Was sind die Grundlagen der Hochverfügbarkeitstechnik?

Verlässt sich Ihr Unternehmen auf Cloud-Dienste, Datenbanken, Remote-Server oder gespeicherte Daten irgendeiner Art?

Natürlich.

Sind Sie in ständiger Angst vor Ausfallzeiten?

Natürlich sind Sie das.

In unserem 24-Stunden-Markt, der immer eingeschaltet, immer verbunden und immer wach ist, ist die Betriebszeit entscheidend. Einfach ausgedrückt: Ein Ausfall ist schlecht fürs Geschäft… und inakzeptabel. Aus diesem Grund sind technische Hochverfügbarkeitslösungen, wie sie von Liquid Web und anderen modernen Webhosting-Unternehmen angeboten werden, so wichtig. Von Hochverfügbarkeitsinfrastruktur und SQL-Datenbanken bis hin zu redundanter Replikation, Transaktionsprotokollen und der Beseitigung von Single Points of Failure – ein Webhost ist nur so gut wie seine Hochverfügbarkeitsdienste.

Angenommen, Ihre Anwendung wird auf einer herkömmlichen verwalteten Infrastruktur gehostet.

Warum ist ein Hochverfügbarkeitsserver die bessere Lösung?

Hochverfügbarkeit im Überblick

Wenn es um HA geht, müssen die drei Prinzipien der Zuverlässigkeitstechnik berücksichtigt werden:

1. Reduzieren oder eliminieren Sie einzelne Fehlerquellen.
2. Stellen Sie bei redundanten Systemen sicher, dass die Kreuzungspunkte zuverlässig sind.
3. Das vorhandene System muss Ausfälle in Echtzeit erkennen und darauf reagieren.

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Wenn diese drei Grundsätze zuverlässig umgesetzt werden, werden die Ausfallzeiten erheblich reduziert. Ein guter Webhoster wird diese Prinzipien bei der Entwicklung seiner Dienste berücksichtigen.

Die Verringerung einzelner Fehlerquellen in einem HA-System bedeutet Redundanz bei den Daten – virtuell, physisch oder eine Kombination aus beidem. Eine HA-Struktur hat ein primäres Volume und mindestens ein physisches Backup-Volume. Eine Standardkonfiguration besteht aus zwei identischen primären Volumes, die von zwei identischen physischen Distributed Replicated Block Device (DR:BD)-Volumes gesichert werden, die wiederum von zwei virtuellen DR:BD-Volumes gesichert werden. DR:BD-Volumes führen eine selektive, synchrone Datenreplikation durch, was bedeutet, dass nur Blöcke mit geänderten Daten (nicht das gesamte Volume) in Echtzeit neu geschrieben und gesichert werden.

DR:BD-Volumes verkürzen letztendlich die Backup-Zeiten, da sie weniger Rechenressourcen auf einmal benötigen. Jede Sicherungsebene (zwei identische primäre Volumes, zwei identische virtuelle DR:BD-Volumes usw.) wird auf separaten physischen Servern gespeichert – einige Hosts sichern sogar auf einem Server an einem entfernten Standort. Eine Konfiguration mit einem entfernten Standort eliminiert einen weiteren Single Point of Failure, indem sie Ihre Daten vor Naturkatastrophen und anderen standortbedingten Problemen wie Strom- und Netzwerkausfällen schützt.

Was tun mit der Datenbank

In einem HA-System wird empfohlen, dass Ihre SQL-Datenbank auf einer separaten, redundanten Serverumgebung gespeichert wird, da dies die Leistung verbessert und den Overhead auf Ihrem Primärserver reduziert. Ein dedizierter SQL-Server entspricht auch den Grundsätzen des Reliability Engineering, da er speziell für Hochverfügbarkeit ausgelegt ist, einschließlich automatischer und zuverlässiger Crossover und Fehlererkennung in Echtzeit.

SQL-Datenbanken erstellen auch inkrementelle Transaktionsprotokolle; ein weiterer Schutz vor Single Points of Failure. Transaktionsprotokolle zeichnen jede Änderung in der Datenbank in festgelegten Intervallen von bis zu einer Minute auf – die SQL-Datenbank kann die Transaktionsprotokolle als Datensatz verwenden und auf die Backup-Server in Ihrer HA-Konfiguration schreiben.

Die Standardkonfiguration von Liquid Web für das SQL-Datenbank-Hosting umfasst ein tägliches Backup der gesamten Datenbank und 24 rollende Stunden stündlicher Transaktionsprotokolle.

Überwachung für Failover

Das Herzstück der HA-Konfiguration sollte ein Überwachungssystem sein, das ständig und konsequent den Zustand der geclusterten Server im Auge behält und bei Bedarf automatisch Failover durchführt. Das in der Branche am weitesten verbreitete Überwachungssubsystem ist Heartbeat. Heartbeat ist ein Linux-basierter Monitor, der mehrere Knoten zuverlässig unterstützen kann. Heartbeat ist in der Lage, kritische Ausfälle schnell und genau zu erkennen und das System automatisch auf einen redundanten Server umzustellen.

Wie Sie sehen, arbeitet jeder Teil des HA-Systems mit/auf mehr als einen der drei Grundsätze der Hochverfügbarkeitstechnik. Die redundanten Datenknoten (physisch und virtuell) reduzieren Single Points of Failure und schaffen zuverlässige Crossover-Punkte.

Ein dedizierter SQL-Server schafft eine weitere Redundanzschicht, einen weiteren Schutz gegen Single Points of Failure und verfügt über integrierte, automatische Crossover-Punkte.

Schließlich sitzt Heartbeat im Zentrum der gesamten Konfiguration, überwacht das System in Echtzeit und automatisiert Crossover, wenn nötig.

Mit einem qualitativ hochwertigen HA-System werden Ausfallzeiten reduziert oder praktisch eliminiert, sodass Ihr Unternehmen den ganzen Tag über betriebsbereit bleibt.