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Replikation und Hochverfügbarkeit

Was ein Failover wirklich zusagt: synchrone gegen asynchrone Übertragung, Datenverlust gegen Verfügbarkeit, Lesekopien mit Verzögerung und die Gefahr zweier schreibender Knoten.

Umschalten ist nicht kostenlos

Einführung · 6 Abschnitte · ~15 Min Lesezeit · Stand

Betriebsfrage

Hochverfügbarkeit wird beschafft, um Ausfallzeit zu vermeiden. Was dabei selten ausgesprochen wird: Jedes Umschaltverfahren trifft eine Entscheidung darüber, ob im Zweifel Daten oder Verfügbarkeit geopfert werden. Diese Entscheidung gehört dem Fachbereich, nicht dem Werkzeug.

Mentales Modell

  1. Schreiben
  2. Übertragen
  3. Bestätigen
  4. Anwenden

Zwei Übertragungsarten

SynchronDie Bestätigung an den Client erfolgt erst, wenn die Zweitkopie den Vorgang hat. Kein Datenverlust beim Umschalten — dafür hängt jede Schreiboperation an der Erreichbarkeit und Laufzeit der Zweitstelle.
AsynchronDie Bestätigung erfolgt sofort; die Übertragung folgt. Keine Latenzkopplung — dafür ist beim Umschalten ein Verlust der zuletzt bestätigten Vorgänge möglich.

Lesekopien

  • Eine Lesekopie hinkt nach — für Auswertungen meist unkritisch, für „lies, was du gerade geschrieben hast“ ein Fehlerbild.
  • Der Nachlauf ist eine zu überwachende Größe, kein Nebeneffekt.
  • Lange Abfragen auf der Kopie können deren Nachführung ausbremsen.

Der gefährlichste Fall

Wenn zwei Knoten sich gegenseitig für ausgefallen halten, schreiben beide. Der entstehende Auseinanderlauf ist nachträglich nur mit fachlicher Kenntnis aufzulösen — häufig gar nicht. Deshalb braucht jedes Umschaltverfahren eine Instanz, die eine eindeutige Entscheidung trifft.

Route

Gelesen ist nicht geprüft: Im Modul entscheidest du die Fälle selbst und siehst danach, wo dein Urteil trägt.

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Modul-Aufbau

EINFÜHRUNGUmschalten ist nicht kostenlos~15 Min
ADR-001ÜBERTRAGUNGSARTsenior
ADR-002LESEKOPIEsenior
ADR-003UMSCHALTHOHEITprincipal

Quellen

  1. 01postgresql.org/docs/current/high-availability.html
  2. 02infoq.com/articles/cap-twelve-years-later-how-the-rules-have-changed

Verfasst von Julian Zentgraf