Hochverfügbarkeit von Datenbanken am Beispiel ORACLE

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

1. Datenbanken Allgemein
1.1. Was sind Datenbanken überhaupt
1.2. Historische Entwicklung oder wie wurden Daten vor den Datenbanken organisiert
1 .2. 1 Charakteristische Merkmale der Programme vor den Datenbanken
1.2.2. Philosophie und Charakteristika von Datenbanken – welche Vorteile bringen Datenbanken mit sich:
1.3.Datenbanksysteme
1.3.1.Datenbankmanagementsysteme
1.3.1.1. Definition und Aufgaben
1.3.1.2 Komponenten des DBMS:
1.3.2 Das Anwenderprogramm – eine Definition
1.4. Datenbankmodelle:
1.4.1 Hierarchische Datenbanken
1.4.2 Netzorientierte Datenbanken
1.4.3 Relationäre Datenbanken
1.5. Leistungsanforderungen an ein Datenbanksystem
1.6. Zusammengefasst – Die Vorteile von Datenbanken
1.7. Datenbankbeispiele
1.8 Die Sprache SQL – ein kleiner Exkurs

2.Hochverfügbarkeit bei Datenbanken:
2.1.1. Erklärung der Verfügbarkeit am Beispiel Internet.
2.1.2.Berechnung der Verfügbarkeit
2.2 Wichtigkeit der Redundanz für die Hochverfügbarkeit:
2.2.1. Clustering
2.2.2..Massnahmen zur Sicherung der HA - Fail- und Takeover
2.3 Skalierbarkeit in Datenbanken
2.4. Ein weiteres Konzept zur Sicherung der Hochverügbarkeit und der Daten - die Backup-DATENSPEICHERUNG
2.4.1. Zentrales vs. dezentrales Backup
2.4.2. Das Backup-Verfahren
2.5.Bedeutung der Hochverfügbarkeit für Unternehmen
2.5.1. Anforderung der Hochverfügbarkeitskonzepte an die IT-Umgebung im Unternehmen

3.Die Firma Oracle und ihre Konzepte zur Hochverfügbarkeit
3.1 Was ist Oracle?
3.2. Oracle Konzepte zur Sicherung der Hochverfügbarkeit
3.3 .Der Begriff des Takeover bei Oralce
3.4 Oracles Fail Over Konzept:
3.5. Der Oracle Parallel Server
3.6. Das Oracle Parrallel Fail Safe Konzept
3.7 Der Oracle-Dataguard, die Standby-Datanbank von Oracle

Vorwort

Wir drohen derzeit von einer wahren Informationsflut "überrollt" zu werden und sind auf dem besten Weg in die Informationsgesellschaft. Datenbanksysteme werden eine immer größere Rolle in Unternehmen, Behörden und anderen Organisationen spielen. Ihre Bedeutung wird durch die zunehmende weltweite Vernetzung - Stichwort "Datenautobahnen" - noch stärker wachsen.

Gleichzeitig wird der systematische Einsatz von Datenbanksystemen wegen der zunehmenden Informationsmenge, der Verteilung der Information auf ein Netz von Datenbankservern, der steigenden Komplexität der Anwendungen und der erhöhten

Leistungsanforderungen immer schwieriger - auch wenn sich die Datenbanksystemprodukte weiterentwickeln

Auch die Notwendig der Datenerhaltung und die Garantie dauerhafter Serverlaufzeiten sind von der Kür zum Muss geworden. Wie sagt schon das Sprichwort:

„Im Internet gibt es keine Ladenschlussgesetz“ – im Zeiten von E-Buissnes und Online-Shops ist es für die Unternehmen unerlässlich dass die Kunden jederzeit und von überall auf ihre Daten beziehungsweise Produkte zugreifen und arbeiten können.

Mit dieser notwendigen Hochverfügbarkeit setzen sich schon seit vielen Jahren Software- und Datenbankhersteller auseinander, denn nur wer eine sichere Datenbank anbieten kann, der wird überleben.

In dieser Hausarbeit widme ich mich dem Thema Datenbanken und ihre Hochverfügbarkeit, sowie der Realisation der Hochverfügbarkeit bei Oracle Datenbanken.

Im ersten Teil gehe ich auf die Datenbanken allgemein ein – was ist eine Datenbank überhaupt, aus welchen Komponenten besteht sie, welche Vorteile hat eine Datenbank, was war vor den Datenbanken

Der zweite Teil widmet sich dem Thema der Hochverfügbarkeit – erklärt seine Notwendigkeit, seine Realisation in Unternehmen, seine Merkmale – wann spricht man überhaupt von Hochverfügbarkeit, sowie einige Methoden um Hochverfügbarkeit zu gewährleisten.

Der dritte und letzte Teil geht auf die Firma Oracle und ihre Form der Realisation der Hochverfügbarkeit den ständig weiterentwickelten Oracle-Datenbanksystemen , wie zum Beispiel der Oracle Parallel Server oder das Failover Konzept ein.

1. Datenbanken Allgemein

1.1 Was ist eine Datenbank überhaupt.

Laut dem Informatiker-Duden, ist eine Datenbank ein System zur Beschreibung, Speicherung und Wiedergewinnung von umfangreichen Datenmengen . Es besteht aus der Datenbasis, in der die Daten abgelegt werden, und den Verwaltungsprogrammen (Datenbanksoftware, Datenbankmanagementsystem), die die Daten entsprechend den vorgegebenen Beschreibungen abspeichern, auffinden oder weitere Operationen mit den Daten durchführen.

- Im allgemeinen Sinne (bzw. aus der Sicht der Datenbanktheorie) "versteht man unter einer Datenbank eine elektronisch organisierte Datensammlung zu einem thematisch oder organisatorisch umgrenzten Gebiet
- Eine Datenbank ist eine elektronisch verfügbare Datensammlung (elektronischer Datenbestand), die in bzw. unter einem Datenbanksystem verwaltet wird und nach Kriterien, die vom Datenbanksystem und seiner Retrievalkomponente bestimmt werden, abgefragt werden kann. Man spricht deshalb häufig von einer "Datenbank unter dem System X oder Y" /Eysenbach, S.50/.

In den Datenbanken wird die Datenbasis gespeichert – auch hierfür hab ich 2 Definitionen gefunden:

- "Menge zusammenhängender und für die Speicherung und Verwaltung in einem Rechner vorgesehener Informationen [...]. Die Daten genügen einer Datenstruktur, d.h. ihre Bildung erfüllt die formalen Voraussetzungen eines einheitlichen Schemas. Der Begriff Datenbasis soll [...] verwendet werden, wenn schwerpunktmäßig der inhaltliche Aspekt und die Tatsache der Maschinenlesbarkeit betont werden sollen, ohne sie auf eine konkrete Rechnerinstallation hin zu beziehen /Eysenbach,S. 52/.
- "Menge von maschinenlesbaren Datenelementen, die nicht-redundant, unabhängig voneinander und mehrfach benutzbar sind"

1.2. Historische Entwicklung oder wie wurden Daten vor den Datenbanken organisiert.

1 2.1 Charakteristische Merkmale der Programme vor den Datenbanken

Bevor es Datenbanken gab also Anfang der 60er Jahre wurden Daten in elementaren Dateien (konventionelle Dateisysteme) abgelegt. Die Datenorganisation erfolgte anwendungsspezifisch. Dies führte zu einigen Problemen wie:

Redundanz:

Da die Daten jeweils speziell für bestimmte Anwendungen entworfen werden, werden dieselben Daten mitunter in verschiedenen Anwendungen wieder auftauchen. Redundanz führt zu Speicherverschwendung und zu erhöhten Verarbeitungskosten, vor allem bei Änderungen. Größtes Problem ist hier jedoch, das diese Daten in der Regel nicht zentral kontrolliert werden, was im Allgemeinen zu Konsistenzproblemen führt.

Inkonsistenz:

Die Konsistenz (also die logische Übereinstimmung der Dateninhalte) der Daten kann nur schwer gewährleistet werden. Bei Änderungen einer Größe müssten alle Dateien geändert werden, die diese Größe beinhalten. Ebenso müssten Änderungen so abgestimmt werden, dass verschiedene Anwendungen zum selben Zeitpunkt nicht unterschiedliche Werte derselben Größe sehen können.

Daten-Programm-Abhängigkeit:

Ändert sich der Aufbau oder die Organisationsform einer Datei, so müssen darauf basierende Programme geändert werden. Wird beispielsweise für eine Anwendung ein weiteres Datenelement in einem Satz benötigt, so müssen infolge der notwendigen Neu-Definition der Datei alle Programme geändert werden, unabhängig davon, ob sie dieses neue Datenelement sehen wollen oder nicht.

Inflexibilität:

Da die Daten nicht in Ihrer Gesamtheit sondern nur anwendungsbezogen gesehen werden, ist es in vielen Fällen sehr kompliziert, neue Anwendungen oder Auswertungen vorhandener Daten zu realisieren. Insbesondere gilt dies für Auswertungen, die Daten aus verschiedenen Dateien benötigen.

Diese Schwierigkeiten führten schließlich zu einer neuen Philosophie, die Datenbanken entstanden.

1.2.2. Philosophie und Charakteristika von Datenbanken – welche Vorteile bringen Datenbanken mit sich:

1. Daten sind eigenständiges Betriebsmittel eines Unternehmens
2. Daten werden nur einmal definiert und zentral verwaltet
3. Trennung von Programm und Daten.
4. Dadurch Unabhängigkeit des Programms von den Daten.
5. Durch Flexibilität können einfach neue Anwendungen realisiert werden.
6. Integrität der Daten, d.h. Korrektheit und Vollständigkeit der gespeicherten Daten.

Datenbanken haben gegenüber konventioneller Dateisysteme folgende Vorteile:

1. Vereinheitlichung: Es gibt eine gemeinsame Basis für alle Anwendungen
2. Keine Redundanz: Wo Redundanz (etwa aus Performancegründen) sinnvoll ist, wird sie durch das DBMS (siehe 1.4) zentral kontrolliert.
3. Konsistenz der Daten: als Folge von 2)
4. Flexibilität: Programmierung und Änderungen von Anwendungen wird vereinfacht, da der Programmierer nur die Eigenschaft der Daten, nicht jedoch deren Organisation wissen muss.
5. Daten-Programm-Unabhängigkeit: Das DBMS liefert die Daten so, wie sie vom Anwendungsprogramm benötigt werden. Änderungen in der Datenorganisation führen nicht zu Änderungen im Anwendungsprogramm.
6. Mehr Flexibilität bei der Datenauswertung und Verarbeitung
7. Das Datenbanksystem kann zentral die Korrektheit von Daten überprüfen.
8. Das Datenbanksystem kann zentral Mechanismen zur Wiederherstellung (Recovery) einer korrekten Datenbank nach dem Auftreten von Fehlern bereitstellen.

1.3.Datenbanksysteme

Im allgemeinen Sinne versteht man unter einer Datenbank eine elektronisch organisierte Datensammlung zu einem thematisch oder organisatorisch umgrenzten Gebiet. Im engeren Sinne bezeichnet eine Datenbank nur den Datenbestand in einem Datenbanksystem. In diesem engeren Sinne besteht das Datenbanksystem aus

- der Datenbank,
- dem Datenbankverwaltungssystem (auch: Datenbankmanagementsystem; Datenbankprogramm; häufig auch selbst Datenbanksystem genannt) und - aber nicht notwendigerweise -
- der Benutzeroberfläche oder den Anwendungsprogrammen .
- In der Regel kann ein Datenbankverwaltungssystem auch mit unabhängigen Anwendungsprogrammen kommunizieren, wenn eine entsprechende Programmschnittstelle eingerichtet ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Datenbank mit ihren Komponenten:

Datenbankmanagementsystem, Betriebssystem, dem Anwenderprogramm, der Datenbasis- graphisch dargestellt.

Quelle: Schrader, S.44

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