Skalierbarkeit von Serversystemen Was tun, damit das technische Korsett mein Business nicht einschnürt?

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1 Skalierbarkeit von Serversystemen Was tun, damit das technische Korsett mein Business nicht einschnürt? Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Tralios IT GmbH

2 Über mich Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Studium der Informatik in Karlsruhe Seit 15 Jahren Erfahrung im Bereich Servermanagement Seit 2010: Geschäftsführer der Tralios IT GmbH: Betrieb von Linuxbasierten Web-/Mailservern Betreuung von über 200 Kunden in ganz Deutschland Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

3 Typischer Webserver Webserver mit Datenbank Auslieferung von dynamischem und statischem Content Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

4 Wissen wo der Engpass ist Welcher Teil meiner Webseite belastet welche Teile der Hardware? Statische Inhalte: lesen von Festplatte (IO) Datenbankzugriffe: lesen/schreiben von/auf Festplatte (IO), CPU Dynamische Inhalte: lesen von Festplatte (IO), CPU Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

5 Größere Hardware Typischer Skalierungsablauf eines Projekts virtueller Server eigene Hardware Ausbau der Hardware - mehr RAM, mehr/schnellere Festplatten, etc. Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

6 Größere Hardware Typischer Skalierungsablauf eines Projekts virtueller Server eigene Hardware Ausbau der Hardware - mehr RAM, mehr/schnellere Festplatten, etc. Engpass ist meist beim Festplattenzugriff Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

7 Das Skalierungsproblem Hardware skaliert nicht unbegrenzt Daher Verteilung auf verschiedene Systeme Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

8 Das Skalierungsproblem Hardware skaliert nicht unbegrenzt Daher Verteilung auf verschiedene Systeme aber Richtiges System muss angesprochen werden Systeme müssen miteinander kommunizieren Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

9 Wie lässt sich weiter skalieren? Logische Einheiten voneinander trennen Auslagern verschiedener Subsysteme auf eigene Hardware Vervielfältigen der Systeme Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

10 Statische Daten Trivial verteilbar: unabhängige Webserver Lastverteilung über: Subdomains Round Robin DNS Loadbalancer Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

11 Quasi-Statische Daten Geringe Änderungsrate Stark unterschiedliche Zugriffszahlen Berechnen der Daten aufwändig Einsatz von Caches Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

12 Dynamischer Content, Applikation Bei jedem Aufruf Neuberechnung notwendig Verteilung auf mehrere Webserver Probleme: Session Datenkonsistenz Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

13 Skalieren von Datenbanken Aufteilen der Tabellen auf mehrere Datenbanken aber: keine Tabellenverknüpfungen, Konsistenzproblem Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

14 Skalieren von Datenbanken Aufteilen der Tabellen auf mehrere Datenbanken aber: keine Tabellenverknüpfungen, Konsistenzproblem Typisch: viel lesen wenig schreiben Master/Slave-Replikation Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

15 Konkretes Beispiel Online-Community angemeldete Benutzer Regelmäßig Benutzer gleichzeitig aktiv 25 Server, ca. 300 GB Arbeitsspeicher, mehrere Gbit/s Traffic Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

16 Konkretes Beispiel Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

17 Ausfallsicherheit inklusive Ausfallsicherheit inklusive? Fast! Nicht redundante Systeme: Loadbalancer Storage durch Zweit-Systeme absichern: Loadbalancer im HA-Cluster Storage per DRBD spiegeln Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

18 Ausfallsicherheit inklusive Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

19 Wo hilft mir Cloud Computing? Fertige Lösungen erhältlich (Storage, DB-Replikation) Keine Hardware-Beschaffung Flexibilität ideal für StartUps! Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

20 Wo hilft mir Cloud Computing? Fertige Lösungen erhältlich (Storage, DB-Replikation) Keine Hardware-Beschaffung Flexibilität Aber: ideal für StartUps! Kosten bei großen Instanzen vergleichsweise hoch Datenschutzproblematik Gedacht für dynamische Zugriffszahlen Kurzzeitige Erweiterung der Basis-Infrastruktur Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

21 Clouddienste einbinden - Ein Beispiel Verteilung statischer Inhalte über Cloudserver Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

22 Wann skalieren? System dauerhaft überwachen: Veränderungen erkennen Bedarf ableiten Performance bricht typischerweise schlagartig ein Daher vorher Messung über einfache Seitenzugriffe, komplexe eigene Tests Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

23 Wann skalieren? Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

24 Wann skalieren? Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

25 Wann skalieren? Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

26 Wann skalieren? Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

27 Wann skalieren? Nicht alles lässt sich durch mehr Hardware lösen Webseiten- und Datenbank-Optimierung nicht vernachlässigen Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

28 Wann skalieren? Nicht alles lässt sich durch mehr Hardware lösen Webseiten- und Datenbank-Optimierung nicht vernachlässigen Beispiel MySQL mysql>select id from users where status= confirmed order by id desc limit 1; vs. mysql>select max(id) as id from users where status= confirmed ; Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

29 Kontakt Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Tralios IT GmbH Bannwaldallee Karlsruhe Telefon: Dipl.-Inform. Thomas Witzenrath Skalierbarkeit von Serversystemen /21

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