Grundlegendes zu Datenbankverfügbarkeitsgruppen

Letztes Änderungsdatum des Themas: 2010-01-13

Eine Datenbankverfügbarkeitsgruppe (Database Availability Group, DAG) ist die Basiskomponente des Frameworks für hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit für Standorte in Microsoft Exchange Server 2010. Eine Datenbankverfügbarkeitsgruppe besteht aus bis zu 16 Postfachservern, die einen Satz Datenbanken hosten und eine automatische Wiederherstellung auf Datenbankebene nach Fehlern bieten, die einzelne Server oder Datenbanken betreffen.

Eine Datenbankverfügbarkeitsgruppe stellt eine Abgrenzung für die Replikation der Postfachdatenbank, für Datenbank- und Serverswitchover, für Failover sowie für eine interne Komponente namens Active Manager dar. Active Manager ist eine Exchange 2010-Komponente, die Switchover- und Failovervorgänge verwaltet und auf jedem Server in einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe ausgeführt wird. Weitere Informationen zu Active Manager finden Sie in Grundlegendes zu Active Manager.

Jeder Server in einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe kann als Host für eine Kopie einer Postfachdatenbank eines beliebigen anderen Servers in der Datenbankverfügbarkeitsgruppe fungieren. Wenn einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe ein Server hinzugefügt wird, wird dieser mit den anderen Servern in der DAG eingesetzt, um eine automatische Wiederherstellung nach Fehlern zu bieten, die Postfachdatenbanken betreffen, z. B. Datenträger- oder Serverfehler.

Inhalt

Lebenszyklus einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe

Verwenden einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe für hohe Verfügbarkeit

Verwenden einer DAG zum Bereitstellen von Ausfallsicherheit für Standorte

Lebenszyklus einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe

Datenbankverfügbarkeitsgruppen (DAGs) nutzen eine Funktion von Exchange 2010, die als inkrementelle Bereitstellung bezeichnet wird. Hierbei handelt es sich um die Fähigkeit, die Dienst- und Datenverfügbarkeit für alle Postfachserver und Datenbanken bereitstellen zu können, nachdem Exchange installiert wurde. Nachdem Sie Exchange 2010 bereitgestellt haben, können Sie eine Datenbankverfügbarkeitsgruppe erstellen, Postfachserver zur DAG hinzufügen und anschließend Postfachdatenbanken zwischen den DAG-Mitgliedern replizieren.

Eine Datenbankverfügbarkeitsgruppe wird mithilfe des Cmdlets New-DatabaseAvailabilityGroup erstellt. Eine DAG wird zunächst als leeres Objekt in Active Directory erstellt. Das Verzeichnisobjekt dient zum Speichern relevanter Informationen über die Datenbankverfügbarkeitsgruppe, z. B. Servermitgliedschaftsinformationen. Wenn ein Administrator der DAG den ersten Server hinzufügt, wird für die Datenbankverfügbarkeitsgruppe automatisch ein Failovercluster erstellt. Darüber hinaus wird die Infrastruktur zur Überwachung der Server auf Netzwerk- oder Serverfehler initiiert. Der Failovercluster-Taktmechanismus und die Clusterdatenbank werden dann zum Verfolgen und Verwalten von Informationen zur DAG verwendet, die sich schnell ändern können, wie beispielsweise Datenbankeinbindungsstatus, Replikationsstatus und Standort der letzten Einbindung.

Während der Erstellung erhält die Datenbankverfügbarkeitsgruppe einen eindeutigen Namen und ihr wird mindestens eine statische IP-Adresse zugeordnet, sofern sie nicht für die Verwendung von DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) konfiguriert wird. Sie können eine einzelne IP-Adresse oder eine durch Komma getrennte Liste mit IP-Adressen angeben, indem Sie den Parameter DatabaseAvailabilityGroupIPAddresses verwenden.

Angenommen, eine Datenbankverfügbarkeitsgruppe umfasst drei Server. Zwei der Server (EX1 und EX2) sind im selben Subnetz (10.0.0.0) vorhanden, der dritte Server (EX3) befindet sich in einem anderen Subnetz (192.168.0.0). Der Administrator führt die folgenden Befehle aus:

New-DatabaseAvailabilityGroup -Name DAG1 -DatabaseAvailabilityGroupIPAddresses 10.0.0.5,192.168.0.5
Add-DatabaseAvailabilityGroupServer -Identity DAG1 -MailboxServer EX1
Add-DatabaseAvailabilityGroupServer -Identity DAG1 -MailboxServer EX2
Add-DatabaseAvailabilityGroupServer -Identity DAG1 -MailboxServer EX3

Hinweis

Wenn Sie den Parameter DatabaseAvailabilityGroupIPAddresses mit dem Wert 0.0.0.0 konfigurieren, verwendet die DAG (Cluster) DHCP für ihre IP-Adressen oder IP-Adressressourcen.

Der Cluster für DAG1 wird erstellt, wenn EX1 der Datenbankverfügbarkeitsgruppe hinzugefügt wird. Während der Clustererstellung ruft das Cmdlet Add-DatabaseAvailabilityGroupServer die für die DAG konfigurierten IP-Adressen ab und ignoriert dabei alle Adressen, die nicht mit einem der Subnetze auf EX1 übereinstimmen. In diesem Beispiel wird der Cluster für DAG1 mit der IP-Adresse 10.0.0.5 erstellt, die Adresse 192.168.0.5 wird ignoriert.

Anschließend wird EX2 hinzugefügt. Das Cmdlet Add-DatabaseAvailabilityGroupServer ruft erneut die für die Datenbankverfügbarkeitsgruppe konfigurierten IP-Adressen ab. Es gibt keine Änderungen an den IP-Adressen des Clusters, da EX2 sich im selben Subnetz befindet wie EX1.

Nun wird EX3 hinzugefügt. Wieder ruft das Cmdlet Add-DatabaseAvailabilityGroupServer die für die Datenbankverfügbarkeitsgruppe konfigurierten IP-Adressen ab. Da ein Subnetz mit der Adresse 192.168.0.5 auf EX3 vorliegt, wird 192.168.0.5 als IP-Adressressource in der Clustergruppe hinzugefügt. Zusätzlich wird automatisch eine OR-Abhängigkeit für die Netzwerknamenressource jeder IP-Adressressource konfiguriert. Die Adresse 192.168.0.5 wird vom Cluster verwendet, wenn die Clustergruppe auf EX3 verschoben wird.

Windows-Failoverclustering registriert die IP-Adressen für den Cluster in DNS (Domain Name System), wenn die Netzwerknamenressource online geschaltet wird. Darüber hinaus wird ein Clusternetzwerkobjekt (CNO) in Active Directory erstellt. Der Name, die IP-Adresse und der CNO für den Cluster werden intern vom System verwendet, um die Datenbankverfügbarkeitsgruppe zu schützen und die interne Kommunikation zu unterstützen. Administratoren und Endbenutzer müssen keine Verbindung zu dem Namen oder der IP-Adresse der Datenbankverfügbarkeitsgruppe herstellen.

Zusätzlich zu einem Namen oder mindestens einer IP-Adresse wird die Datenbankverfügbarkeitsgruppe zur Verwendung eines Zeugenservers und eines Zeugenverzeichnisses konfiguriert. Der Zeugenserver und das Zeugenverzeichnis werden entweder automatisch durch das System angegeben oder können manuell vom Administrator festgelegt werden.

Standardmäßig ist eine DAG so entworfen, dass sie die integrierte fortlaufende Replikation zum Replizieren von Postfachdatenbankservern in der Datenbankverfügbarkeitsgruppe verwendet. Wenn Sie eine Drittanbieterlösung für die Datenreplikation verwenden, die die Exchange 2010-API für die Drittanbieterreplikation verwendet, müssen Sie die DAG im Drittanbieter-Replikationsmodus erstellen. Hierzu verwenden Sie das Cmdlet New-DatabaseAvailabilityGroup mit dem Parameter ThirdPartyReplication. Nachdem dieser Modus aktiviert wurde, kann er nicht mehr deaktiviert werden.

Nachdem die Datenbankverfügbarkeitsgruppe erstellt wurde, können der DAG Postfachserver hinzugefügt werden. Wenn der Datenbankverfügbarkeitsgruppe der erste Server hinzugefügt wurde, wird ein Cluster für die DAG gebildet. Datenbankverfügbarkeitsgruppen machen eingeschränkten Gebrauch vom Windows- Failoverclustering, und zwar von Clustertakt, Clusternetzwerken und Clusterdatenbank (zum Speichern von Daten, die sich ändern oder sich schnell ändern können, beispielsweise Änderungen des Datenbankzustands von Aktiv nach Passiv oder umgekehrt, oder von Eingebunden nach Nicht eingebunden und umgekehrt). Werden der Datenbankverfügbarkeitsgruppe weitere Server hinzugefügt, treten diese dem zugrunde liegenden Cluster bei (und das Quorummodell des Clusters wird bei Bedarf automatisch durch das System angepasst), und der Server wird dem DAG-Objekt in Active Directory hinzugefügt.

Nachdem einer DAG Postfachserver hinzugefügt wurden, können Sie verschiedene DAG-Eigenschaften konfigurieren, beispielsweise die Verwendung von Netzwerkverschlüsselung oder Netzwerkkomprimierung für die Datenbankreplikation innerhalb der Datenbankverfügbarkeitsgruppe. Sie können außerdem DAG-Netzwerke konfigurieren und bei Bedarf zusätzliche DAG-Netzwerke erstellen.

Nachdem Sie einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe Mitglieder hinzugefügt und die DAG konfiguriert haben, können die aktiven Postfachdatenbanken auf jedem Server auf den anderen DAG-Mitgliedern repliziert werden. Nach dem Erstellen von Postfachdatenbankkopien können Sie die Integrität und den Status der Kopien mithilfe einer Vielzahl von integrierten Überwachungstools überwachen. Zusätzlich können Sie bei Bedarf Datenbank- und Serverswitchover durchführen.

Weitere Informationen zum Erstellen von DAGs, zum Verwalten der DAG-Mitgliedschaft, zum Konfigurieren von DAG-Eigenschaften, zum Erstellen und Überwachen von Postfachdatenbankkopien und zum Durchführen eines Switchover finden Sie unter Verwalten von hoher Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit für Standorte.

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Verwenden einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe für hohe Verfügbarkeit

Das nachfolgende Beispiel soll veranschaulichen, wie eine DAG eine hohe Verfügbarkeit für Ihre Postfachdatenbanken sicherstellen kann. Im Beispiel wird eine Datenbankverfügbarkeitsgruppe mit fünf Mitgliedern verwendet. Diese DAG wird in der folgenden Abbildung dargestellt.

Datenbankverfügbarkeitsgruppe
Database Availability Group (DAG)

In der vorstehenden Abbildung handelt es sich bei den grün dargestellten Datenbanken um aktive Postfachdatenbankkopien, die blau dargestellten Datenbanken sind passive Postfachdatenbankkopien. In diesem Beispiel werden die Datenbankkopien nicht auf jedem Server gespiegelt, sondern über mehrere Server verteilt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass keine zwei Server in der DAG über denselben Satz an Datenbankkopien verfügen. Auf diese Weise wird mehr Ausfallsicherheit für die DAG erzielt, wenn beispielsweise andere Komponenten aufgrund von Wartungsarbeiten offline geschaltet werden.

Im folgenden Szenario wird anhand der zuvor genannten Beispiel-DAG die Ausfallsicherheit im Falle verschiedener Datenbank- und Serverfehler veranschaulicht.

Zunächst arbeiten alle Datenbanken und Server fehlerfrei. Ein Administrator muss einige Betriebssystemupdates auf EX2 installieren. Der Administrator führt ein Serverswitchover aus, wodurch die Kopie von DB4 auf einem anderen Postfachserver aktiviert wird. Ein Serverswitchover ist eine Aufgabe, die ein Administrator durchführt, um alle aktiven Postfachdatenbankkopien vom aktuellen Server auf einen oder mehrere andere Postfachserver in der DAG zu verschieben, um den aktuellen Server auf einen geplanten Ausfall vorzubereiten. Der Administrator kann ein Serverswitchover durchführen, indem er den folgenden Befehl in der Exchange-Verwaltungsshell ausführt.

Move-ActiveMailboxDatabase -Server EX2

In diesem Beispiel gibt es nur eine aktive Postfachdatenbank auf EX2 (DB4), daher wird nur eine aktive Postfachdatenbankkopie verschoben. Da der Administrator im vorstehenden Befehl den Parameter ActivateOnServer nicht angegeben hat, wählt das System die bestmögliche neue aktive Kopie. Im Beispiel wurde vom System die Kopie auf EX5 gewählt, wie in der nachfolgenden Abbildung gezeigt wird.

Datenbankverfügbarkeitsgruppe mit einem Server, der zur Wartung offline geschaltet wurde

DAG mit einem Offlineserver

Während der Administrator die Wartungsarbeiten auf EX2 durchführt, kommt es auf EX3 zu einem schweren Hardwarefehler, sodass EX3 offline geht. Vor dem Ausfall von EX3 wurde die aktive Kopie von DB2 gehostet. Zur Wiederherstellung aktiviert das System innerhalb von 30 Sekunden automatisch die Kopie von DB2, die auf EX1 gehostet wird, siehe folgende Abbildung.

Datenbankverfügbarkeitsgruppe mit einem Server, der zur Wartung offline geschaltet wurde, und einem ausgefallenen Server

DAG mit einem Offlineserver und einem ausgefallenen Server

Nachdem die geplanten Wartungsarbeiten auf EX2 abgeschlossen wurden, schaltet der Administrator den Server wieder online. Sobald EX2 wieder verfügbar ist, werden die weiteren Mitglieder der DAG benachrichtigt, und die Kopien von DB1, DB4 und DB5, die auf EX2 gehostet werden, werden automatisch mit der aktiven Kopie jeder Datenbank synchronisiert. Dieser Vorgang wird in der folgenden Abbildung dargestellt.

Datenbankverfügbarkeitsgruppe mit einem wiederhergestellten Server, dessen Datenbankkopien neu synchronisiert werden

DAG mit wiederhergestelltem Server und erneuter Synchronisierung der Datenbanken

Nachdem die ausgefallene Hardwarekomponente auf EX3 durch eine neue Komponente ersetzt wurde, wird EX3 wieder online geschaltet. Sobald EX3 wieder verfügbar ist, werden (wie zuvor bei EX2) die weiteren Mitglieder der DAG benachrichtigt, und die Kopien von DB2, DB3 und DB4, die auf EX3 gehostet werden, werden automatisch mit der aktiven Kopie jeder Datenbank synchronisiert. Dieser Vorgang wird in der folgenden Abbildung dargestellt.

Datenbankverfügbarkeitsgruppe mit einem reparierten Server, dessen Datenbankkopien neu synchronisiert werden

DAG mit Mitglied und erneuter Synchronisierung der Datenbankkopien

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Verwenden einer DAG zum Bereitstellen von Ausfallsicherheit für Standorte

Zusätzlich zur Bereitstellung von hoher Verfügbarkeit innerhalb eines Datencenters kann eine Datenbankverfügbarkeitsgruppe auch auf andere Datencenter ausgeweitet werden, um Ausfallsicherheit für Standorte beim Einsatz von mehreren Datencentern zu bieten. In der vorangegangenen Beispielabbildung befindet sich die DAG in einem einzelnen Datencenter und an einem einzigen Active Directory-Standort. Die inkrementelle Bereitstellung kann dazu verwendet werden, diese DAG auf ein zweites Datencenter (und einen zweiten Active Directory-Standort) auszuweiten, indem ein Postfachserver und die erforderlichen unterstützenden Ressourcen (ein oder zwei Active Directory-Server und einer oder mehrere Hub-Transport-Server und Clientzugriffsserver) bereitgestellt werden. Anschließend wird der Postfachserver der DAG hinzugefügt (siehe Abbildung unten).

Datenbankverfügbarkeitsgruppe, die auf zwei Active Directory-Standorte ausgeweitet wurde

DAG erweitert über zwei Active Directory-Standorte

In diesem Beispiel wird eine passive Kopie jeder aktiven Datenbank im Datencenter Redmond auf EX6 im Datencenter Dublin konfiguriert.

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