1 Hochverfügbarkeit von Rechnersystemen Michael Gammelin DECON Informations Technologie Lösungen GmbH

2 Agenda Was bedeutet Verfügbarkeit ? Was bedeutet Verfügbarkeit ? Was ist ein Cluster ? Was ist ein Cluster ? Warum sind Cluster wichtig? Warum sind Cluster wichtig? Wie funktioniert Clustering? Wie funktioniert Clustering?

3 Agenda Fünf Beispiele für Industrie Standard Cluster Windows NT Cluster Windows NT Cluster Oracle Cluster Oracle Cluster VMS Cluster VMS Cluster Unix Cluster Unix Cluster

4 Verfügbarkeit Vor wenigen Jahren waren mehrstündige Ausfallzeiten des Computers für Unternehmen kein Problem - ob diese nun durch Störungen oder geplante Wartungsarbeiten verursacht wurden. Heute übernehmen Computersysteme eine zentrale Unternehmensfunktion - sei es für interne Unternehmens- prozesse oder die Internetpräsenz für den eCommerce.

5 Verfügbarkeit Informationstechnologien entscheiden über Wettbewerbsfähigkeit und somit über den Unternehmenserfolg und Existenzfähigkeit. Ausfallzeiten werden so zum kritischen Faktor, die es zu vermeiden gilt.

6 Verfügbarkeit Verfügbarkeit ist die Zeit, in der das System die ihm zugedachte Funktion ausführt. Verfügbarkeit = Ausfallzeit Ausfallzeit + Betriebszeit

7 Verfügbarkeit Eine Minimierung der Ausfallzeiten kann erreicht werden durch: BetriebAusfall Lange Zeitspannen bis zu einem Fehler Schneller Neustart Ausfall Recovery

8 Verschiedene Sichtweisen in der Diskussion über Verfügbarkeit Verschiedene Sichtweisen in der Diskussion über Verfügbarkeit Hardware / Netzwerk Betriebssystem Cluster Anwendung ClientVerfügbarkeit Wieviel Ausfallzeit können Sie verkraften? Verfügbarkeit Klasse in% Jährliche Ausfallzeit Zwei 9er 99% 3,7 Tage Drei 9er 99,9% 8,8 Stunden Vier 9er 99,99% 53 Minuten Fünf 9er 99,999% 5,3 Minuten

9 Was ist ein Cluster ? Ein Cluster.....besteht aus mehreren, lose miteinander verbundenen unabhängigen Server-Systemen unabhängigen Server-Systemen...präsentiert sich den Clients als ein System...hat das Ziel, einen unterbrechungsfreien und/oder hoch performanten DV-Betrieb, bereitzustellen hoch performanten DV-Betrieb, bereitzustellen

10 Was ist ein Cluster ? Beispiel : Ein Workstation Client kommuniziert mit dem Cluster, als wäre dieser ein einzelner Server mit hoher Zuverlässigkeit, obwohl physikalisch mehrere Server im Cluster verbunden sind.

11 Warum sind Cluster wichtig? Mit Clustering lassen sich zwei wesentliche Vorteile erzielen: Hohe Verfügbarkeit Skalierbarkeit

12 Warum sind Cluster wichtig? Früher gehörte Clustering zu den Unternehmenslösungen, die sich nur anhand kostspieliger, proprietärer Mainframe- Systeme oder Minicomputer realisieren ließen.

13 Warum sind Cluster wichtig? Heute hat sich die Marktsituation mit fortschreitender technologischer Entwicklung entscheidend verändert. Die Nachfrage nach hochverfügbaren, skalierbaren Lösungen steigt zunehmend. Gleichzeitig bieten sich wachsende Möglichkeiten, diesen Anforderungen mit kostengünstigeren Server-Systemen nach Industriestandard gerecht zu werden.

14 Häufig angetroffene Hürden werden mit einer Reihe von technologischen Entwicklungen überwunden: Warum sind Cluster wichtig? Hochgeschwindigkeits-Verbindungen nach Industriestandard mit höherer Bandbreite und Zuverlässigkeit als herkömmliche LANs mehr Speicherkapazität, Verfügbarkeit und Performance bei Systemen mit gemeinsam genutzten Speicher

15 Warum sind Cluster wichtig? Standard-Tools für verteilte DV-Anwendungen Effektive Systemmanagement-Software Cluster-fähige Software, die parallel auf mehreren Servern läuft Mikroprozessoren mit extrem hoher Leistung

16 Windows NT Cluster

17 Windows NT Cluster 2-Node Back-End Server Cluster Windows NT Server 4.0 Enterprise Edition oder Windows 2000 Advanced Server

18 Client PCs Public network Private network (heartbeats, status, control) RAID disk sets SCSI oder SCSI über Fibre Channel Cluster Server Windows NT Cluster

19 Back-End Cluster mit Microsoft Cluster Server Zwei/vier Knoten Cluster für Hochverfügbarkeit Windows NT Cluster Jede Anwendung (Partition) läuft auf einem Server

20 Windows NT Cluster Cluster-verfügbare Anwendungen und Dienste: - Eingebaute Dienste: File share, print queues, … - Microsoft Exchange Enterprise, Lotus Notes®, … - Datenbanken: Microsoft SQL Server™ Enterprise, Oracle® FS, … Back-End Cluster mit Microsoft Cluster Server Wenn eine Resource, von der die Anwendung abhängt, ausfällt, wird die Anwendung auf einen verbliebenen Knoten übertragen - Separate Leitung für Heartbeat

21 Standard Win32® APIs für Cluster Dienste - Developer Tools: Platform SDK, Visual Studio®, Assistenten Windows NT Cluster Back-End Cluster mit Microsoft Cluster Server Cluster Konfigurationen benutzen Standardhardware - Shared SCSI oder FibreChannel Bus - Zertifizierte Konfigurationen auf

Node Back-End Server Cluster Windows 2000 Datacenter Server Client PCs Public Network Fibre-Channel Switch(es) Privatenetwork RAID disk sets ClusterServer Windows NT Cluster

23 Gesicherter Pfad: Vorteile I/O Pfad ist nicht mehr Single Point of Failure FC Hub or FC Switch Host Clustering Windows NT Cluster Einfaches Drag & Drop vereinfacht statisches Load Balancing Unterstützt UltraSCSI und Fibre Remote Management Einfache Software Installation Unterstützt Standalone Server und Cluster

24 Data Replication Manager: Real-Zeit Replikation von geschäftskritischen Daten Erste Storage AreaNetwork Lösung für weltweiten Datenschutz Erste Storage AreaNetwork Lösung für weltweiten Datenschutz - Duplikation des Data Centers auf einer Distanz von tausend Kilometern - Aufhebung geographischer Schranken durch ATM Technologie Windows NT Cluster Garantierter Geschäftsfortlauf - Non-Stop Datenintegrität - Disaster Recovery innerhalb Sekunden oder Minuten - Verminderte Ausfallkosten und Risiko des Datenverlust

25 Site 1 Site 2 Windows NT Cluster Data Replication Manager: Real-Zeit Replikation von geschäftskritischen Daten

26 Oracle Parallel Server Cluster

27 Bei Oracle Parallel Server handelt es sich um eine zuverlässige, skalierbare Architektur, die in geschäfts- kritischen Umgebungen von heute die erforderliche Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Leistung bereitstellt. Bei Version von Oracle Parallel Server (OPS) handelt es sich um die Cluster-Version der Oracle8 Datenbank auf Basis einer Cluster-Architektur mit gemeinsam genutzten Festplatten. Oracle Parallel Server Cluster

28 Wesentliche Merkmale von OPS 8.0.5: Oracle Parallel Server Cluster Gemeinsamer Zugriff von mehreren Knoten auf eine Oracle8 Server-Datenbank Gleichzeitiger Zugriff auf dieselbe logische und physische Datenbank von allen Knoten aus Uneingeschränkter Lese- und Schreibzugriff auf die gesamte Datenbank von jedem Knoten aus Unabhängiges Arbeiten an jedem Knoten Möglichkeit der schrittweisen Erweiterung der Prozessor-Ressourcen

29 Wesentliche Merkmale von OPS 8.0.5: Oracle Parallel Server Cluster Lineare, skalierbare Leistungssteigerung Anwendungsunterstützung im Hinblick auf höchste Verfügbarkeit Online-Backup auf Datei-, Tablespace- oder Datenbankebene Zusammengefasste Systemverwaltung Transparentes Anwendungs-Failover für hohe Verfügbarkeit

30 Wesentliche Merkmale von OPS 8.0.5: Oracle Parallel Server Cluster Verbesserte Leistung durch den Integrated Distributed Lock Manager Verbesserte Verfügbarkeit durch inkrementelle Checkpoints Höhere Leistung durch Oracle8-Funktionen Oracle Parallel Query-Funktion Bei dem Einsatz von OPS können bis zu 6 Intel Server in einem Cluster betrieben werden

31 Oracle Parallel Server Cluster Oracle Parallel Server / NT - Architektur

32 Open VMS Cluster

33 Die ersten Cluster auf dem Betriebsystem OpenVMS wurden bereits 1984 von Digital, heute COMPAQ, implementiert. Open VMS Cluster Weltweit sind über OpenVMS Cluster installiert.

34 VMS Cluster unterstützen von Haus aus Disaster Tolerance Open VMS Cluster VMS Cluster sind hoch skalierbar (bis zu 96 Systeme in einem Cluster) High Performance Distributed Lock Manager Fully Cluster-wide File System Shared System Disk Single System Management Domain Load Balancing

35 Open VMS Cluster OpenVMS Cluster Interconnects auf einen Blick:

36 Open VMS Cluster

37 Fehlertoleranz Open VMS Cluster

38 UNIX Cluster

39 TruCluster TruCluster Available Server TruCluster Production Server

40 TruCluster Available Server TruCluster Optimale Systemverfügbarkeit Vereinfacht die Verwaltung Automatische Failover- Funktionen Unterstützung für Online-Upgrades

41 TruCluster Available Server TruCluster Hard- & Softwaretaustausch, ohne Cluster offline zu schalten oder den Benutzerzugriff zu sperren Unterstützung der Advanced File System-Software Dynamische Online-Rekonfiguration und schneller Wiederanlauf Gleichmäßige Verteilung der E/A-Belastung durch Logical Storage Manager-Software

42 TruCluster Production Server TruCluster Unterstützt den Oracle Parallel Server Verteilung der Datenbankverarbeitung auf dem gesamten Cluster Simultaner Zugriff aller Benutzer auf die Datenbank

43 TruCluster Production Server TruCluster Optimale Nutzung der Geschwindigkeit und Bandbreite von Memory Channel – bis zu 100 MB/s Hundertfache Verbesserung der Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen den Clustern (Latenzzeit < 5ms) Mehr Daten für mehr Benutzer – schneller und effizienter

44 TruCluster

45 Was kann der Cluster Server nicht? Der Cluster Server ist nicht fehlertolerant Eine laufende Anwendung kann nicht ohne Neustart verlagert werden Neustart verlagert werden Ein Zustand zwischen Client und Server kann nicht wiederhergestellt werden nicht wiederhergestellt werden - File Positions - Transactions

46 Fragen?

47 DECON IT Solutions Stand 431