Ursprünglich bestand das Web meist aus statischen Inhalten: Ein paar Benutzer, die den Großteil ihrer Zeit mit dem Lesen verbrachten und nur selten den Server mit ein paar Klicks belastet hatten. Nun sehen wir reale Anwendungen, die im Besitz von mehreren Benutzern für zehn Minuten oder Stunden sind, die wenige statische Inhalte haben und eine Menge Arbeit zwischen mehreren Klicks auf den Servern erledigen. Die Benutzer besuchen oft die gleichen Webseiten, die sie gut kennen und benötigen nur wenig Zeit, um den Inhalt zu lesen. Sie erwarten sofortige Bearbeitung der Anfragen. Dadurch wird der Server jedoch mit jedem Klick stärker belastet. Diese Dynamik hat einen neuen Bedarf an hoher Leistung und ständiger Verfügbarkeit von Servern entwickelt, welche von vielen Unternehmen zu spüren ist.
Die Unternehmen haben ihre Abhängigkeit von entfernten und mobilen Zugriff auf Business-Anwendungen über das Internet verstärkt. Anwendungen, die den Arbeitnehmern in den Niederlassungen und Home-Offices zur Verfügung stehen müssen, werden zunehmend über ein Intranet zugänglich gemacht. Webseiten wurden ein integraler Bestandteil der täglichen Interaktionen mit Kunden, Lieferanten und Partnern. Aus diesen Gründen müssen robuste Lösungen für einen ununterbrochenen, sicheren und leistungsfähigen Zugang zu netzbasierten Business-Anwendungen und Webseiten im Unternehmen sichergestellt werden.
Hierzu trägt die Hochverfügbarkeit von IT-Anwendungen durch Load-Balancing bei.
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Komplexer, aber dafür im Gegensatz zum DNS SLB leistungsfähiger, ist das NAT basierte Server Load-Balancing. In einem NAT SLB werden zwei Netze erstellt. Zum einen ein privates Netz mit den Servern und zum anderen ein öffentliches Netz, welches mittels Router mit dem Internet verbunden ist. Der NAT-SLB ersetzt die Adresseninformation der Datenpakete, so dass der Client den Eindruck hat, dass er nur mit einem Server kommuniziert, nämlich mit dem Loadbalancer.
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Bei dem Flat-basierten SLB wird nur ein Netz benötigt. Die Verbindung zwischen dem Server und dem Loadbalancer findet über einen Switch statt. Im Unterschied zu dem NAT-basierten SLB wird hier nicht die IP-Adresse, sondern die MAC-Adresse des entsprechenden Datenframes manipuliert. Bei einer Anfrage des Clients an den LB wird die MAC-Adresse des Clients gegen die des Servers getauscht damit das Datenpaket weitergeleitet werden kann.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 1.1 Motivation
- 1.2 Ziel und Aufbau dieser Arbeit
- 1.3 Themenabgrenzung
- 2 Grundlagen
- 2.1 Begriffsdefinitionen
- 2.1.1 Hochverfügbarkeit
- 2.1.2 OSI-Referenzmodell
- 2.1.3 Load-Balancing
- 2.1.3.1 Server Load-Balancing
- 2.1.3.1.1 DNS Server Load-Balancing
- 2.1.3.1.2 NAT Server Load-Balancing
- 2.1.3.1.3 Flat Server Load-Balancing
- 2.1.3.2 Global Server Load-Balancing
- 2.2 Verfügbarkeit und Leistungsmessung der Server
- 2.2.1 Testen der Verfügbarkeit der Server
- 2.2.2 Leistungsmessung der Server
- 3 Hochverfügbarkeit in einer Beispielanwendung
- 3.1 Betriebswirtschaftliche Einordnung
- 3.2 Technische Anforderungen an die Beispielanwendung
- 3.3 Architektur einer Anwendung ohne Loadbalancer
- 3.3.1 Softwarearchitektur
- 3.3.1.1 Präsentationsschicht
- 3.3.1.2 Logikschicht
- 3.3.1.3 Datenhaltungsschicht
- 3.3.2 Hardwarearchitektur
- 3.4 Architektur einer Anwendung mit Loadbalancer
- 4 Fazit
- 4.1 Offene Punkte
- 4.2 Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Bachelorarbeit untersucht die Erreichung von Hochverfügbarkeit in IT-Anwendungen durch den Einsatz von Load-Balancing. Das Hauptziel ist es, die Funktionsweise von Load-Balancing-Techniken zu erläutern und deren Einfluss auf die Verfügbarkeit von Anwendungen zu analysieren. Die Arbeit beleuchtet sowohl die technischen als auch die betriebswirtschaftlichen Aspekte.
- Definition und Bedeutung von Hochverfügbarkeit
- Funktionsweise verschiedener Load-Balancing-Methoden
- Analyse der Architektur von Anwendungen mit und ohne Load-Balancer
- Bewertung der Auswirkungen auf die Systemleistung und Verfügbarkeit
- Betriebswirtschaftliche Aspekte der Hochverfügbarkeit
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in das Thema Hochverfügbarkeit von IT-Anwendungen ein und begründet die Relevanz der Arbeit. Es werden die Ziele der Arbeit definiert und der Aufbau skizziert. Die Themenabgrenzung legt den Fokus auf Load-Balancing als Methode zur Erhöhung der Hochverfügbarkeit.
2 Grundlagen: Dieses Kapitel liefert die notwendigen Grundlagen für das Verständnis der Arbeit. Es werden wichtige Begriffe wie Hochverfügbarkeit, das OSI-Referenzmodell und verschiedene Load-Balancing-Techniken (DNS, NAT, Flat, Global Server Load-Balancing) definiert und erklärt. Der Abschnitt zur Verfügbarkeits- und Leistungsmessung legt die Basis für die spätere Bewertung der Auswirkungen von Load-Balancing.
3 Hochverfügbarkeit in einer Beispielanwendung: Dieses Kapitel präsentiert eine Beispielanwendung, um die Konzepte aus Kapitel 2 praktisch zu veranschaulichen. Es betrachtet sowohl die betriebswirtschaftlichen Aspekte (Kosten, Nutzen) als auch die technischen Anforderungen. Die Kapitelteile 3.3 und 3.4 zeigen die Architektur der Anwendung mit und ohne Load-Balancer und veranschaulichen den Unterschied in der Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit. Die detaillierte Betrachtung der Software- und Hardwarearchitektur ermöglicht ein tiefes Verständnis der Implementierung.
Schlüsselwörter
Hochverfügbarkeit, Load-Balancing, IT-Anwendungen, Server, Verfügbarkeit, Leistungsmessung, Architektur, DNS, NAT, OSI-Modell, Betriebswirtschaftliche Aspekte.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Bachelorarbeit: Hochverfügbarkeit durch Load-Balancing
Was ist der Gegenstand dieser Bachelorarbeit?
Die Bachelorarbeit untersucht die Erreichung von Hochverfügbarkeit in IT-Anwendungen durch den Einsatz von Load-Balancing. Sie analysiert die Funktionsweise verschiedener Load-Balancing-Techniken und deren Einfluss auf die Verfügbarkeit von Anwendungen, sowohl technisch als auch betriebswirtschaftlich.
Welche Themen werden in der Arbeit behandelt?
Die Arbeit behandelt folgende Themen: Definition und Bedeutung von Hochverfügbarkeit, Funktionsweise verschiedener Load-Balancing-Methoden (DNS, NAT, Flat, Global Server Load-Balancing), Analyse der Architektur von Anwendungen mit und ohne Load-Balancer, Bewertung der Auswirkungen auf Systemleistung und Verfügbarkeit sowie betriebswirtschaftliche Aspekte der Hochverfügbarkeit. Das OSI-Referenzmodell wird ebenfalls als Grundlage erläutert.
Wie ist die Arbeit strukturiert?
Die Arbeit gliedert sich in vier Kapitel: Kapitel 1 (Einleitung) führt in das Thema ein und definiert die Ziele. Kapitel 2 (Grundlagen) erklärt wichtige Begriffe wie Hochverfügbarkeit und Load-Balancing und das OSI-Modell. Kapitel 3 (Hochverfügbarkeit in einer Beispielanwendung) veranschaulicht die Konzepte anhand einer Beispielanwendung, inklusive Software- und Hardwarearchitektur mit und ohne Load-Balancer. Kapitel 4 (Fazit) fasst die Ergebnisse zusammen und nennt offene Punkte und einen Ausblick.
Welche konkreten Load-Balancing-Methoden werden untersucht?
Die Arbeit untersucht verschiedene Load-Balancing-Methoden, darunter DNS Server Load-Balancing, NAT Server Load-Balancing, Flat Server Load-Balancing und Global Server Load-Balancing. Die Unterschiede und Vor- sowie Nachteile dieser Methoden werden analysiert.
Welche Aspekte der Hochverfügbarkeit werden betrachtet?
Die Arbeit betrachtet sowohl die technischen Aspekte der Hochverfügbarkeit (z.B. Architektur, Load-Balancing-Techniken, Verfügbarkeits- und Leistungsmessung) als auch die betriebswirtschaftlichen Aspekte (z.B. Kosten-Nutzen-Analyse).
Wie wird die Hochverfügbarkeit in der Beispielanwendung demonstriert?
Die Beispielanwendung wird mit und ohne Load-Balancer betrachtet. Die Architektur (Software- und Hardware) wird detailliert beschrieben, um den Unterschied in der Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit aufzuzeigen.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit am besten?
Die wichtigsten Schlüsselwörter sind: Hochverfügbarkeit, Load-Balancing, IT-Anwendungen, Server, Verfügbarkeit, Leistungsmessung, Architektur, DNS, NAT, OSI-Modell, Betriebswirtschaftliche Aspekte.
Welche Ziele verfolgt die Arbeit?
Das Hauptziel der Arbeit ist es, die Funktionsweise von Load-Balancing-Techniken zu erläutern und deren Einfluss auf die Verfügbarkeit von Anwendungen zu analysieren. Sie soll ein umfassendes Verständnis für die Erreichung von Hochverfügbarkeit in IT-Systemen vermitteln.
- Quote paper
- B.A. Georgi Trendafilov (Author), 2009, Hochverfügbarkeit von IT-Anwendungen durch Load-Balancing, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/144925
