Der Herzschrittmacher für Ihre Verfügbarkeit!

Hochverfügbarkeit mit Pacemaker

Nail Karaduman & Martin Rieger

SAP Technology

In der heutigen digitalen Welt hängt der Erfolg eines Unternehmens stark von der Verfügbarkeit seiner IT-Infrastruktur ab.

Ein Ausfall einer geschäftskritischen Anwendung kann zu erheblichen Produktionsunterbrechungen, Umsatzverlusten und Imageschäden führen. Die Lösung? Eine maßgeschneiderte Hochverfügbarkeitslösung, die Ihre IT-Systeme am Laufen hält – auch wenn es mal brenzlig wird

Unser Ansatz: Pacemaker.

Warum benötige ich eine Hochverfügbarkeit?

Jede Minute, in der ein Service oder eine Anwendung ausfällt, kann Unternehmen teuer zu stehen kommen. Sei es durch Produktionsstillstand oder entgangene Geschäftsgelegenheiten – Verfügbarkeit ist das A und O. Doch was bedeutet „Hochverfügbarkeit“ genau?

Hochverfügbarkeit stellt sicher, dass ein IT-System oder eine Anwendung nahezu unterbrechungsfrei zur Verfügung steht. Mit Technologien wie Pacemaker und dem Einsatz von Hochverfügbarkeits-Clustern erreichen wir maximale Betriebszeiten für Ihre wichtigsten Anwendungen. Dies gilt insbesondere für geschäftskritische Umgebungen wie SAP Applikationsserver, Datenbanken, Storage-Lösungen sowie weitere Anwendungen, Webservices und Containerdienste.

Pacemaker: Der Herzschrittmacher Ihrer IT

Pacemaker ist eine der führenden Open-Source-Cluster-Management-Lösungen, die sich ideal zur Sicherstellung von Hochverfügbarkeit eignet. Es bietet:

Nahtlose Integration in unterschiedliche Umgebungen, ob On-Premise, Cloud oder hybride Infrastrukturen
Automatisches Failover, das bei einem Ausfall eines Knotens automatisch auf einen anderen übergeht, um Ausfallzeiten zu minimieren
Fencing und Stonith-Mechanismen, um Inkonsistenzen und Datenkorruption zu vermeiden.
Mit Pacemaker und einer passenden Konfiguration unterstützen wir nicht nur SAP-Systeme und HANA-Datenbanken, sondern auch viele andere Systeme wie Webanwendungen und individuell entwickelte Softwarelösungen. Dabei bieten wir auch ein breites Portfolio an Storage-Lösungen und unterstützen Container-Dienste.

Wie funktioniert Hochverfügbarkeit mit Pacemaker?

Um ein Hochverfügbarkeits-Cluster mit Pacemaker aufzubauen, setzen wir eine Kombination von Tools und Technologien ein, die dafür sorgen, dass Anwendungen und Dienste stets verfügbar bleiben – unabhängig von Hardware- oder Software-Ausfällen. Kernkomponenten sind hierbei Pacemaker und Corosync, die zusammen als Cluster-Stack fungieren. Lassen Sie uns einen genaueren Blick auf die technischen Details werfen:

Cluster-Kommunikation und Konsensbildung: Corosync

Im Zentrum des Hochverfügbarkeitsclusters steht die Cluster-Kommunikation. Corosync ist dabei für die Synchronisierung der Cluster-Knoten verantwortlich und stellt sicher, dass alle Cluster-Teilnehmer stets denselben Status über die Ressourcen haben. Dies geschieht über ein Quorum-System, das festlegt, ob eine bestimmte Anzahl von Knoten (in der Regel die Mehrheit) am Cluster teilnimmt und in der Lage ist, Entscheidungen zu treffen.

Multicast- oder Unicast-Kommunikation: Corosync kann sowohl über Multicast als auch über Unicast betrieben werden. Multicast wird dabei für Netzwerke mit niedrigeren Latenzen bevorzugt, während Unicast bei Netzwerken mit eingeschränktem Multicast-Support zum Einsatz kommt.
Totem-Protokoll: Corosync verwendet das Totem-Ring-Protokoll für die zuverlässige und deterministische Nachrichtenübermittlung zwischen den Cluster-Knoten. Es stellt sicher, dass alle Nachrichten in der gleichen Reihenfolge ankommen und keine Nachrichten verloren gehen.

Ressourcen-Management und Failover: Pacemaker

Während Corosync für die Kommunikation zuständig ist, übernimmt Pacemaker das Ressourcen-Management. Jede Anwendung oder Ressource, die hochverfügbar gemacht werden soll, wird von Pacemaker als Cluster-Ressource definiert. Diese Ressourcen können SAP-Applikationen, HANA-Datenbanken, Webservices oder auch Storage-Dienste sein.

Pacemaker verwaltet diese Ressourcen und trifft Entscheidungen auf Basis vordefinierter Richtlinien, z.B.:

Start- und Stopp-Operationen für Ressourcen auf bestimmten Knoten
Monitoring der Ressourcen (inkl. Health-Checks),
Failover-Mechanismen, falls eine Ressource oder ein Knoten ausfällt
Wenn ein Knoten nicht mehr auf Heartbeat-Signale von Corosync antwortet, startet Pacemaker den Failover-Prozess. Dabei wird die betroffene Ressource auf einem anderen, funktionierenden Knoten im Cluster neu gestartet.
Ressourcen-Stickiness: Ein wichtiger Parameter in Pacemaker ist die sogenannte Stickiness einer Ressource. Dieser Wert definiert, wie stark eine Ressource an einen Knoten „gebunden“ ist und beeinflusst, ob ein Failover zu einem anderen Knoten durchgeführt wird oder nicht.
Fencing und Stonith: Sicherheit im Cluster
Eine besondere Herausforderung bei Hochverfügbarkeitslösungen ist das sogenannte Split-Brain-Szenario, bei dem zwei oder mehr Knoten die Kontrolle über dieselbe Ressource übernehmen, ohne dass sie synchronisiert sind. Dies kann zu Dateninkonsistenzen oder sogar Datenverlust führen. Um dies zu verhindern, implementieren wir Fencing-Mechanismen.
STONITH (Shoot The Other Node In The Head): Dies ist eine Methode, bei der ein fehlerhafter Knoten zwangsweise vom Cluster getrennt oder sogar vollständig heruntergefahren wird, um eine gefährliche Mehrfachausführung von Ressourcen zu verhindern. Pacemaker nutzt STONITH-Geräte wie Hypervisor, Cloud-Fencinggeräte, IPMI, iLO oder andere Remote-Management-Tools, um einen Knoten gezielt auszuschalten.

Monitoring und Alerting

Eine Hochverfügbarkeitslösung ist nur so gut wie ihr Monitoring. Mit Pacemaker und Tools wie Prometheus oder Grafana implementieren wir umfassende Überwachungs- und Benachrichtigungssysteme. Diese ermöglichen:

Echtzeit-Monitoring aller Cluster-Ressourcen und -Knoten,
Benachrichtigungen bei bestimmten Events, wie dem Ausfall eines Knotens oder einer Ressource,
Detaillierte Health-Checks für kritische Anwendungen, sodass Probleme proaktiv erkannt und behoben werden können.
Zusätzlich integrieren wir Alerting-Systeme, die IT-Administratoren in Echtzeit informieren, sobald ein Failover eingeleitet oder ein Problem detektiert wurde. So bleibt keine kritische Veränderung unbemerkt und die Systeme laufen kontinuierlich stabil.

Szenarien und Use-Cases

Referenzen

Eine typische Implementierung von Pacemaker in einer SAP-Umgebung sieht wie folgt aus:

• SAP Applikationsserver und Datenbank laufen auf separaten Knoten.

• Sollte der Knoten mit der Datenbank ausfallen, übernimmt der zweite Knoten automatisch

• Der Applikationsserver erkennt dies und passt sich automatisch der neuen Umgebung an, sodass die Applikationen weiterhin ohne Unterbrechung laufen.

Durch diese Architektur kann eine nahtlose Wiederherstellung der Dienste gewährleistet werden, ohne dass der Endnutzer Ausfälle bemerkt.

Angebot

Unsere Angebote:

• Beratung & Umsetzung: Wir analysieren Ihre bestehende Infrastruktur und implementieren maßgeschneiderte Lösungen.

• Proof of Concepts: Bevor wir größere Projekte umsetzen, erstellen wir Prototypen und Pilotprojekte, um die Machbarkeit zu prüfen.

• Support & Wartung: Auch nach der Implementierung sind wir für Sie da. Unser Team steht Ihnen mit Support und regelmäßigen Wartungsarbeiten zur Seite.

Fazit – Pacemaker ist der Herzschrittmacher für Ihre IT-Infrastruktur. Mit unserer Lösung stellen Sie sicher, dass Ihre geschäftskritischen Anwendungen immer verfügbar sind – egal, was passiert. Reduzieren Sie Ausfallzeiten und sorgen Sie für eine reibungslose Produktion, auf die Sie sich jederzeit verlassen können.

Interessiert an Hochverfügbarkeit mit Pacemaker?

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