DOAG Grenzenlos Spiegeln Chancen, Risiken und Erfahrungen: Desastervorsorge im WAN-Umfeld. Franz Diegruber

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1 Grenzenlos Spiegeln Chancen, Risiken und Erfahrungen: Desastervorsorge im WAN-Umfeld DOAG Franz Diegruber Libelle Sales + Services GmbH & Co. KG

2 Grenzenlos Spiegeln Libelle Chronik 1994 Gründung Libelle Informatik GmbH, Stuttgart. Erste script-basierende Projekte mit Oracle 6.x 1997 DBShadow Oracle SMSCommander 1999 Erste Interkontinentalspiegelung. DBShadow für DB2 UDB verfügbar DBShadow für MS SQL Server verfügbar DBShadow für SAP DB/MaxDB. Distribution in den USA durch die Firma Aivant LP Patent auf das Verfahren der zeitversetzten Spiegelung 2008 Auszeichnung für BusinessShadow beim Innovationspreis 2008 der Initiative Mittelstand 1996 DBShadow Oracle 1.0 Standardprodukt (C/C++) 1998 Erste internationale DBShadow Projekte. Definition der grundlegenden Partnerstrategie FSShadow und SwitchApplication. IBM Entwicklungspartnerschaft Integriertes Produkt DBShadow 4.0 for DBShadow MS SQL Server, Oracle, DB2 und FSShadow. Java-GUI Business-Continuity-Solution BusinessShadow und BusinessShadow SAP Certified Integration. 2006/2007 Weitere Internationalisierung über Business Partner in Osteuropa, Asien und Afrika 2009 Aufnahme MailShadow für MS Exchange

3 Grenzenlos Spiegeln Libelle Lösung Optimale Lösung Der Libelle BusinessShadow besteht aus vier Komponenten: DBShadow : Spiegelung von Datenbanken FSShadow : Spiegelung von Filesystemen SwitchApplication: Zum automatisierten Umgang mit IP-Adressen und Hostnames im Umschaltfall Grafische Benutzeroberfläche: Zur einfachen Steuerung aller angehängten Spiegel von einem beliebigen Ort aus

4 Grenzenlos Spiegeln Inhaltsübersicht Inhaltsübersicht Gründe für den Aufbau eines räumlich getrennten Standbysystems Das Konzept der Spiegelung: Hardware vs. Logische Spiegelung Anforderungen an die Hardware - Produktivsystem - Standbysystem - Netzwerk Aufbau der Spiegelung Herausforderungen im laufenden Betrieb Szenarien: Normal-, Notbetrieb, Wiederherstellung Normalbetrieb

5 Grenzenlos Spiegeln Gründe für den Aufbau WAN-Spiegelung Warum Spiegelung über WAN Es gibt viele Gründe ein Standbysystem räumlich getrennt vom produktiven Echtsystem zu betreiben: Brand, Wasser, Terror organisatorische Erfordernisse - zentralisierte Auswertungen - Backup gesetzliche Bestimmungen - Basel II - SOX

6 Grenzenlos Spiegeln Zusatznutzen Produktivsystem Spiegelsystem Datenbank OS Server-HW Storage Serverumzug Aufbau und Test neue Server- Hardware am Zielort Initiale Kopie der Datenbank im laufenden Betrieb über Long Distance Start der Spiegelprozesse Test des neuen Systems, ggf. Änderungen oder Neuaufbau Definiertes Umschalten vom Alt- auf das Neusystem Abbau des Altsystems Datenbank OS Server-HW Storage Produktiv- System (neu) Sicheres Systemupdating und upgrading ohne Ausfallzeiten durch die Möglichkeit den laufenden Betrieb bis zur Freigabe des Produktivsystems über das Spiegelsystem abzudecken Testdatenbank Backup/ Archivierung Reporting Produktiv- System (alt) Zusatznutzen Neben der Funktionalität im Rahmen umfassender Hochverfügbarkeits- und Disaster-Recovery-Konzepte können sich folgende Zusatznutzen, bieten wie z.b. Deutlich vereinfachtes Erstellen von Testdatenbanken (Kopien) ohne Unterbrechung des Systembetriebes Backup und Reporting über die Spiegelsysteme zur Entlastung der Produktivsysteme Unterstützung bei Hardwareumzügen mit nahezu unterbrechungsfreier Systemverfügbarkeit Stark entzerrtes Patchmanagement

7 Grenzenlos Spiegeln Backup und Reporting Backup und Reporting

8 Grenzenlos Spiegeln - Mehrfachspiegelung Cascading Mirroring

9 Grenzenlos Spiegeln - Interkontinentalspiegelung Interkontinentalspiegelung Interkontinental Kontinental Regional Netzwerkverbindung via VLAN-Connections, Wireless-/Richtfunk-Anbindungen, Internet, Satellite-Uplinks

10 Grenzenlos Spiegeln Überlegungen für Planung und Umsetzung Überlegungen für Planung und Umsetzung Vor der Umsetzung muss das Konzept sauber geplant sein und folgende Punkte sollten geklärt werden: Erfordernisse - RPO (wie viel maximaler Datenverlust ist verkraftbar) - RTO (nach maximal welcher Zeit muss die Produktion wieder laufen) Auswirkungen auf den operativen Betrieb - CPU - Netzwerkstörungen Umschaltung - Vorgehen bei unterschiedlichen Szenarien - Automatisierungsgrad - Wer trifft die Umschaltentscheidung

11 Grenzenlos Spiegeln Konzept und Art der Spiegelung Konzept und Art der Spiegelung Das Konzept der Spiegelung basiert auf der Idee fortlaufend Datenveränderungen eines produktiven Systems auf ein Standbysystem zu übertragen Prinzipiell gibt es zwei Herangehensweisen die Änderungen zu betrachten: - Spiegelung auf Blockebene - Spiegelung auf logischer Ebene

12 Grenzenlos Spiegeln Spiegelung auf Blockebene Spiegelung auf Blockebene Betrachtung der geänderten Blöcke Keine Betrachtung von für Applikation zusammenhängenden Transaktionen Nach Umschaltung ist ggf. Crash-Recovery erforderlich Späte/Keine Erkennung korrupter Blöcke - Korruptionen bereits auf dem produktiven System - Korruptionen bei der Übertragung Redundante Übertragung von Veränderungen - Datafile - Logfile Handling von Netzwerkstörungen - Was passiert bei bestehender Netzwerkstörung - Resynch nach der Netzwerkstörung Erforderliche Hardwareumgebung - Häufig identische Hardwareumgebung für Produktiv- und Spiegelsystem erforderlich

13 Grenzenlos Spiegeln Gründe für Ausfälle Software Hardware User Studie Systemausfälle basieren immer seltener auf Hardwareproblemen. Der Anteil ungeplanter Stillstände aufgrund software- und anwenderbedingter Fehler wird unter anderem bedingt durch steigende Komplexität immer größer

14 Grenzenlos Spiegeln Spiegelung auf logischer Ebene Spiegelung auf logischer Ebene Ca. 70% der Ausfälle passieren aufgrund von logischen Fehlern - Datenkorruptionen - Datenlöschungen Daraus resultiert, dass ein zeitversetztes Recovery erforderlich ist Bei der Spiegelung auf logischer Ebene Betrachtung der logical Units of Work - DB-Archive-Logs - Dateien Für die Spiegelung ist eine Betrachtung der DB und Applikation erforderlich, z.b. für SAP zu überwachende Filesysteme - SAP-Profile - Transportverzeichnis - Spool- / Logverzeichnis - JavaStack

15 Grenzenlos Spiegeln Mischung der Schutzmechanismen Vorsorgemaßnahmen Grundsätzlich sollte ein Mix von Schutzmaßnahmen bestehen, um sich gegen unterschiedlichste Szenarien bestmöglich zu schützen: Anwenderfehlern Softwarefehlern Fehlerhaften Scripten/Batchjobs Korrupten Datenblöcken Katastrophen und Sabotagedelikten Hardwareausfall RZ-Ausfall

16 Grenzenlos Spiegeln Anforderungen an die Hardware Anforderungen an die Hardware Für das Produktivsystem sollten folgende Punkte berücksichtigt werden: Machen die zusätzlichen Anforderungen eine Erweiterung des produktiven Systems erforderlich? - Zusätzliche Netzwerkressourcen erforderlich - Erhöhte Anforderungen an die CPU für Komprimierung/Verschlüsselung - Eigener Port in beide Richtungen offen - Vorhaltung der Daten auf dem Primärsystem bei Netzwerkstörungen Grundsätzlich sollten die Auswirkungen der Spiegelung auf den operativen Betrieb gering gehalten werden

17 Grenzenlos Spiegeln Anforderungen an die Hardware Anforderungen an die Hardware Für das Standbysystem sollten folgende Punkte berücksichtigt werden: Muss nicht identisch wie Produktivsystem sein Nutzung des vorhergehenden Produktivsystems möglich DEV/QS können zusätzlich das Standbysystem hosten Crossover-Spiegelung mit bestehendem Produktivsystem Genügend Ressourcen für den Fehlerfall/produktiven Betrieb Netzwerk-Ressourcen Storage-Ressourcen

18 Grenzenlos Spiegeln Crossover Spiegelung Crossover Spiegelung

19 Grenzenlos Spiegeln Anforderungen an die Hardware Anforderungen an die Hardware Für das Netzwerk sollten folgende Punkte berücksichtigt werden: Physikalischer Typ der Netzwerkverbindung ist beliebig Nutzung tcp/ip-protokoll Latenzzeiten Stabilität der Netzwerkverbindung Transparenz der Replikation Datenkonsistenz Anfangsinvestitionen

20 Grenzenlos Spiegeln Anforderungen an die Hardware Anforderungen an die Hardware Für die Bandbreitenberechnung des Netzwerks sollten folgende Punkte berücksichtigt werden: Volumen der Änderungsdaten Komprimierungsmöglichkeit Prüf- und Verwaltungsverkehr Peaks Recovery Point Objective (RPO)

21 Grenzenlos Spiegeln Anforderungen an die Hardware Anforderungen an die Hardware Für die Bandbreitenberechnung des Netzwerks kann Libelle Unterstützung bieten:

22 Grenzenlos Spiegeln Anforderungen an die Hardware Anforderungen an die Hardware Für die Bandbreitenberechnung des Netzwerks kann Libelle Unterstützung bieten:

23 Grenzenlos Spiegeln Anforderungen an die Hardware Anforderungen an die Hardware Für die optimierte Ausnutzung der Bandbreite sollten folgende Punkte berücksichtigt werden: Grosse Paketgrößen Parallelisierung der Übertragung - Somit Latenzzeitenoptimierung Aufsetzen nach Netzwerkstörungen DB-Nologging-Transaktionen vermeiden - Dataloads - Reorg Komprimierung und Verschlüsselung

24 Grenzenlos Spiegeln Anforderungen an die Hardware Anforderungen an die Hardware Für die Untersuchung nach Nologging-Transaktionen kann Libelle Unterstützung bieten:

25 Grenzenlos Spiegeln Aufbau der Standby-Umgebung Aufbau der Standby-Umgebung Die Standby-Umgebung kann über folgende Mechanismen aufgebaut werden: backup / restore online backup Hierbei ist für die externe Kopie (backup / restore) folgendes zu berücksichtigen: Band lesbar im Standby-RZ Zollbestimmungen Delta bis zum Aufbau der Standby-Daten - Archive-Files - Neue Datafiles in der Produktiv-DB - Nologging-Transaktionen

26 Grenzenlos Spiegeln Herausforderungen im laufenden Betrieb Herausforderungen im laufenden Betrieb Für die Datenbank ist im laufenden Betrieb folgendes zu behandeln: Archive-Logs-Replikation Prüfung auf Strukturänderungen - Datafiles - Nologging Transaktionen - Oracle-Parametrisierung Für die Filesysteme ist im laufenden Betrieb folgendes zu behandeln: Geänderte und gelöschte Verzeichnisse und Files Berechtigungsänderungen und owner:group Volumen, Peaks, Komprimierung nur aus historischen Daten ermittelbar

27 Grenzenlos Spiegeln Wahl der Mittel Wahl der Mittel Für die Entscheidung welche Programme und Tools zum Einsatz kommen, sollten folgende Punkte bedacht werden: Es sind Kombinationen von Tools und eigenen Skripten möglich Die Komplexität in Architektur und Handling betrachten

28 Grenzenlos Spiegeln Szenarien: Normal-, Notbetrieb Szenarien: Normal-, Notbetrieb Für welche Szenarien soll die Lösung zum Einsatz kommen: Hardwareausfall (RPO) Logische Fehler - Analyse des Fehlerzeitpunkts: logminer, flashback - Export/Import von Tabellen; kein produktiver Betrieb Maintenance Die Aktivierung des Notbetriebs sollte sein: Achnell Automatisiert Stressresistent Neben der Datenbank- und Filesystemaktivierung gilt es noch zu berücksichtigen: Umschaltung IP-Adresse, Hostname, NetBIOS-Name für connectivity - Arbeiten über VIP - DNS, Routing - Geänderter Connect für User: VLAN, DNS, zweites Logon - Durchstarten der Prozesse von Applikationsservern Umzug SAN, Storage

29 Grenzenlos Spiegeln Szenarien: Wiederherstellung Normalbetrieb Szenarien: Wiederherstellung Normalbetrieb Für die Lösung muss auch der Rückweg in den Normalbetrieb bedacht werden: Abgleich auf den ehemaligen Produktivserver Spiegelungs-Konfiguration soll weiter nutzbar sein: keine Einweglösung

30 Grenzenlos Spiegeln Überblick Ablauf Funktionsprinzip Der Ablauf des Aufbaus und Umschaltung im Überblick: 1. Schritt: Initiale Kopie 2. Schritt: Änderungen übertragen 3. Schritt: Zeittrichter 4. Schritt: Umschalten auf das Ausfallsystems 5. Schritt: Zurückschalten auf das Produktivsystem

31 Grenzenlos Spiegeln Zusammenfassung Zusammenfassung Es bieten sich vielfältige Möglichkeiten Es gilt eine saubere Definition der Ziele Es muss die gewünschte Mischung aus Performance, Kosten, Verfügbarkeit gefunden werden