Roger Zacharias

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Clustering Architekturen und Topologien im
Enterprise-Bereich

• Roger Zacharias
• Dipl.-Informatiker (FH)
• Sun Certified Enterprise Architect

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Agenda
1. Wincor Nixdorf AG
2. Nichtfunktionale Anforderungen
3. Clustering-Theorie
4. WebServer-Clustering
5. Planung eines Clusters
6. Zusammenfassung
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1. Wincor Nixdorf AG

• Geschichte
• 1952 Nixdorf Computer AG (gegründet von Heinz
  Nixdorf)
• 1990 Siemens Nixdorf AG
• 1999 Wincor Nixdorf International GmbH
• 2004 Wincor Nixdorf AG
• Daten und Fakten
• ca. 5200 Mitarbeiter
• ca. 1,5 Mrd. Umsatz
• in 90 Ländern
• WN bietet Hardware / Software / Services in den
  Bereichen
• Banken
• Handel
• Post
• Lotterie
• etc.
• www.wincor-nixdorf.com

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2. Nichtfunktionale Anforderungen

• Kern-NFRs
• Performance
• Availability (Verfügbarkeit)
• Security
• Scalability (Skalierbarkeit)
• Extensibility (Erweiterbarkeit)
• Reliability (Zuverlässigkeit/Robustheit)
• Manageability (Überwachbarkeit/Administrierbarkeit
  )
• Maintainability (Wartbarkeit)
• Weitere
• Usability
• Dokumentation
• Strategien, Politik
• etc.
• auch bezeichnet als QoS-R., Systemqualitäten,
  ilities
• Analyse und Umsetzung -gt Aufgabe des
  IT-Architekten
• 2 Sichten auf eine Komponente

Topologie
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2.1 Topologiebezogene NFR

• Performance
• Kennzahlen (TX/s, Antwortzeiten, etc.)
• Einflussfaktoren (HW, BS, SW, etc.)
• Scalability (Skalierbarkeit)
• vertikal
• horizontal
• Availability (Verfügbarkeit)
• Kennzahlen ()
• High-Availability, Fehlertoleranz, 24x7
• Keine SPOFs durch Redundanz!

Verfügbarkeit Ausfallzeit pro Jahr
99 ca. 3 ½ Tage
99,9 ca. 9 Stunden
99,99 ca. 1 Stunde
99,999 ca. 5 Minuten
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3. Clustering-Theorie

• Definition - Cluster Unter einem Cluster
  versteht man eine Gruppe von Komponenten, welche
  auf Basis von Redundanz zusammenarbeiten, um eine
  performantere und höher verfügbare Lösung als
  eine einzelne Komponente zu bieten wobei diese
  Gruppe sich nach außen hin wie eine einzelne
  Komponente präsentiert.

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3.1 Einordnung des Clustering

• Umfassendes IT-Thema
• Hardware (z.B. Stromversorgung, RAID, etc.)
• Betriebssystem (z.B. Sun Solaris Cluster Manager,
  etc.)
• Anwendung/Middleware (z.B. gespiegelte
  Ebay-Server)

Anwendung
Ebay, Lufthansa-Buchung, Toll Collect, etc.
Middleware
J2EE AppServer, .NET Server, etc.
Betriebssystem
NT, SOLARIS, Linux, etc.
Hardware / Netzwerk
AMD Athlon, Sun E10K, Ethernet, etc.
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3.2 Cluster-Topologie
Cluster
vertritt den Cluster gegenüber den Clients
Load Distribution Mechanismus (Performance)
Failover Mechanismus (Verfügbarkeit)
Affinity Mechanismus
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3.3 Load Distribution

• Verteilung der Last auf die Cluster-Komponenten
• Varianten
• Load Sharing
• Load Partitioning
• Load Balancing

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3.4 Replication und Failover

• Replikation der Statusinformationen für Failover
• Varianten
• Passive Replication / Warm Backup
• Active Replication / Hot Backup
• Cold Backup

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4. WebServer-Clustering

• Mapping
• Clients Web-Browser
• Business Components HTML-Seiten auf
  verschiedenen Servern
• Cluster Entry Component (CEC) ?
• CEC Möglichkeiten
• DNS Round Robin
• WebServer Plugin-Modul
• Hardware Load Distributor
• Replikation
• HTTPSession
• Affinität über Session-ID -gt
  Cookies oder URL-Rewriting

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4.1 3-tier und 5-tier Cluster-Topologien
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5. Planung eines Clusters

• Was muss beachtet werden?
• komplex!
• meist reichen zwei starke Server für
  Hochverfügbarkeit
• 70/90 CPU Utilization Rules
• Machine Equivalence
• prozentuale Verfügbarkeit (z.B. 99,9)
• funktionsbezogene Verfügbarkeit
• Verfügbarkeit der Systemumgebung

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5.1 Nachteile Clustering

• höhere Kosten (2 Maschinen statt einer)
• höherer Aufwand zur Planung und Einrichtung
• schwierigeres IT-Management
• kompliziertere Fremdsystem-Anbindung (1n mn
  statt 11)

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6. Zusammenfassung

• Cluster-Definition
• Unter einem Cluster versteht man eine Gruppe von
  Komponenten, welche auf Basis von Redundanz
  zusammenarbeiten, um eine performantere und höher
  verfügbare Lösung als eine einzelne Komponente zu
  bieten wobei diese Gruppe sich nach außen hin
  wie eine einzelne Komponente präsentiert.
• Nichtfunktionale Anforderungen
  nicht vergessen!
• 80 der gescheiterten IT-Projekte scheitern
  aufgrund der Nichterfüllung der NFR!

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Mehr Clustering?
www.roger-zacharias.de roger.zacharias_at_wincor-nixd
orf.com