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Lastverteilung im Rechenzentrum

Hochverfügbarkeit für die Hochverfügbarkeit

26. Oktober 2020, 9:45 Uhr | Autor: Heiko Frank / Redaktion: Lukas Steiglechner

Unternehmen sind immer mehr auf eine Hochverfügbarkeit ihrer Anwendungen und Strukturen angewiesen, um zukunftsfähig arbeiten zu können. Bei solchen geschäftskritischen Aspekten sind Ausfallzeiten keine Option. Load Balancing, das auf Hochverfügbarkeit ausgelegt ist, kann das ermöglichen.

Der Load-Balancer-Markt wird laut einer Studie der Analysten von Marketsandmarkets bis zum Jahr 2023 auf fünf Milliarden US-Dollar anwachsen. Trends wie mobiles Breitband, Multi-Cloud und Hybrid-Cloud, Virtualisierung, Remote-Arbeit und Bring your Own Device (BYOD) tragen verstärkt zu diesem Wachstum bei. Gleichzeitig lastet ein enormer Druck auf IT-Abteilungen, um Hochverfügbarkeit für geschäftskritische Anwendungen wie Enterprise Resource Planning (ERP), Kommunikations- und Kollaborationssysteme sowie virtuelle Desktop-Infrastrukturen (VDI) sicherzustellen.

Alles gegen den Ausfall
Hochverfügbarkeit ist die Fähigkeit eines Systems oder einer Systemkomponente, über einen möglichst langen Zeitraum ununterbrochen einsatzbereit zu sein. IT-Abteilungen können eine Architektur implementieren, die Redundanz und Fehlertoleranz nutzt, um einen kontinuierlichen Betrieb und eine schnelle Disaster Recovery zu ermöglichen. Dies gilt für jedes Element des Rechenzentrums – von der Hochverfügbarkeit für Anwendungen bis hin zum Load Balancer oder Application Delivery Controller (ADC), der den Netzwerkverkehr innerhalb und zwischen den Rechenzentren einer Umgebung verwaltet.

Hochverfügbarkeit beginnt mit der Identifizierung und Beseitigung einzelner Ausfallpunkte in der Infrastruktur, die eine Service-Unterbrechung auslösen könnten. Möglich ist das beispielsweise durch den Einsatz redundanter Komponenten, um eine Fehlertoleranz für den Fall eines Geräteausfalls zu gewährleisten. Load Balancing, sei es über ein eigenständiges Gerät oder als Funktion eines ADC, erleichtert diesen Prozess, indem Zustandsprüfungen der Server durchgeführt, potenzielle Ausfälle erkannt und der Datenverkehr bei Bedarf umgeleitet wird, um einen unterbrechungsfreien Dienst zu ermöglichen.

Während die Sicherstellung der Fehlertoleranz für Server unerlässlich ist, muss eine hochverfügbare Architektur auch die Load-Balancing-Ebene selbst berücksichtigen. Wenn diese nicht mehr in der Lage ist, ihre Aufgabe effektiv zu erfüllen, besteht für die darunter- liegenden Server die Gefahr einer Kapazitätsüberschreitung. Dadurch können sowohl die Server selbst, als auch die Performance und Verfügbarkeit von Anwendungen gefährdet werden. Daher ist Redundanz für den Load Balancer oder ADC genauso wichtig wie für jede andere Komponente im Rechenzentrum.

Wie bei einem hochverfügbaren Servercluster gibt es mehrere Möglichkeiten, wie IT-Teams Load Balancer oder ADCs einsetzen können, um Hochverfügbarkeit zu gewährleisten:

Active-Standby: Die gebräuchlichste Konfiguration, das Active-Standby-Modell, umfasst eine vollständig redundante Instanz jedes ADCs, die nur dann online geschaltet wird, wenn der primäre Knotenpunkt ausfällt. Jeder aktive ADC kann unterschiedlich konfiguriert werden, wobei jedes Aktiv-Standby-Paar dieselbe Konfiguration aufweist.
Active-Active: Bei diesem Modell werden mehrere ähnlich konfigurierte ADCs für den Routinebetrieb eingesetzt. Fällt ein Knoten aus, wird sein Datenverkehr von einem oder mehreren der verbleibenden Knotenpunkte übernommen und nach Bedarf lastverteilt, um einen beständigen Dienst zu gewährleisten. Bei diesem Ansatz wird davon ausgegangen, dass im gesamten Cluster genügend Kapazität zur Verfügung steht, damit dieser auch dann funktioniert, wenn ein ADC nicht verfügbar ist.
N+1: Eine N+1-Konfiguration bietet Redundanz zu geringeren Kosten als Active-Standby und umfasst einen oder mehrere zusätzliche ADCs, die bei Ausfall eines der primären ADCs online geschaltet werden können.

Bei jeder Konfiguration ermöglicht ein entsprechend schneller Failover, also eine Ausfallsicherung, bei der ein Ersatzsystem automatisch die Aufgabe einer ausgefallenen IT-Komponente übernimmt, Fehlertoleranz und Disaster Recovery für die Load-Balancing-Funktion, sodass ein Ausfall gegebenenfalls nicht die Performance sowie die Verfügbarkeit von Anwendungen beeinträchtigt. Failover und Datenverkehrsmanagement werden dabei in der Regel über eine Version des Redundanzstandards Virtual Router Redundancy Protocol verwaltet.