Hochverfügbare und skalierbare Datenbanksysteme mit SQL Server 2005 3/27/2017 3:08 PM Hochverfügbare und skalierbare Datenbanksysteme mit SQL Server 2005 Steffen Krause Technologieberater Application Platform Microsoft Deutschland GmbH http://blogs.technet.com/steffenk © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Agenda Was bedeutet Verfügbarkeit Verfügbarkeit ohne Standby Verfügbarkeit bei Parallelverarbeitung Verfügbarkeit mit Standby Weitere Themen

Verfügbarkeit Was bedeutet das für Sie? Können Ihre Kunden tun, was sie tun müssen, wenn es getan werden muss? Warum nicht? Site ist nicht verfügbar System ist nicht verfügbar Datenbank ist nicht verfügbar Datenbank ist teilweise nicht verfügbar Tabelle ist nicht verfügbar Daten sind nicht verfügbar 24x7x365

Verbesserte Verfügbarkeit ohne ein Standby-System Downtime wird reduziert oder vermieden, wenn: Datenbank teilweise nicht verfügbar ist Tabelle nicht verfügbar ist Daten nicht verfügbar sind

Datenbankkomponenten 3/27/2017 3:08 PM Datenbankkomponenten Datenbank besteht aus… Dateigruppen bestehen aus… Dateien bestehen aus… Extents bestehen aus… Seiten bestehen aus Daten MeineDB Primär Read/Write Dateigruppe Datei1 Datei2 Read Only Dateigruppen 2004 Datei3 4 8 12 16 20 24 28 2003 Datei4 File Header 1 5 9 13 17 21 25 29 … 2002 Datei5 2 6 10 14 18 22 26 30 2001 Datei6 3 7 11 15 19 23 27 31 extent 0 extent 1 extent 2 extent 3 Log © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Was passiert wenn… Festplatten/RAID-Systeme ausfallen In SQL Server 2000 Datenbank wird als fehlerverdächtig („suspect“) gekennzeichnet Benutzer können nicht auf die Datenbank zugreifen Datenbank ist Ebene der Verfügbarkeit In SQL Server™ 2005 Dateigruppe wird als Offline markiert Benutzer können auf nicht beschädigte Dateigruppen zugreifen Dateigruppe ist Ebene der Verfügbarkeit

Funktionale Partitionierung Datenaufteilung für Verfügbarkeit Strategische Gruppierung von Objekten Nach Priorität Nach Zeitfenstern (Sliding Window) Nach Listen (z.B. Regionen) … in sekundäre Dateigruppen Zusammengehörige/wichtige Objekte bleiben verfügbar, auch wenn andere Datenbankteile offline sind Funktionale Partitionierung erfordert keine partitionierten Tabellen Partitionierte Tabellen profitieren aber davon

Tabellenpartitionierung 3/27/2017 3:08 PM Tabellenpartitionierung MeineGroßeTabelle … 1996 1997 2006 Eine einzige Datenbank Partitionen einzeln verwaltet Online/Offline ReadOnly/ReadWrite Restore (Online!) Partitionen in sekundären Dateigruppen © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Was passiert wenn… Die Wiederherstellung beginnt In SQL Server 2000 Datenbank ist im Zustand „wird wiederhergestellt“ Benutzer können nicht auf die Datenbank zugreifen Datei wird neu erstellt und mit Nullen initialisiert Datei wird wiederhergestellt – Offline In SQL Server 2005 Dateigruppe ist im Zustand „wird wiederhergestellt“ Benutzer können auf Daten in anderen Dateigruppen zugreifen Datei kann mit schneller Dateiinitialisierung neu erstellt werden Datei wird wiederhergestellt – Online

Online Piecemeal Restore Bessere Verfügbarkeit während Restore Fast jede Komponente (Seite, Datei, Dateigruppe) kann wiederhergestellt werden– ONLINE Wenn Seite beschädigt ist – nur diese Seite von aus Backup wiederherstellen Konsistente Wiederherstellung (incl. Log-Wiederherstellung) erforderlich Ausnahme: Read-Only Dateigruppen Im einfachen Wiederherstellungsmodus: Nur für Read-Only Dateigruppen

Schnelle Dateiinitialisierung Verfügbarkeit durch weniger Downtime 3/27/2017 3:08 PM Schnelle Dateiinitialisierung Verfügbarkeit durch weniger Downtime SQL Server 2000 Alle Daten- und Logdateien müssen mit Nullwerten initialisiert werden Verlängert Nichtverfügbarkeit bei Wiederherstellung während der Dateierstellungsphase SQL Server 2005 Nur Logdateien müssen mit Nullwerten initialisiert werden Nichtverfügbarkeitszeit bei Wiederherstellung signifikant verringert Nicht nur für Restore nützlich Datenbankerstellung Datenbankdatei-Änderung: Automatische und manuelle Vergrößerung © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Partielle Datenbankverfügbarkeit und Piecemeal Restore 3/27/2017 3:08 PM Partielle Datenbankverfügbarkeit und Piecemeal Restore © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Isolierte Fehler Technologie Verbessert Wann Partielle Datenbank-verfügbarkeit Datenverfügbarkeit Intakte Daten/Partitionen bleiben verfügbar  Wiederherstellungszeit Nur das wiederherstellen, was beschädigt ist Sofort nach Upgrade Schnelle Datei-initialisierung  Datenbank-Erstellungszeit Dateien werden nicht Null-initialisiert  Wiederherstellung von Datenbanken, Dateien, Dateigruppen Fehlende Dateien werden schnell erstellt  Zeit für automatische und manuelle Vergrößerung der Dateien Zusätzlicher Platz schnell verfügbar Online Piecemeal Restore Datenverfügbarkeit Intakte Daten/Partitionen bleiben während der Wiederherstellung verfügbar  Wiederherstellungszeit Nur das wiederherstellen, was beschädigt ist – online

Grenzen der Verfügbarkeit Parallelitäts-Anforderungen 3/27/2017 3:08 PM Grenzen der Verfügbarkeit Parallelitäts-Anforderungen Datenbank ist verfügbar, aber die Anwendung/der Benutzer kann nicht die erforderlichen Operationen ausführen Was ist mit administrativem Einfluß? Wartungsarbeiten können Blockierungen hervorrufen  Neue Online-Indexerstellung Was ist mit dem Einfluss von Anwendungen? Schlecht designte und/oder langlaufende Transaktionen Unterschiedliche Datenzugriffsmuster  Neue Snapshot Isolation-Optionen © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Was geschieht wenn… Indizes neu aufgebaut werden müssen In SQL Server 2000 Neuerstellung von Indizes erfordert eine exklusive Sperre auf die Tabelle Tabelle ist effektiv offline Benutzer können die Tabelle nicht zugreifen In SQL Server 2005 Neuerstellung von Indizes kann in den meisten Fällen online erfolgen Benutzer können auf die Tabelle zugreifen

Was geschieht wenn… Leser und Schreiber dieselben Daten zugreifen In SQL Server 2000 Sperren werden verwendet, um die beabsichtigte Isolationsstufe zu erreichen Benutzer müssen auf Zugriff auf gesperrte Daten warten Parallelität und Performance werden beeinflusst Korrektheit wird beeinträchtigt wenn zur Vermeidung von Sperren niedrigere Isolationsstufen gewählt werden In SQL Server 2005 Sperren ODER Versionierung können verwendet werden, um die beabsichtigte Isolationsstufe zu erreichen Mit Versionierung blockieren Leser keine Schreiber und umgekehrt Die Performance wird verbessert, wenn Wartezeiten der primäre Flaschenhals waren 2 Versionen: Snapshot pro Statement oder pro Transaktion

Snapshot Isolation 3/27/2017 3:08 PM © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Online Index Operations Parallelität Technologie Verbessert Wann Online Index Operations  Tabellen-Parallelität Tabellen bleiben bei (Re-) Indizierung online  Downtime wegen Wartung für die meisten Indizes nicht mehr erforderlich Minimale Anpassung Design und Architektur Snapshot Isolation Snapshots pro Statement  Paralleler Zeilenzugriff Transaktional konsistente Zeilenversionen bleiben zugreifbar  Korrektheit Langlaufende Anweisungen verwenden konsistente Version vom Anweisungsstart  Analyse/Abfragezeit Abfragen müssen nicht warten! Snapshot Isolation Transaktionsebene für konsistentes Lesen Transaktionsebene für Update-Konfliktlösung  Paralleler Zeilenzugriff Konsistente Version bleibt zugreifbar  Korrektheit Langlaufende Anweisungen verwenden konsistente Version vom Transaktionsstart  Analyse/Abfragezeit Abfragen müssen nicht warten!

Verbesserte Verfügbarkeit mit einem Standby-System Downtime reduziert für diese Fehlerfälle: Site ist nicht verfügbar System ist nicht verfügbar Datenbank ist nicht verfügbar

Datenbankspiegelung Redundanz auf Datenbankebene Kommende Hochverfügbarkeitstechnologie Verfügbar für Test und Prototyping in SQL Server 2005 RTM Zertifiziert für Produktionsbetrieb in der ersten Hälfte 2006 Drei Konfigurationen: Hohe Verfügbarkeit – Synchron mit Witness Hoher Schutz – Synchron ohne Witness Hohe Performance – Asynchron

Datenbankspiegelung Überblick 3/27/2017 3:08 PM Datenbankspiegelung Überblick Softwarebasierte Lösung Principal-Datenbank verarbeitet Benutzeranfragen Spiegeldatenbank erhält Änderungen über sicheren, dedizierten TCP-Kanal Optionaler Zeugenserver für automatischen Failover Änderungen Principal Datenbank Spiegeldatenbank © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Datenbankspiegelung Grundprinzip der synchronen Spiegelung Bestätigung Commit Bestätigung Dauerndes Redo auf dem Spiegel Übertragen auf Spiegel Schreiben in Log Schreiben in Spiegel-Log Committed im Log DB Log Log DB

Datenbankspiegelung 3/27/2017 3:08 PM © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Standby-Technologien 3/27/2017 3:08 PM Standby-Technologien Feature Hot Standby Warm Standby Cold Standby Database Mirroring Failover Clustering Peer-to-Peer Replikation Trans-aktionale Replikation Log Shipping Backup / Restore Detach / Copy / Attach Datenverlust Keiner (optional) Keiner Möglich Wahr-scheinlich Failover automatisch Ja Optional Nein Transparent für Client Ja, Auto-Redirect Ja, Reconnect auf selbe IP Nein, NLB hilft Ausfallzeit Sekunden 20 Sec + DB Recovery keine Sekunden + DB Recovery Erkennen, Restore, Manueller Failover Erkennen, Attach, Manueller Failover Standby Lesezugriff Über Snapshot nein Dauerhaft verfügbar Manchmal verfügbar © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Standby-Technologien 3/27/2017 3:08 PM Standby-Technologien Feature Hot Standby Warm Standby Cold Standby Database Mirroring Failover Clustering Peer-to-Peer Replikation Transaktionale Replikation Log Shipping Backup / Restore Detach / Copy / Attach Ebene minimal Daten-bank Instanz Tabelle oder Sicht Behandelt Platten-fehler Ja Nein, RAID erforderlich Spezielle Hardware Nein, zweites System Spezielle Hardware aus Cluster HCL Komplexi-tät Mittel Hoch © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Grenzen der Verfügbarkeit 3/27/2017 3:08 PM Grenzen der Verfügbarkeit Ich ändere diese Daten… genau… Menschen hier! Dieser Job wäre Klasse, wenn es nicht… …die Benutzer …die Kollegen …uns gäbe! © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Grenzen der Verfügbarkeit 3/27/2017 3:08 PM Grenzen der Verfügbarkeit Es existieren viel mehr Grenzen Nur einige kann man mit Datenbanktechnologie überwinden Wichtig sind Menschen, Planung, Prozeduren und Training Microsoft SQL Server 2005 bietet Ihnen deutlich verbesserte Tools für die Überwindung dieser Grenzen: Datenbankserverfehler oder Katastrophe Isolierte Festplattenfehler Parallelität des Datenzugriffs Datenbank-Wartung und Administration Skalierbarkeit Benutzer- oder Anwendugnsfehler © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Wann einsetzen? Wieviel Arbeit erfordert die Technologie? 3/27/2017 3:08 PM Wann einsetzen? Wieviel Arbeit erfordert die Technologie? Design und Architektur Sofort nach Upgrade Minimale Arbeit erforderlich Partielle Datenbank-verfügbarkeit Online Piecemeal Restore Schnelle Dateiinitialisierung Schnelle Wiederherstellung Online Index- Operationen Wnen Kriterien erfüllt Snapshot Isolation Auf Anweisungsebene Snapshot Isolation Auf Transaktionsebene (RO) Failover Clustering Datenbankspiegelung Log Shipping Datenbank-Snapshots Online Index Operationen Wenn Kriterien nicht erfüllt (Minderheit) Snapshot Isolation Mit Erkennung von Update-Konflikten Replikation Vewrbesserte Verfügbarkeit von Installation bis Redesign Ebenen der Verfügbarkeit zur Minimierung von Downtime und Datenverlust © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Ressourcen Webcasts SQL Server Administration Webcast-Reihe http://www.microsoft.com/germany/technet/webcasts SQL Server Administration Webcast-Reihe http://www.microsoft.com/germany/sql/events/sql2005admin.mspx Download Evaluation & Express Englisch http://www.microsoft.com/sql/downloads/trial-software.mspx Deutsch http://www.microsoft.com/germany/sql/downloads/sql2005.mspx SQL Server Feature Pack incl. Upgrade Advisor Und Dokumentations-Update http://www.microsoft.com/germany/sql/downloads/default.mspx Blog Steffen Krause http://blogs.technet.com/steffenk PASS http://www.sqlpass.de

Ressourcen für Ihren Erfolg Von Microsoft und den Communities 3/27/2017 3:08 PM Ressourcen für Ihren Erfolg Von Microsoft und den Communities www.microsoft.com/germany/technet TechNet für IT Professionals TechNet versorgt IT-Profis mit den wichtigsten Informationen in den Bereichen Evaluation, Planung, Implementierung sowie Wartung und Support auf dem Laufenden mit dem TechNet Flash Newsletter, RSS-Feeds sowie personalisierten Infos & Services Technische Informationen in der TechNet Datenbank (z.B. Security und Skript Center) und TechNet Webcasts www.microsoft.com/germany/community/ Eine Auswahl der besten deutschsprachigen Communities rund um Microsoft Server: Online- und Offline-Adressen für praktische Erfahrungen, Tipps, Web Boards und User Group Treffen www.sqlpass.de Professional Association for SQL Server (PASS): unabhängige von Anwendern geleitete weltweite Vereinigung von Nutzern der SQL Server-Technologie © 2004 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.