02_Betrieb-Server-Client

-> Uptime Institute

• Tier 1:

  • keine Redundanz

  • 99.671% availability

  • max 28,8h downtime

• Tier 2:

  • einfache Redundanz

  • 99.749% availability

  • max 22,7h downtime

• Tier 3:

  • Fehlertoleranz des Systems erhöht

  • 99.982% availability

  • max 1,6h downtime

• Tier 4:

  • komplette Redundanz

  • doppelte Versorgungswege

  • 99.995% availability

  • max 25min downtime

• Eigenbetrieb

• Eigene Hardware

• Eigene Mitarbeiter

Auf einer physikalischen Maschine (Host) laufen mehrere virtuelle Maschinen (VM’s)

Virtualisieren:

• Wirt und Gast haben gleiche Rechnerarchitektur!

• performanter da CPU-Leistung direkt vom Gast genutzt werden kann

Emulieren:

• Flexibler da CPU-Befehler von Software (Emulator) nachgebaut werden

• weniger performance

Standartisierte Einheit einer Software

Container teilen sich den Betriebssystem-Kern mit dem Host.

-> daher “leichtgewichtig”

Vorteile:

• weniger Speicher-Verbrauch

• schneller Start

• Container-Images leicht in Repository verwaltbar

• Schichten der Images

  • z.B. Grund-intallation + Anwendung + Konfigurationsanpassung

• Unabhängigkeit und Versionierung der Images

• Volle Virtualisierung

• Teilviertualisierung (virtuelle Maschinen)

• Virtualisierung auf Betriebssystemebene (Container)

• Anwendungsivrtualisierung (JVM)

Verlagerung von Rechnerkapazitäten in das Internet.

IaaS -> Infrastruktur as a Service

PaaS -> Platform as a Service

SaaS -> Software as a Service

XaaS -> Anything as a Service

FaaS -> Function as a Service (Serverless)

Automatische Provisionierung ohne Mithilfe des Providers

Zugriff über Netzwerk mit Standart-Methoden (http, Web-API’s)

Ressourcen stehen mehreren Kunden/Mandanten zur Verfügung, werden dynamisch verteilt

Dynamische Skalierung, anpassung an sich ändernde Lastanforderungen

Monitoring, Optimierung, Reporting

• Public Cloud

  • viele verschiedene Kunden

  • service läuft bei externen Dienstleister (e.B. Amazon AWS)

• Private Cloud

  • von einer einzigen Organisation genutzt

  • Service läuft im eigenen RZ

    • … oder in Kunden-spezifischer Umgebung beim Dienstleister

• Community Cloud

  • genutzt von einer Gruppe von Organisaitonen

    • z.B. TGIC -> Trusted German Insurance Cloud

• Hybrid Cloud

  • Kombination aus den obigen

    • u.B. Private & Public

Eine dezentrale Datenverarbeitung an den “ecken” des netzwerkes.

Durch IoT werden sehr viele Daten erzeugt und im Netzwerk übertragen -> sehr hohe Datenlast. Kann durch Edge-Computing verringert werden

Continous Integration / Continous Delivery Pipeline

automatisierung aller schritte zur bereitstellung einer neuen Software

• Build

• Test

• Release

• Bereitstellung

• Validierung und Compliance

Big-Bang-Deployment:

Auf einen schlag ganze oder große Teile einer Anwendung aktualisieren.

Rolling-Deployment:

Die neue Version einer Anwendung ersetzt nach und nach die alte.

• Es wird dafür gesorgt, dass zwei möglichst identische Produktionsumgebungen verfügbar sind.

• eine davon ist aktuell in benutzung, die andere ein klon davon, jedoch inaktiv

Vorteile:

• Sofortiges Rollout/Rollback

• Vermeidet Versionsprobleme

Nachteile:

• erfordert doppelt so viele Ressourcen

• ordnungsgemäßer Test sollte vor der Freigabe erfolgen

• Gelesene Informationen werden in schnellen Zwischenspeicher (Cache) gespeichert.

• Erneutes Lesen direkt aus dem schnellen Cache

Network Attached Storage

• “schlüsselfertiger“ Dateiserver

• direkter Anschluss an Netzwerk

• einfach Installation und Wartung

• meist speziell angepasstes Betriebssystem

Storage Area Network

• Verbindet Server und Speichergeräte

• Speichergeräte sind von Server getrennt

• eigenes Netz (unabhängig/getrennt vom lokalen Netz)

Redundant Array of Independent Disks

Zusammenfassung mehrerer physikalischer Festplatten zu einem logischen Laufwerk

Vorteile:

• Redundante Speicherung

• Lastverteilung

• Fehlererkennung und -korrektur

• Ausfallsicherheit

• Performance-Gewinn

• höhere Zuverlässigkeit

Mirroring:

• Spiegelung

• Daten wernden auf zwei oder mehr physikalische Laufwerke geschrieben

Striping:

• Zusammenhängende Daten werden (meist blockweise) über mehrere physikalische Laufwerke verteile

Error Crrection Code:

• Zusätzliche Daten werden geschrieben, um Fehler zu erkennen und evtl. zu korrigieren.

• z.B. Prüfsumme (Parity)

• RAID 0

• RAID 1

• RAID 5

• RAID 01

• RAID 10

• Reines Striping

• 2 oder mehr Festplatten

• keine Redundanz

• Geschwindigkeitsvorteil bei Lesen & Schreiben

• Reines Mirroring

• Redundanz durch Spiegelung -> Ausfallsicherheit

• 2 Festplatten

• Geschwindigkeitsvorteil beim Lesen

• Striping with distributed parity

• Paritätsinformationen auf Blockebene, verteilt über alle Platten

• 3 oder mehr Festplatten

• sehr hohe Geschwindigkeit beim Lesen und hohe beim Schreiben

  • schreiben eher lansam bei kleinen, nicht zusammenhängenden Änderungen!

!!! Problematisch für z.B. relationale Datenbanksysteme !!!

• Mehrere Strip Sets (RAID 0) werden gespiegelt (RAID1)

• Mindestens 4 Festplatten

  • (Variation mit 3 Festplatten)

• Sehr hohe Geschwindkeit beim Lesen und hohe beim Schreiben.

!!! Kaum Verwendung in der Praxis: Wiederherstellung nach Plattenausfall sehr aufwändig.

• Mehrere Mirrors (RAID 1) werden gestriped (RAID 0)

• Mindestens 4 Festplatten

• Sehr hohe Geschwindigkeit beim Lesen und hohe beim Schreiben

• Mirror -> Daten von ausgefallener Platte können relativ schnell wieder rekonstruiert werden.

Fesplatten können im laufenden Betrieb gewechselt werden.

RAID-System enthält zusätzliche, nicht genutzte Platten. Im Falle ienes Plattenausfalls werden die Hot Square Platten automatisch in Betrieb genommen.

• RAID 0

  • keine erhöhung der verfügbarkeit

• RAID 01 und 10

  • Ausfall von einer von 3 Platten wird verkraftet

  • RAID 10

    • eine pro Array

Steuerung:

• Software RAID

  • Betriebssystem bzw. Treiber realisieren RAID

• Hardware RAID

  • RAID controller, z.B. als PCI-Karte

Bauform:

• Intern

• Externes Gerät

  • Anschluss als normales externes Laufwerk

  • SAN - Storage Area Network

Kopieren(/Sichern) von Daten auf anderes Speichermedium oder Rechnersystem.

Wiederherstellen von verlorenen Daten.

Dauerhafte Speicherung von unveränderlichen Daten

• Nachweis der Unveränderlichkeit

• Geeignete Datenformate

Komplettsicherung:

• Sicherung des vollständigen Datenbestandes

• Egal, ob Daten geändert oder alt sind

Differentielle Sicherung:

Sicherung von Daten, die seit der letzten Komplettsicherung gendert oder hinzugekommen sind.

Inkrementelle Sicherung:

Sicherung von Daten, die seit der letzten inkrementellen Sicherung geändert oder hinzugekommen sind.

• “dummes” Terminal

• Nur IO (Input - Output)

• Anwendungen laufen auf Zentralrechner

• Applikationen laufen dezentral auf PC’s

• Dezentrale Nutzung von Ressourcen

• Lebenszyklus (Rollout / SW-Installation / Updates) aufwändig

• Skalierung bei sehr vielen Clients (Rechenleistung vs. Management)

Terminal-Server:

• Anwendungen laufen auf Server

• Clients loggen sich über spezielle Software ein

• Stellen Bildschirminhalt dar (IO)

Virtuelle Desktops:

• PC-Installationen laufen als virtuelle Maschinen auf Servern

• Vorteil: einfache zentrale Verwaltung der Installationen

Virtual Private Network

Bring Your Own Device

Mitarbeiter nutzen eigene Geräte

Mobile Device Management

• Nur vertrauenswürdige Software

• Fernwartung, -löschung