Von AlwaysOn bis Replikation: Verbesserte Hochverfügbarkeit mit SQL Server 2014

AlwaysOn-Hochverfügbarkeitsgruppen haben in SQL Server 2014 zahlreiche Verbesserungen erhalten. Damit ist SQL Server 2014 zuverlässiger als je zuvor.

SQL Server 2014 ist seit Anfang April in verschiedenen Versionen und mit unterschiedlichem Funktionsumfang erhältlich und bringt neben der neuen In-Memory-Technologie zahlreiche Neuerungen und Verbesserungen bei Cloud-Integration und Skalierbarkeit mit sich. SQL Server 2014 bietet darüber hinaus aber auch zahlreiche Verbesserungen bei AlwaysOn Failover-Cluster-Instanzen (FCI) und AlwaysOn-Hochverfügbarkeitsgruppen. Failover-Cluster-Instanzen repräsentieren die neueste Generation der Failover-Cluster-Services, die Microsoft SQL Server fast von Beginn an unterstützt hat. SQL Server Hochverfügbarkeitsgruppen dagegen wurden mit SQL Server 2012 eingeführt und bieten Datenbank-Administratoren Datenbank-Spiegelung und Log Shipping, um die Verfügbarkeit auf Datenbank-Ebene sicherzustellen. Beide Funktionen spielen bei Hochverfügbarkeits- und Disaster-Recovery-Strategien eine entscheidende Rolle und wurden mit SQL Server 2014 deutlich verbessert.

Failover-Clustering mit Cluster Shared Volumes

Vor SQL Server 2014 konnte lediglich eine Failover-Cluster-Instanz auf einen Datenträger zugreifen. Daraus resultierend war es anderen FCIs nicht möglich, vom gleichen Volume zu lesen oder darauf zu schreiben. In SQL Server 2014 unterstützen die FCI-Services nun Cluster Shared Volumes (CSV).

CSV ist eine schon in Windows Server 2008 R2 eingeführte Funktion des Windows Server Failover Clustering (WSFC), die jetzt auch SQL Server 2014 nutzt. Durch CSV haben alle Nodes in einem Failover Cluster gleichzeitig Zugriff auf die gemeinsam genutzten Festplatten und jeder Node kann unabhängig von den anderen auf die Dateien zugreifen.

Die CSV-Struktur vereinfacht dadurch nicht nur die Storage-Voraussetzungen für einen Failover Cluster, sondern bietet auch eine zusätzliche Schicht zur Fehler-Toleranz. Sollte eine SQL Server FCI die Verbindung verlieren, dann kann die Instanz immer noch über eine andere Verbindung auf den Datenträger zugreifen. Zudem muss das Laufwerk während eines Failover-Prozesses nicht aus dem laufenden Betrieb herausgenommen und wieder eingebunden werden. Bei einem herkömmlichen Failover Cluster dagegen wäre dies notwendig.

Sekundäre Replikation für SQL Server Hochverfügbarkeitsgruppen

Eine Hochverfügbarkeitsgruppe besteht aus einer primären SQL-Server-Instanz und einer oder mehreren sekundären. Die primäre Instanz, auch primäre Replikation genannt, hostet die zu replizierenden Datenbanken der Hochverfügbarkeitsgruppe. Wenn die Hochverfügbarkeitsgruppe aktiv ist, kopiert SQL Server 2014 die Datenbanken von der primären Replik auf die sekundäre und hält sie im weiteren Verkauf synchron.  Im Gegensatz zu einem Failover Cluster sind die Datenbanken der sekundären Replikation so genannte Hot Copies. So lange die Instanz verfügbar ist sind sie also immer online und vollständig lesbar.

Aus diesem Grund können Lese- und Backup-Operationen auf die sekundären Repliken ausgelagert werden, wodurch sich natürlich der Workload auf den primären Datenbanken reduziert. Hochverfügbarkeitsgruppen in SQL Server 2014 bieten Ihnen also nicht nur einen effizienten Mechanismus, um Datenbanken hochverfügbar zu halten, sondern stellen auch eine wirkungsvolle Möglichkeit dar, Lese-Zugriffe auf unterschiedliche Data Center zu verteilen. Damit wird es letztlich möglich, Prozess-intensive Analysen auf nahegelegene Rechenzentren zu verlegen.

Im Vergleich zu SQL Server 2012 können mit SQL Server 2014 bis zu acht sekundäre Repliken genutzt werden, bei SQL Server 2012 lag die Obergrenze bei vier sekundären Repliken. Damit wurde also die Kapazität für geografisch verteiltes Reporting verdoppelt, während gleichzeitig eine effizientere Skalierbarkeit von Workloads gegeben ist.

Sekundäre Replikation wird mit SQL Server 2014 noch zuverlässiger

Natürlich basieren die Lese-Kapazitäten der sekundären Instanzen auf der Funktionalität der Hochverfügbarkeitsgruppen. Bei SQL Server 2012 waren die sekundären Repliken somit nicht mehr verfügbar, sobald das Netzwerk oder die primäre Replik ausgefallen ist oder der WSFC-Service sein Quorum verloren hat. Das ist natürlich etwas bizarr, denn gerade wenn sich so ein Ausfall ereignet benötigen Sie die sekundären Repliken am dringendsten.

An dieser Stelle kommt eine weitere Neuerung in SQL Server 2014 ins Spiel. Denn auch wenn die sekundären Repliken von der primären Replikation getrennt werden, bleiben die sekundären jetzt weiterhin online und ermöglichen Lese-Operationen. Diese Verbesserung ist vor allem für groß angelegte Lösungen attraktiv, die geografisch weit verteilt sind. In solchen Szenarien sind Netzwerk-Störungen eher denkbar und sekundäre Instanzen dementsprechend wichtiger.

Azure-Unterstützung für sekundäre Hochverfügbarkeitsgruppen

Ab SQL Server 2014 können Sie zudem eine Microsoft Azure virtuelle Maschine (VM) mit laufendem SQL Server als sekundäre Instanz in der Konfiguration Ihrer Hochverfügbarkeitsgruppen hinterlegen. Der Prozess für das Aufsetzen dieser Instanz wurde zur einfacheren Konfiguration in den Assistenten für Hochverfügbarkeitsgruppen integriert.

Eine mit Azure realisierte sekundäre Replik kann zwei Szenarien unterstützen. Einerseits kann sie als asynchrone Replik für die lokalen und primären Datenbanken dienen. Sollte die primäre Instanz ausfallen, können Sie ein manuelles Failover auf die Azure-basierte sekundäre Replik durchführen. Andererseits ist es auch möglich, die sekundäre Azure-Instanz so zu konfigurieren, dass sie eine ebenfalls auf Azure gehostete primäre Instanz unterstützt. In diesem Fall kann die Azure-Instanz von SQL Server 2014 als synchrone Replik dienen, die dann auch automatisches Failover ermöglicht.

Beim Einsatz einer Azure VM als sekundäre Replikation für eine lokale primäre Instanz sollten Sie allerdings die Einschränkungen von Azure und auch die anfallenden Kosten beachten. Das gilt im Speziellen für große Datenbanken. Zusätzlich brauchen Sie für die Verbindung von Azure zu Ihrem Netzwerk eine VPN-Verbindung (Virtual Private Network), was eventuell den Kauf einer VPN-Appliance nötig macht.

AlwaysOn und Hochverfügbarkeit: SQL Server 2014 ist zuverlässiger als jeder Vorgänger

Mit SQL Server 2014 hat Microsoft seinem Datenbank-Managementsystem mit Blick auf Hochverfügbarkeit und AlwaysOn eine Reihe wichtiger Verbesserungen wie die Unterstützung von Cluster Shared Volumes oder eine größere Anzahl an möglichen sekundären Replikationen mit auf den Weg gegeben. SQL Server 2014 ist damit noch zuverlässiger als jede Vorgänger-Version. Wenn Hochverfügbarkeit ganz oben auf Ihrer Liste steht, dann könnten die Verbesserungen der AlwaysOn-Funktionalität in SQL Server 2014 genau das sein, was Sie gesucht haben.

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