Datenbankreplikation mit dem Microsoft SQL-Server 2000

Datenbank-Replikation - Eine Technik mit sehr vielen Möglichkeiten - Autoren: Markus Schwienbacher, Michael Deinhard it innonvations GmbH Thomas-Mann-Str. 59 90471 Nürnberg Inhaltsverezeichnis 1. Anforderung: Konsistenter Datenbestand.................................................................3 2. Einsatzgebiete der Replikation ...................................................................................4 3. Kennzeichen der Datenbankreplikation .....................................................................4 4. Arten von Replikationen ..............................................................................................4 4.1. symetrische / asymetrische Konfiguration.............................................................4 4.2. synchrone / asynchrone Konfiguration ..................................................................4 4.3. Replikationskonflikt ..................................................................................................5 5. Datenbankreplikation mit dem Microsoft SQL-Server ..............................................6 5.1. Verleger - Abonnent ..................................................................................................6 5.2. Filtern von Daten .......................................................................................................6 5.3. Snapshot-Replikation ...............................................................................................6 5.4. Transaktionale Replikation.......................................................................................7 6. Merge Replikation.........................................................................................................9 6.1. Ziel der Merge Replikation........................................................................................9 7. Mergereplikation beim SQL Server...........................................................................10 7.1. Funktionsweise der Mergereplikation beim SQL Server .....................................10 7.2. Konflikterkennung und Auflösung (Reconcilation) .............................................12 7.3. Komponenten der Merge Replikation....................................................................12 7.4. Mögliche Topologien ..............................................................................................14 7.5. Bewertung der Merge Replikation .........................................................................15 8. Fallbeispiel „Replikation von Dispositions-Daten bei I.K.Hofmann Personalleasing“ ..................................................................................................................17 9. it innovations und Autoren........................................................................................19 it innovations GmbH -2- www.it-innovations.de Thomas-Mann-Str. 59 beratung@it-innovations.de 90471 Nürnberg Tel.: 0911 / 98 89 -0 1. Anforderung: Konsistenter Datenbestand Immer mehr Unternehmen benötigen eine Datenhaltung, die es erlaubt, dieselben Daten gleichzeitig an verschiedenen Orten zur Verfügung zu stellen; und dennoch soll die Konsis- tenz eines einheitlichen Datenbestandes gewährleistet bleiben. Für umfangreiche Daten- und Informationsbestände ist die Speicherung und Bereitstellung von Unternehmensinformationen in Datenbanksysteme meist unumgänglich. Datenbanken ermöglichen verschiedene Architekturen um einen einheitlichen Datenbestand zur Verfügung zu stellen: zentrale Datenbanken, verteilte Datenhaltung und Datenbankreplikation. Zentraler Datenbestand Merkmal der zentralisierten Datenhaltung ist die Konzentration einer Datenbank an einem einzigen geografischen Standort. Der Vorteil dieses Konzeptes liegt in der rela- tiv leicht zu gewährleisteten Konsistenzsicherheit. Nachteil ist die Abhängigkeit von einer WAN-Verbindung bei Zugriff von entfernten Standorten. Verteilte Datenhaltung Die verteilte Datenhaltung ist vereinfachend charakterisiert, durch die Speicherung unterschiedlicher Daten an unterschiedlichen Standorten. Beispielsweise könnten zwei Vertriebsniederlassungen Nord und Süd über eigene Datenbestände mit Kun- denadressen verfügen. Dieses Konzept wird problematisch, wenn jede Niederlassung häufig auf die Daten der anderen zugreifen muss. Datenreplikation Bei der Replikation werden Kopien derselben Daten auf unterschiedliche Standorte abgelegt, wobei diese Datenbankkopien «voneinander Wissen». Diese Datenbestän- de werden dann in bestimmten Zeitabständen repliziert, d.h. ein Abgleich der Kopien miteinander vorgenommen. Die zugrunde liegende Idee ist, dass die Informationen, für die bei verteilter Datenhaltung bereichsübergreifende Zugriffe notwendig sind, für jeden Standort lokals vorgehalten werden. In der Replikationsarchitektur wird also bewusst und plannmässig mit Datenredudanzen umgegangen. Inkonsistenzen zwi- schen verschiedenen Repliken werden solange zugelassen, wie es aus betriegsorga- nisatoraischen Gründen vernünftig und akzeptabel ist. it innovations GmbH -3- www.it-innovations.de Thomas-Mann-Str. 59 beratung@it-innovations.de 90471 Nürnberg Tel.: 0911 / 98 89 -0 2. Einsatzgebiete der Replikation Die Replikationstechnik hat bedeutende Auswirkungen auf die Unternehmensorganisation genommen, wie folgende Beispiele zeigen: So ist es möglich, dass z.B. jede Filiale einer Supermarktkette mit ihren eigenen lokalen Da- tenbestand. Die aktuellen Sonderangebotspreise werden aber von der Unternehmenszentra- le an alle Filialen in der Nacht zuvor übermittelt. Zudem werden nach Geschäftsschluß die Verkaufszahlen zentral gesammelt, um sie für das Controlling und für die Unternehmensfüh- rung bereit zu stellen. Oder es soll jeder Vertriebsmitarbeiter auf seinem Notebook den Datenbestand mit den ak- tuellen Vertragsarten und -konditionen vorfinden. Gleichzeitig sind die Daten seiner Ver- tragsabschlüsse oder -änderungen regelmäßig elektronisch an die Zentrale zu übermitteln. 3. Kennzeichen der Datenbankreplikation Datenbankreplikation ist eine Technik, die es ermöglicht, mehrfache Kopien (Replikate) von einzelnen Datenbestände oder kompletter Teildatenbanken zu erzeugen. Der Einsatz dieser Technik erfolgt meist wegen Performanceproblemen aufgrund häufiger Zugriffe über lang- same Verbindungen auf größere Datenbestände oder der Lastverteilung bei hoher Transak- tionslast. Ein weiteres Einsatzgebiet sind so genannte autonome Datenbanken, deren Daten in unregelmäßigen Abständen abgeglichen werden. Hierbei steht die Unabhängigkeit von einem zentralen Datenbanksystem im Vordergrund. 4. Arten von Replikationen 4.1. symetrische / asymetrische Konfiguration In Replikationsszenarien wird zwischen symmetrischen und asymmetrischen Konfigurationen unterschieden. Bei einer symetrische Konfiguration erfolgen Datenänderungen in allen Replikaten (Update Everywhere). Bei symetrische Konfiguration (oder auch Master / Slave bzw. Verleger / Abonnent genannt) erfolgen Änderungsoperationen an einem Knoten wäh- rend an den anderen nur gelesen wir. 4.2. synchrone / asynchrone Konfiguration Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist der Zeitpunkt der Replikation. Hier spricht man von synchronen oder asynchronen Konstellationen. In einer synchronen Konfiguration werden alle Replikate gleichzeitig durch eine Änderungstransaktion aktualisiert. In der Praxis wird dies über ein Zweiphasen Synchronisationsprotokoll (2PC) realisiert. Bei einer asynchronen Aktualisierung werden die Änderungen verzögert aktualisiert. In einem solchen Szenario kommt es zeitweise zu Inkonsistenzen. it innovations GmbH -4- www.it-innovations.de Thomas-Mann-Str. 59 beratung@it-innovations.de 90471 Nürnberg Tel.: 0911 / 98 89 -0 Beide Replikationsstrategien lassen sich zu folgenden Replikationsszenarien zusammenfas- sen: Synchron Hot Standby Server „Shared Anywhere" Daten immer konsistent Nur über 2PC realisierbar Einziger Vorteil: Lesen überall auto- nom Asynchron Verleger / Abonnent Merge Replikation Zeitweise Inkonsistenz Konfliktauflösungsstrategien notwen- dig Asymmetrisch Symmetrisch 4.3. Replikationskonflikt Bei der symmetrischen, asynchronen Replikation kann es zwischen zwei Abgleiche (Syn- chronisationen) zu parallelen Änderungen am gleichen Datensatz in zwei oder mehreren Replikaten kommen. Dieser Fall wird Replikationskonflikt genannt, der durch eine festzule- gende Logik (Resolver) aufgelöst werden muss. it innovations GmbH -5- www.it-innovations.de Thomas-Mann-Str. 59 beratung@it-innovations.de 90471 Nürnberg Tel.: 0911 / 98 89 -0 5. Datenbankreplikation mit dem Microsoft SQL-Server Der Microsoft SQL Server stellt Replikationsmechanismen bereit, die eine Abbildung der obigen Konfigurationen erlauben.