Tolerance (Redundanz)
• Notmaßnahmen
• Umschaltung (manuell oder automatisch)
• Änderungen verfolgen (Audit- und Änderungs-Logging)

Allgemeines System der Redundanz

Ebenen in einem geschützten System

Präsentation

Diese Schicht stellt die grafische Benutzeroberfläche bereit, die Internet-Browser für Betreiber und Kunden anzeigen. Sie wird über einen Webserver bedient, der die Sitzungen und den Kontext verwaltet.

Business-Logik

Diese Schicht enthält die Geschäftslogik, verarbeitet Transaktionen und behandelt Abfragen mit lokalen und externen Datenbanken (DB). Sie läuft auf dem Server und wird häufig mit Skriptsprachen implementiert.

Daten

Diese Schicht enthält die physische Datenspeicherung und einen Datenbankmanager.

Datenreplikation

Datenreplikation ist der Transport von Daten zwischen zwei oder mehreren Servern. Bestimmte Daten einer Datenbank (DB) werden an mehr als einem Ort gespeichert, wodurch die Datenverfügbarkeit erhöht und die allgemeine Abfrageperformance verbessert wird.

Komponenten

• Verlag (Publisher): Server, die Daten replizieren und so anderen Servern verfügbar machen.
• Vertrieb (Distributor): Datenbank-Server, der die Verteilung übernimmt und historische Daten sowie Metadaten von Transaktionen speichert.
• Abonnenten (Subscribers): Server, die replizierte Daten empfangen.

Replikationstypen

Schnappschüsse

Bei der Schnappschuss-Replikation werden die Daten so repliziert, wie sie zum Zeitpunkt der Aufnahme an der Quelle vorliegen.

Transaktionale Replikation

Die transaktionale Replikation eignet sich für die Auftragsbearbeitung und -verteilung. Mehrere Publisher können Bestellungen anlegen, die dann in ein Zentrallager repliziert werden, von wo aus die Auslieferung erfolgt. Der Zielspeicher kann als nur-lesbar ausgelegt sein und erfordert regelmäßige Aktualisierungen mit neuen Informationen.

Merge-Replikation

Merge-Replikation erlaubt es, dass mehrere Standorte (z. B. Websites) online oder offline unabhängig arbeiten und später ihre Datenänderungen zusammenführen. Die Synchronisation erfolgt zu festgelegten Zeitpunkten oder auf Anforderung. Beispiel: Für eine Datenbank mit Vorstrafen von Personen kann jede Gemeinde eine lokale Kopie der regionalen Datenbank halten und muss nicht ständig mit der regionalen Stelle verbunden sein.

Determinanten

• Autonomie: In welchem Maß eine Site unabhängig vom Publisher operieren kann.
• Transaktionale Konsistenz: Ob eine Site Transaktionen vollständig ausführt oder zurücksetzt, sobald alle beteiligten Transaktionen auf den Servern verarbeitet wurden.
• Latenz: Die Zeit, die benötigt wird, um Datenkopien zu synchronisieren. Müssen die Daten zu 100 % synchron sein?

Schließlich

Replikation ist sehr nützlich zur Verbesserung der Datenverfügbarkeit. Bei hohen Anforderungen gibt es die sogenannte vollständig replizierte, verteilte Datenbank, bei der die gesamte Datenbank an jedem Standort vorhanden ist und hohe Verfügbarkeit gewährleistet, da das System weiter betrieben werden kann, wenn mindestens einer der Server in Betrieb ist. Der Nachteil sind die hohen Kosten und der Aufwand, die Konsistenz der Kopien an jedem Standort aufrechtzuerhalten.