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1 www.decon-its.de Hochverfügbarkeit Hochverfügbarkeit von Rechnersystemen von Rechnersystemen Michael Gammelin Michael Gammelin DECON Informations Technologie Lösungen DECON Informations Technologie Lösungen GmbH GmbH

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HochverfügbarkeitHochverfügbarkeitvon Rechnersystemenvon Rechnersystemen

Michael GammelinMichael Gammelin

DECON Informations Technologie Lösungen DECON Informations Technologie Lösungen GmbHGmbH

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AgendaAgenda

Was bedeutet Was bedeutet VerfügbarkeitVerfügbarkeit ? ?

Was ist ein Was ist ein ClusterCluster ? ?

Warum sind Cluster Warum sind Cluster wichtigwichtig? ?

Wie Wie funktioniertfunktioniert Clustering? Clustering?

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AgendaAgenda

Fünf Beispiele für Fünf Beispiele für Industrie Standard ClusterIndustrie Standard Cluster Windows NT ClusterWindows NT Cluster Oracle ClusterOracle Cluster VMS ClusterVMS Cluster Unix ClusterUnix Cluster

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VerfügbarkeitVerfügbarkeit

Vor wenigen Jahren waren mehrstündige Ausfallzeiten Vor wenigen Jahren waren mehrstündige Ausfallzeiten des Computers für Unternehmen kein Problem - ob diese des Computers für Unternehmen kein Problem - ob diese nun durch Störungen oder geplante Wartungsarbeiten nun durch Störungen oder geplante Wartungsarbeiten verursacht wurden.verursacht wurden.

Heute übernehmen Computersysteme eine zentrale Heute übernehmen Computersysteme eine zentrale Unternehmensfunktion - sei es für interne Unternehmens-Unternehmensfunktion - sei es für interne Unternehmens-prozesse oder die Internetpräsenz für den eCommerce. prozesse oder die Internetpräsenz für den eCommerce.

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VerfügbarkeitVerfügbarkeit

Informationstechnologien entscheiden über Informationstechnologien entscheiden über WettbewerbsfähigkeitWettbewerbsfähigkeit und somit über den und somit über den Unternehmenserfolg und Unternehmenserfolg und ExistenzfähigkeitExistenzfähigkeit..

Ausfallzeiten werden so zum kritischen Faktor, Ausfallzeiten werden so zum kritischen Faktor, die es zu vermeiden gilt.die es zu vermeiden gilt.

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VerfügbarkeitVerfügbarkeit

Verfügbarkeit ist die Zeit, in der das System die ihmVerfügbarkeit ist die Zeit, in der das System die ihmzugedachte Funktion ausführt.zugedachte Funktion ausführt.

VerfügbarkeitVerfügbarkeit = =AusfallzeitAusfallzeit

AusfallzeitAusfallzeit + + BetriebszeitBetriebszeit

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VerfügbarkeitVerfügbarkeit

Eine Eine Minimierung der AusfallzeitenMinimierung der Ausfallzeiten kann kannerreicht werden durch: erreicht werden durch:

Betrieb Ausfall

Lange Zeitspannen bis zu einem FehlerLange Zeitspannen bis zu einem Fehler

Schneller NeustartSchneller Neustart

AusfallAusfallRecoveryRecovery

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Verschiedene Sichtweisen in der Verschiedene Sichtweisen in der Diskussion über Verfügbarkeit Diskussion über Verfügbarkeit

Hardware / Netzwerk Betriebssystem

Cluster Anwendung

Client

VerfügbarkeitVerfügbarkeit

Wieviel Ausfallzeit können Sie verkraften?Wieviel Ausfallzeit können Sie verkraften?

VerfügbarkeitVerfügbarkeitKlasseKlasse in% in% Jährliche Ausfallzeit Jährliche Ausfallzeit

Zwei 9er 99% Zwei 9er 99% 3,7 Tage 3,7 TageDrei 9er Drei 9er 99,9% 99,9% 8,8 Stunden 8,8 StundenVier 9er Vier 9er 99,99% 53 Minuten99,99% 53 Minuten

Fünf 9er Fünf 9er 99,999% 5,3 Minuten99,999% 5,3 Minuten

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Was ist ein Cluster ?Was ist ein Cluster ?

Ein Cluster...Ein Cluster...

..besteht aus mehreren, lose miteinander verbundenen..besteht aus mehreren, lose miteinander verbundenen unabhängigen Server-Systemenunabhängigen Server-Systemen

...präsentiert sich den Clients als ...präsentiert sich den Clients als ein Systemein System

...hat das Ziel, einen ...hat das Ziel, einen unterbrechungsfreienunterbrechungsfreien und/oder und/oder hoch performantenhoch performanten DV-Betrieb, bereitzustellen DV-Betrieb, bereitzustellen

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Was ist ein Cluster ?Was ist ein Cluster ?

BeispielBeispiel::

Ein Workstation Client kommuniziert mit dem Cluster, als Ein Workstation Client kommuniziert mit dem Cluster, als wäre dieser ein einzelner Server mit hoher Zuverlässigkeit, wäre dieser ein einzelner Server mit hoher Zuverlässigkeit, obwohl physikalisch mehrere Server im Cluster verbunden obwohl physikalisch mehrere Server im Cluster verbunden sind.sind.

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Warum sind Cluster wichtig?Warum sind Cluster wichtig?

Mit Clustering lassen sich zwei Mit Clustering lassen sich zwei wesentliche Vorteile erzielen:wesentliche Vorteile erzielen:

Hohe VerfügbarkeitHohe Verfügbarkeit SkalierbarkeitSkalierbarkeit

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Warum sind Cluster wichtig?Warum sind Cluster wichtig?

Früher gehörte Clustering zu den Unternehmenslösungen, Früher gehörte Clustering zu den Unternehmenslösungen, die sich nur anhand kostspieliger, proprietärer Mainframe-die sich nur anhand kostspieliger, proprietärer Mainframe-Systeme oder Minicomputer realisieren ließen.Systeme oder Minicomputer realisieren ließen.

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Warum sind Cluster wichtig?Warum sind Cluster wichtig?

Heute hat sich die Marktsituation mit Heute hat sich die Marktsituation mit fortschreitender fortschreitender technologischer Entwicklungtechnologischer Entwicklung entscheidend verändert. entscheidend verändert.

Die Die NachfrageNachfrage nach hochverfügbaren, skalierbaren nach hochverfügbaren, skalierbaren Lösungen Lösungen steigtsteigt zunehmend. zunehmend.

Gleichzeitig bieten sich wachsende Möglichkeiten, diesen Gleichzeitig bieten sich wachsende Möglichkeiten, diesen Anforderungen mit Anforderungen mit kostengünstigeren Server-Systemenkostengünstigeren Server-Systemen nach Industriestandard gerecht zu werden. nach Industriestandard gerecht zu werden.

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Häufig angetroffene Häufig angetroffene HürdenHürden werden mit einer Reihe von werden mit einer Reihe von technologischen Entwicklungen technologischen Entwicklungen überwundenüberwunden::

Warum sind Cluster wichtig?Warum sind Cluster wichtig?

Hochgeschwindigkeits-Verbindungen nach Industriestandard Hochgeschwindigkeits-Verbindungen nach Industriestandard mit höherer Bandbreite und Zuverlässigkeit als herkömmliche mit höherer Bandbreite und Zuverlässigkeit als herkömmliche LANsLANs

mehr Speicherkapazität, Verfügbarkeit und Performance bei mehr Speicherkapazität, Verfügbarkeit und Performance bei Systemen mit gemeinsam genutzten SpeicherSystemen mit gemeinsam genutzten Speicher

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Warum sind Cluster wichtig?Warum sind Cluster wichtig?

Standard-Tools für verteilte DV-AnwendungenStandard-Tools für verteilte DV-Anwendungen

Effektive Systemmanagement-SoftwareEffektive Systemmanagement-Software

Cluster-fähige Software, Cluster-fähige Software, die parallel auf mehreren Servern läuft die parallel auf mehreren Servern läuft

Mikroprozessoren mit extrem hoher LeistungMikroprozessoren mit extrem hoher Leistung

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Windows NT ClusterWindows NT Cluster

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Windows NT ClusterWindows NT Cluster

2-Node Back-End Server Cluster2-Node Back-End Server Cluster

Windows NT Server 4.0 Enterprise EditionWindows NT Server 4.0 Enterprise Edition

oderoder

Windows 2000 Advanced ServerWindows 2000 Advanced Server

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Client PCsClient PCs

Public networkPublic network

Private network Private network (heartbeats, status, control)(heartbeats, status, control)

RAID disk setsRAID disk sets

SCSI oder SCSI oder SCSI über Fibre ChannelSCSI über Fibre Channel

Cluster ServerCluster Server

Windows NT ClusterWindows NT Cluster

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Back-End Cluster mit Microsoft Cluster ServerBack-End Cluster mit Microsoft Cluster Server

Zwei/vier Knoten Cluster für HochverfügbarkeitZwei/vier Knoten Cluster für Hochverfügbarkeit

Windows NT ClusterWindows NT Cluster

Jede Anwendung (Partition) läuft auf einem ServerJede Anwendung (Partition) läuft auf einem Server

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Windows NT ClusterWindows NT Cluster

Cluster-verfügbare Anwendungen und Dienste:Cluster-verfügbare Anwendungen und Dienste:

- Eingebaute Dienste: File share, print queues, …- Eingebaute Dienste: File share, print queues, …

- E-mail: Microsoft Exchange Enterprise, Lotus Notes®, …- E-mail: Microsoft Exchange Enterprise, Lotus Notes®, …

- Datenbanken: Microsoft SQL Server™ Enterprise, Oracle® FS, …- Datenbanken: Microsoft SQL Server™ Enterprise, Oracle® FS, …

Back-End Cluster mit Microsoft Cluster ServerBack-End Cluster mit Microsoft Cluster Server

Wenn eine Resource, von der die Anwendung abhängt, Wenn eine Resource, von der die Anwendung abhängt, ausfällt, wird die Anwendung auf einen verbliebenen ausfällt, wird die Anwendung auf einen verbliebenen Knoten übertragenKnoten übertragen

- Separate Leitung für Heartbeat- Separate Leitung für Heartbeat

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Standard Win32® APIs für Cluster DiensteStandard Win32® APIs für Cluster Dienste

- Developer Tools: Platform SDK, Visual Studio®, Assistenten- Developer Tools: Platform SDK, Visual Studio®, Assistenten

Windows NT ClusterWindows NT Cluster

Back-End Cluster mit Microsoft Cluster ServerBack-End Cluster mit Microsoft Cluster Server

Cluster Konfigurationen benutzen StandardhardwareCluster Konfigurationen benutzen Standardhardware

- Shared SCSI oder FibreChannel Bus- Shared SCSI oder FibreChannel Bus

- Zertifizierte Konfigurationen auf www.microsoft.com/hcl- Zertifizierte Konfigurationen auf www.microsoft.com/hcl

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4-Node Back-End Server Cluster 4-Node Back-End Server Cluster Windows 2000 Datacenter ServerWindows 2000 Datacenter Server

Client PCsClient PCs

Public NetworkPublic Network

Fibre-Channel Switch(es)Fibre-Channel Switch(es)

PrivatePrivatenetworknetwork

RAIDRAIDdisk setsdisk sets

Cluster Cluster ServerServer

Windows NT ClusterWindows NT Cluster

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Gesicherter Pfad: VorteileGesicherter Pfad: Vorteile

I/O Pfad ist nicht mehr Single Point of FailureI/O Pfad ist nicht mehr Single Point of Failure

FC Hub orFC Hub orFC SwitchFC Switch

Host Clustering Host Clustering

Windows NT ClusterWindows NT Cluster

Einfaches Drag & Drop vereinfacht Einfaches Drag & Drop vereinfacht statisches Load Balancingstatisches Load Balancing

Unterstützt UltraSCSI und FibreUnterstützt UltraSCSI und Fibre

Remote ManagementRemote Management

Einfache Software InstallationEinfache Software Installation

Unterstützt Standalone Server und ClusterUnterstützt Standalone Server und Cluster

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Data Replication Manager: Data Replication Manager: Real-Zeit Replikation von geschäftskritischen DatenReal-Zeit Replikation von geschäftskritischen Daten

Erste Storage AreaNetwork Lösung für weltweiten DatenschutzErste Storage AreaNetwork Lösung für weltweiten Datenschutz

- Duplikation des Data Centers auf einer Distanz von tausend Kilometern- Duplikation des Data Centers auf einer Distanz von tausend Kilometern- Aufhebung geographischer Schranken durch ATM Technologie- Aufhebung geographischer Schranken durch ATM Technologie

Windows NT ClusterWindows NT Cluster

Garantierter GeschäftsfortlaufGarantierter Geschäftsfortlauf

- Non-Stop Datenintegrität- Non-Stop Datenintegrität- Disaster Recovery innerhalb Sekunden oder Minuten- Disaster Recovery innerhalb Sekunden oder Minuten- Verminderte Ausfallkosten und Risiko des Datenverlust- Verminderte Ausfallkosten und Risiko des Datenverlust

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Site 1Site 1 Site 2Site 2

Windows NT ClusterWindows NT Cluster

Data Replication Manager: Data Replication Manager: Real-Zeit Replikation von geschäftskritischen DatenReal-Zeit Replikation von geschäftskritischen Daten

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Oracle Parallel Server ClusterOracle Parallel Server Cluster

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27www.decon-its.de

Bei Oracle Parallel Server 8.0.5 handelt es sich um eine Bei Oracle Parallel Server 8.0.5 handelt es sich um eine zuverlässige, skalierbare Architektur, die in geschäfts-zuverlässige, skalierbare Architektur, die in geschäfts-kritischen Umgebungen von heute die erforderliche kritischen Umgebungen von heute die erforderliche Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Leistung bereitstellt. Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Leistung bereitstellt.

Bei Version 8.0.5 von Oracle Parallel Server (OPS) handelt Bei Version 8.0.5 von Oracle Parallel Server (OPS) handelt es sich um die Cluster-Version der Oracle8 Datenbank auf es sich um die Cluster-Version der Oracle8 Datenbank auf Basis einer Cluster-Architektur mit gemeinsam genutzten Basis einer Cluster-Architektur mit gemeinsam genutzten Festplatten. Festplatten.

Oracle Parallel Server ClusterOracle Parallel Server Cluster

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Wesentliche Merkmale von OPS 8.0.5:Wesentliche Merkmale von OPS 8.0.5:

Oracle Parallel Server ClusterOracle Parallel Server Cluster

Gemeinsamer Zugriff von mehreren Knoten Gemeinsamer Zugriff von mehreren Knoten auf eine Oracle8 Server-Datenbank auf eine Oracle8 Server-Datenbank

Gleichzeitiger Zugriff auf dieselbe logische Gleichzeitiger Zugriff auf dieselbe logische und physische Datenbank von allen Knoten aus und physische Datenbank von allen Knoten aus

Uneingeschränkter Lese- und Schreibzugriff auf Uneingeschränkter Lese- und Schreibzugriff auf die gesamte Datenbank von jedem Knoten ausdie gesamte Datenbank von jedem Knoten aus

Unabhängiges Arbeiten an jedem KnotenUnabhängiges Arbeiten an jedem Knoten

Möglichkeit der schrittweisen Erweiterung der Prozessor-RessourcenMöglichkeit der schrittweisen Erweiterung der Prozessor-Ressourcen

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Wesentliche Merkmale von OPS 8.0.5:Wesentliche Merkmale von OPS 8.0.5:

Oracle Parallel Server ClusterOracle Parallel Server Cluster

Lineare, skalierbare LeistungssteigerungLineare, skalierbare Leistungssteigerung

Anwendungsunterstützung im Hinblick Anwendungsunterstützung im Hinblick auf höchste Verfügbarkeitauf höchste Verfügbarkeit

Online-Backup auf Datei-, Tablespace- Online-Backup auf Datei-, Tablespace- oder Datenbankebene oder Datenbankebene

Zusammengefasste SystemverwaltungZusammengefasste Systemverwaltung

Transparentes Anwendungs-Failover für hohe VerfügbarkeitTransparentes Anwendungs-Failover für hohe Verfügbarkeit

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Wesentliche Merkmale von OPS 8.0.5:Wesentliche Merkmale von OPS 8.0.5:

Oracle Parallel Server ClusterOracle Parallel Server Cluster

Verbesserte Leistung durch den Integrated Distributed Lock ManagerVerbesserte Leistung durch den Integrated Distributed Lock Manager

Verbesserte Verfügbarkeit durch inkrementelle CheckpointsVerbesserte Verfügbarkeit durch inkrementelle Checkpoints

Höhere Leistung durch Oracle8-FunktionenHöhere Leistung durch Oracle8-Funktionen

Oracle Parallel Query-FunktionOracle Parallel Query-Funktion

Bei dem Einsatz von OPS können bis zu 6 Intel Server in einemBei dem Einsatz von OPS können bis zu 6 Intel Server in einemCluster betrieben werdenCluster betrieben werden

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Oracle Parallel Server ClusterOracle Parallel Server Cluster

Oracle Parallel Server / NT - ArchitekturOracle Parallel Server / NT - Architektur

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Open VMS ClusterOpen VMS Cluster

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Die ersten Cluster auf dem Betriebsystem OpenVMS wurden Die ersten Cluster auf dem Betriebsystem OpenVMS wurden bereits 1984 von Digital, heute COMPAQ, implementiert. bereits 1984 von Digital, heute COMPAQ, implementiert.

Open VMS ClusterOpen VMS Cluster

WeltweitWeltweit sind über sind über 50.00050.000 OpenVMS Cluster installiert. OpenVMS Cluster installiert.

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VMS Cluster unterstützen von Haus aus Disaster ToleranceVMS Cluster unterstützen von Haus aus Disaster Tolerance

Open VMS ClusterOpen VMS Cluster

VMS Cluster sind hoch skalierbar (bis zu 96 Systeme in VMS Cluster sind hoch skalierbar (bis zu 96 Systeme in einem Cluster)einem Cluster)High Performance Distributed Lock ManagerHigh Performance Distributed Lock Manager

Fully Cluster-wide File SystemFully Cluster-wide File System

Shared System DiskShared System Disk

Single System Management DomainSingle System Management Domain

Load BalancingLoad Balancing

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Open VMS ClusterOpen VMS Cluster

OpenVMS Cluster Interconnects auf einen Blick:OpenVMS Cluster Interconnects auf einen Blick:

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Open VMS ClusterOpen VMS Cluster

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FehlertoleranzFehlertoleranz

Open VMS ClusterOpen VMS Cluster

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UNIX ClusterUNIX Cluster

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TruClusterTruCluster

TruCluster Available ServerTruCluster Available Server

TruCluster Production ServerTruCluster Production Server

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TruCluster Available ServerTruCluster Available Server

TruClusterTruCluster

Optimale SystemverfügbarkeitOptimale Systemverfügbarkeit

Vereinfacht die Verwaltung Vereinfacht die Verwaltung

Automatische Failover- FunktionenAutomatische Failover- Funktionen

Unterstützung für Online-UpgradesUnterstützung für Online-Upgrades

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TruCluster Available ServerTruCluster Available Server

TruClusterTruCluster

Hard- & Softwaretaustausch, ohne Cluster offline zu schalten Hard- & Softwaretaustausch, ohne Cluster offline zu schalten oder den Benutzerzugriff zu sperrenoder den Benutzerzugriff zu sperren

Unterstützung der Advanced File System-Software Unterstützung der Advanced File System-Software

Dynamische Online-Rekonfiguration und schneller WiederanlaufDynamische Online-Rekonfiguration und schneller Wiederanlauf

Gleichmäßige Verteilung der E/A-Belastung durch Gleichmäßige Verteilung der E/A-Belastung durch Logical Storage Manager-Software Logical Storage Manager-Software

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TruCluster Production ServerTruCluster Production Server

TruClusterTruCluster

Unterstützt den Oracle Parallel ServerUnterstützt den Oracle Parallel Server

Verteilung der Datenbankverarbeitung auf dem gesamten ClusterVerteilung der Datenbankverarbeitung auf dem gesamten Cluster

Simultaner Zugriff aller Benutzer auf die DatenbankSimultaner Zugriff aller Benutzer auf die Datenbank

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TruCluster Production ServerTruCluster Production Server

TruClusterTruCluster

Optimale Nutzung der Geschwindigkeit und Bandbreite Optimale Nutzung der Geschwindigkeit und Bandbreite von Memory Channel – bis zu 100 MB/svon Memory Channel – bis zu 100 MB/s

Hundertfache Verbesserung der Kommunikationsgeschwindigkeit Hundertfache Verbesserung der Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen den Clustern (Latenzzeit < 5ms)zwischen den Clustern (Latenzzeit < 5ms)

Mehr Daten für mehr Benutzer – schneller und effizienterMehr Daten für mehr Benutzer – schneller und effizienter

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TruClusterTruCluster

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Was kann der Cluster Server Was kann der Cluster Server nicht?nicht?

Der Cluster Server ist nicht fehlertolerantDer Cluster Server ist nicht fehlertolerant

Eine laufende Anwendung kann nicht ohne Eine laufende Anwendung kann nicht ohne Neustart verlagert werdenNeustart verlagert werden

Ein Zustand zwischen Client und Server kann Ein Zustand zwischen Client und Server kann nicht wiederhergestellt werdennicht wiederhergestellt werden

- File Positions- File Positions- Transactions- Transactions

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Fragen?

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