High Availability

Der Begriff Hochverfügbarkeit (engl. High Availability) bezeichnet die Fähigkeit eines Systems, bei Ausfall einer seiner Komponenten einen uneingeschränkten Betrieb zu gewährleisten.

Typisches Beispiel ist die Ausführung mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung.

Verfügbarkeit und Hochverfügbarkeit

Ein System wird als verfügbar bezeichnet, wenn es in der Lage ist, die Aufgaben zu erfüllen, für die es vorgesehen ist. Als Verfügbarkeit wird die Wahrscheinlichkeit, dass ein System innerhalb eines spezifizierten Zeitraums funktionstüchtig (verfügbar) ist, bezeichnet. Die Verfügbarkeit wird als Verhältnis aus fehlerbedingter Stillstandszeit (= Ausfallzeit) und Gesamtzeit eines Systems bemessen:

• $\mathrm{Verf\ddot{u}gbarkeit (in Prozent)} = \left( 1 - \frac{\mathrm{Ausfallzeit}}{\mathrm{Produktionszeit}+\mathrm{Ausfallzeit}}\right) \cdot 100$

Die genaue Definition von Hochverfügbarkeit kann variieren. Das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) gibt folgende Definition:

"High Availability (HA for short) refers to the availability of resources in a computer system, in the wake of component failures in the system."^[1]

Eine ausführlichere Beschreibung der Hochverfügbarkeit findet sich in ^[2]:

„Ein System gilt als hochverfügbar, wenn eine Anwendung auch im Fehlerfall weiterhin verfügbar ist und ohne unmittelbaren menschlichen Eingriff weiter genutzt werden kann. In der Konsequenz heißt dies, dass der Anwender keine oder nur eine kurze Unterbrechung wahrnimmt. Hochverfügbarkeit (abgekürzt auch HA, abgeleitet von engl. High Availability) bezeichnet also die Fähigkeit eines Systems, bei Ausfall einer seiner Komponenten einen uneingeschränkten Betrieb zu gewährleisten.“

Einteilung

Berechnet man mit der obigen Formel die Verfügbarkeit im Zeitraum eines Jahres (Betrieb rund um die Uhr ergibt 525600 Minuten), so bedeutet eine Verfügbarkeit von 99,99% beispielsweise eine Stillstandszeit von 52,6 Minuten. Die Anzahl der Neunen entspricht den Verfügbarkeitsklassen.

• 99 % ≡ 438,3 Minuten/Monat, 7,3 Stunden/Monat oder 87,66 Stunden/Jahr (Verfügbarkeitsklasse 2)
• 99,9 % ≡ 43,8 Minuten/Monat oder 8,76 Stunden/Jahr (Verfügbarkeitsklasse 3)
• 99,99 % ≡ 4,38 Minuten/Monat oder 52,6 Minuten/Jahr (Verfügbarkeitsklasse 4)
• 99,999 % ≡ 26,3 Sekunden/Monat oder 5,26 Minuten/Jahr (Verfügbarkeitsklasse 5)

Die Harvard Research Group (HRG) teilt Hochverfügbarkeit in ihrer Availability Environment Classification (kurz: AEC 0-5) in sechs Klassen ein.^[3]

HRG-Klasse	Bezeichnung	Erklärung
AEC-0	Conventional	Funktion kann unterbrochen werden, Datenintegrität ist nicht essentiell.
AEC-1	Highly Reliable	Funktion kann unterbrochen werden, Datenintegrität muss jedoch gewährleistet sein.
AEC-2	High Availability	Funktion darf nur innerhalb festgelegter Zeiten oder zur Hauptbetriebszeit minimal unterbrochen werden.
AEC-3	Fault Resilient	Funktion muss innerhalb festgelegter Zeiten oder während der Hauptbetriebszeit ununterbrochen aufrechterhalten werden.
AEC-4	Fault Tolerant	Funktion muss ununterbrochen aufrechterhalten werden, 24*7-Betrieb (24 Stunden, 7 Tage die Woche) muss gewährleistet sein.
AEC-5	Disaster Tolerant	Funktion muss unter allen Umständen verfügbar sein.

Die Hochverfügbarkeit wird in Unternehmen häufig im Rahmen von Service Level Agreements (SLA) definiert, und stellt ein wesentliches Bewertungskriterium für IT-Services dar.

Voraussetzungen für hohe Verfügbarkeiten

Die Forderung nach hohen Verfügbarkeiten hat Konsequenzen für den Betreiber:

• schnell erreichbares Fachpersonal
• Ersatzteilverfügbarkeit
• umfangreiche vorbeugende Wartung
• qualifiziertes Fehlermeldungs- und Kommunikationssystem

Literatur

• Bookman, Charles: Linux Clustering, ISBN 1-57870-274-7
• Gebauer, Hartmann: Clustering mit Windows NT, Addison-Wesley 1999, ISBN 3-8273-1403-8
• Held, Andrea: Oracle 10g Hochverfügbarkeit, Addison-Wesley 2004, ISBN 3-8273-2163-8
• Soltau, Michael: Unix/Linux Hochverfügbarkeit, MITP 2002, ISBN 3-8266-0775-9
• Martin Wieczorek, Uwe Naujoks u. Bob Bartlett (Hrsg.): Business Continuity, Springer 2003, ISBN 3-540-44285-5
• Marcus, Evan u. Stern, Hal: Blueprints for High Availability: Designing Resilient Distributed Systems, John Wiley & Sons 2000, ISBN 0-471-35601-8
• Piedad, Floyd u. Hawkins, Michael: High Availability: Design, Techniques and Processes, Prentice Hall Ptr 2000, ISBN 0-13-096288-0

Siehe auch

• Computercluster
• Failover
• Switchover
• Fehlertoleranz
• RAID
• Single Point of Failure (SPOF)
• Standby-Datenbank
• Server Load Balancing
• Performance Management
• Verfügbarkeit

Quellen

1. ↑ http://www.ieeetcsc.org/high-availability.html
2. ↑ Quelle: Held, Andrea: Oracle 10g Hochverfügbarkeit, Addison-Wesley 2004
3. ↑ HRG 2002, siehe auch http://www.tecchannel.de/test_technik/grundlagen/430342/index12.html