IT-Infrastruktur (Review) at FOM Hochschule Für Oekonomie & Management | Flashcards & Summaries

Lernmaterialien für IT-Infrastruktur (Review) an der FOM Hochschule für Oekonomie & Management

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TESTE DEIN WISSEN

Anforderung an RZ - 3:

Was ist Hochverfügbarkeit und welche Ansätze zur Umsetzung gibt es?

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Hochverfügbarkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Systems, bei Ausfall einer seiner Komponenten einen uneingeschränkten Betrieb zu gewährleisten. Ein System gilt als hochverfügbar, wenn eine Anwendung auch im Fehlerfall weiterhin verfügbar ist und im Normalfall ohne unmittelbaren menschlichen Eingriff weiter genutzt werden kann.


Ansätze zur Umsetzung:

  • Cold Standby, d.h. bei Ausfall eines Systems entsprechender Ersatz vorhanden, aber manuell umgeschaltet werden → Ausfallzeit unvermeidbar
  • Hot Standby, d.h. beim Auftreten eines Fehlers automatisch Zweitsystem gestartet → Überwachung Server Systeme gegenseitig mittels "Heartbeat"
  • Single Point of Failure (SPOF), d.h. einzelne Komponente, die zum Ausfall eines ganzen Systems führen können, vermeiden
  • Cluster Systeme (High Availability Cluster) mit redundanten Systemen, die einen Dienst übernehmen können → aufwändig (Implementierung und Administration)
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Anforderungen an RZ - 4 :

Was versteht man unter "Disaster Recovery" und wie unterscheidet sich diese Methode zu Hochverfügbarkeit?

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Disaster Recovery (DR) bezeichnet Maßnahmen, die nach einem Unglücksfall in der IT Technik durchgeführt werden müssen. Beziehen sich die Maßnahmen auf das ganze Unternehmen (unterbrechungsfreie Geschäftsablaufe) spricht man von Business Continuity.


Unterschiede DR zu Hochverfügbarkeit


Hochverfügbarkeit = bei einem vorhersehbaren Fehler geplante Maßnahmen:

  • Implementierung und Design der System im Vordergrund →"rein technische" Lösung Disaster Recovery = multiple Fehler im Rechenzentrum:
  • beinhaltet Einsatz eines alternativen Standorts (Redundanz RZ)
  • kann Techniken für Hochverfügbarkeit beinhalten
  • enthält neben technischen Lösungen notwendige Prozesse (z.B. Mitarbeiter)
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USV (UPS)

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Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) wird eingesetzt, um bei Störungen im Stromnetz die Versorgung kritischer elektrischer Lasten sicherzustellen. Die USV liefert aber keinen Notstrom.


  • Netzspannungsbereich von min. 200V bis max. 250V im Normalbetrieb
  • Überlast und Kurzschlusssicherung
  • Ausgleich von Unter und Überspannungen
  • USV Leistung größer als alle Verbraucher (i.d.R. um 25%.)
  • Autonomiezeit wird benötigt, um IT Equipment kontrolliert ohne Datenverlust herunterzufahren oder bis eine Notstromversorgung an springt
  • Autonomiezeit: mindestens 5 10 Minuten bei voller Last (bei nicht Volllast auch länger). Abhängig von Dimensionierung und Anza hl der Verbraucher.
  • Lange Akkulaufzeiten, d.h. 3 10 Jahre (abhängig von der Kapazität der mitgelieferten Akkus)


Die maximale Leistungsaufnahme eines Gerätes (Computer, Server, usw.) wird in Watt und in VA (Voltampere) angegeben.

Diese Wirkleistung wird zum Betreiben des Gerätes verwendet und in Wärme umgewandelt. Multipliziert mit der Zeit ergibt

sich daraus die maximale Arbeit in Wattstunden bzw. als nächst größere Einheit in Kilo Wattstunden ( Wh , kwh ). Die

Scheinleistung ist dagegen die Summe von Wirkleistung und einer sogenannten Blindleistung. Die Blindleistung ist jene

Leistung, die zwischen Erzeuger und einem Verbraucher pendelt. Kabel und USV Anlagen müssen die Scheinleistung übertragen können.

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USV-Arten

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USV-Arten:


  • Offline
    • Ohne Spannungswandlung bei Netzausfall Batteriebetrieb kaum noch im Einsatz
  • Line interactive / Hybrid
    • Automatic Voltage Regulator (AVR) bei Netzausfall und Spannungsschwankungen Batteriebetrieb
  • Online
    • Netzspannung nur über USV Einsatz von Dauerwandler Netzspannung nur bei Ausfall USV


Notstrom-Aggregat

  • Eigenes kleines Kraftwerk, meist Diesel betrieben
  • (Automatischer) Anlauf bei Stromausfall
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Welche Anforderung werden an die Kühlung eines Rechenzentrums gestellt? (Wichtig)

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• Sicherstellen von Luftkonditionen für die Hochverfügbarkeit von Rechenzentren (primär)
• Geringe Energiekosten
• Modular gemäß steigender Last erweiterbar
• Geringe Betriebskosten, Wartungsaufwand, Baugröße
• Niedriger Schallpegel
• Einfache Bedienung und Analyse


Kühlung kann bis zu 50% des gesamten Energieverbrauchs in Serverraumen und Rechenzentren ausmachen. Konzepte für energieeffizientes Kühlen sind daher für kleine wie auch größere IT Systeme wichtig.


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Virtualisierung vs. Verfügbarkeit

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Fällt der Virtualisierungs Host aus, fallen alle VMs aus...

Gefordert: Migration von Ressourcen auf anderen Host (live migration)

  • Geplant --> Hand-Over
  • Im Fehlerfall/ungeplant --> Fail-Over

Beispiel: VMWare / vMotion


Leichte und flexible Verwaltung von VMs über Management Console...

  • Ressourcen Zuteilung
  • Monitoring
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Container im Bereich der Virtualisierung

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Container teilen sich den Betriebssystem Kern mit dem Host "Leichtgewicht"


Vorteile gegenüber klassischer Virtualisierung

  • Weniger Speicher Verbrauch
  • Schneller Start
  • Container Images sind leicht im Repository verwaltbar
  • Schichten der Images
    • z. B. Grund Installation + Anwendung + Konfigurationsanpassung
  • Unabhängigkeit und Versionierung der Images

Beispiel:

Docker

Windows Container Services (Docker for Windows)

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Was ist ein RAID?

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Redundant Array of Independent Disks

Zusammenfassung mehrerer physikalischer Festplatten zu einem logischen Laufwerk

Amdahl’s Gesetz: Langsamste Komponente behindert Leistungssteigerungen
→ ausgewogenes Verhältnis CPU
Speicher I/O nötig
→ CPU und Speicher skalieren mit der Halbleitertechnologie

Vorteile

  • Redundante Speicherung (Ausfallsicherheit)
  • Lastverteilung (Performance-Gewinn)
  • Fehlererkennung und Korrektur (höher Zuverlässigkeit)


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Wie werden die verschiedenen RAID-Level gebaut?

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TESTE DEIN WISSEN

Mirroring (RAID 1)

  • Spiegelung
  • Daten werden redundant auf zwei oder mehr physikalische Platten geschrieben.

Striping (RAID 0)

Zusammenhängende Daten werden (meist blockweise) über mehrere physikalische Laufwerke verteilt

Error Correction Code

Zusätzliche Daten werden geschrieben, um Fehler zu erkennen und evtl zu korrigieren zB. Prüfsumme Parity

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Wie wird ein RAID realisiert?

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Steuerung

  • Software RAID
    • Betriebssystem bzw. Treiber realisiert RAID
  • Hardware RAID
    • RAID Controller, z.B. als PCI Karte

Bauform

  • Intern
  • Externes Gerät
    • Anschluss als normales externes Laufwerk
    • SAN (Storage Area Network)
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Erklären Sie Backup, Restore und Archivierung.

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Backpup

• Kopieren von Daten auf anderes Speichermedium oder Rechnersystem
• Backup System und Library erforderlich
• Auslagerung von Backupmedien

Restore

• Wiederherstellen von verlorenen Daten

Archivierung

• Dauerhafte Speicherung von unveränderlichen Daten (typisch bspw bei E-Mails
• Nachweis der Unveränderlichkeit Revisionssicherheit
• Geeignete Datenformate

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Anforderungen an - RZ 2:
Was bedeutet Redundanz und welche verschieden Arten gibt es?

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TESTE DEIN WISSEN

Redundanz

ist das zusätzliche Vorhandensein funktional gleicher oder vergleichbarer Ressourcen eines technischen Systems, wenn diese bei einem störungsfreien Betrieb im Normalfall nicht benötigt werden. (z.B. redundante Informationen, komplette Geräte und Leistungsreserven)


  • Heiße Redundanz (aktive oder parallele Redundanz):
    • Das zusätzliche technische Mittel ist ständig in Betrieb und unterliegt funktionsbedingter Beanspruchung, d.h. der gleichen Beanspruchung wie die Primäreinheit.
  • Warme Redundanz (leicht belastete Redundanz):
    • Das Redundanzmittel ist bis zum Ausfall der arbeitenden Einheit oder bis zu seinem eigenen Ausfall einer kleineren Belastung ausgesetzt.
  • Kalte Redundanz (Standby- , unbelastete Redundanz):
    • Das zusätzliche technische Mittel ist bis zum Ausfall der arbeitenden Einheit keiner Belastung ausgesetzt


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Q:

Anforderung an RZ - 3:

Was ist Hochverfügbarkeit und welche Ansätze zur Umsetzung gibt es?

A:

Hochverfügbarkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Systems, bei Ausfall einer seiner Komponenten einen uneingeschränkten Betrieb zu gewährleisten. Ein System gilt als hochverfügbar, wenn eine Anwendung auch im Fehlerfall weiterhin verfügbar ist und im Normalfall ohne unmittelbaren menschlichen Eingriff weiter genutzt werden kann.


Ansätze zur Umsetzung:

  • Cold Standby, d.h. bei Ausfall eines Systems entsprechender Ersatz vorhanden, aber manuell umgeschaltet werden → Ausfallzeit unvermeidbar
  • Hot Standby, d.h. beim Auftreten eines Fehlers automatisch Zweitsystem gestartet → Überwachung Server Systeme gegenseitig mittels "Heartbeat"
  • Single Point of Failure (SPOF), d.h. einzelne Komponente, die zum Ausfall eines ganzen Systems führen können, vermeiden
  • Cluster Systeme (High Availability Cluster) mit redundanten Systemen, die einen Dienst übernehmen können → aufwändig (Implementierung und Administration)
Q:

Anforderungen an RZ - 4 :

Was versteht man unter "Disaster Recovery" und wie unterscheidet sich diese Methode zu Hochverfügbarkeit?

A:

Disaster Recovery (DR) bezeichnet Maßnahmen, die nach einem Unglücksfall in der IT Technik durchgeführt werden müssen. Beziehen sich die Maßnahmen auf das ganze Unternehmen (unterbrechungsfreie Geschäftsablaufe) spricht man von Business Continuity.


Unterschiede DR zu Hochverfügbarkeit


Hochverfügbarkeit = bei einem vorhersehbaren Fehler geplante Maßnahmen:

  • Implementierung und Design der System im Vordergrund →"rein technische" Lösung Disaster Recovery = multiple Fehler im Rechenzentrum:
  • beinhaltet Einsatz eines alternativen Standorts (Redundanz RZ)
  • kann Techniken für Hochverfügbarkeit beinhalten
  • enthält neben technischen Lösungen notwendige Prozesse (z.B. Mitarbeiter)
Q:

USV (UPS)

A:

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) wird eingesetzt, um bei Störungen im Stromnetz die Versorgung kritischer elektrischer Lasten sicherzustellen. Die USV liefert aber keinen Notstrom.


  • Netzspannungsbereich von min. 200V bis max. 250V im Normalbetrieb
  • Überlast und Kurzschlusssicherung
  • Ausgleich von Unter und Überspannungen
  • USV Leistung größer als alle Verbraucher (i.d.R. um 25%.)
  • Autonomiezeit wird benötigt, um IT Equipment kontrolliert ohne Datenverlust herunterzufahren oder bis eine Notstromversorgung an springt
  • Autonomiezeit: mindestens 5 10 Minuten bei voller Last (bei nicht Volllast auch länger). Abhängig von Dimensionierung und Anza hl der Verbraucher.
  • Lange Akkulaufzeiten, d.h. 3 10 Jahre (abhängig von der Kapazität der mitgelieferten Akkus)


Die maximale Leistungsaufnahme eines Gerätes (Computer, Server, usw.) wird in Watt und in VA (Voltampere) angegeben.

Diese Wirkleistung wird zum Betreiben des Gerätes verwendet und in Wärme umgewandelt. Multipliziert mit der Zeit ergibt

sich daraus die maximale Arbeit in Wattstunden bzw. als nächst größere Einheit in Kilo Wattstunden ( Wh , kwh ). Die

Scheinleistung ist dagegen die Summe von Wirkleistung und einer sogenannten Blindleistung. Die Blindleistung ist jene

Leistung, die zwischen Erzeuger und einem Verbraucher pendelt. Kabel und USV Anlagen müssen die Scheinleistung übertragen können.

Q:

USV-Arten

A:

USV-Arten:


  • Offline
    • Ohne Spannungswandlung bei Netzausfall Batteriebetrieb kaum noch im Einsatz
  • Line interactive / Hybrid
    • Automatic Voltage Regulator (AVR) bei Netzausfall und Spannungsschwankungen Batteriebetrieb
  • Online
    • Netzspannung nur über USV Einsatz von Dauerwandler Netzspannung nur bei Ausfall USV


Notstrom-Aggregat

  • Eigenes kleines Kraftwerk, meist Diesel betrieben
  • (Automatischer) Anlauf bei Stromausfall
Q:

Welche Anforderung werden an die Kühlung eines Rechenzentrums gestellt? (Wichtig)

A:

• Sicherstellen von Luftkonditionen für die Hochverfügbarkeit von Rechenzentren (primär)
• Geringe Energiekosten
• Modular gemäß steigender Last erweiterbar
• Geringe Betriebskosten, Wartungsaufwand, Baugröße
• Niedriger Schallpegel
• Einfache Bedienung und Analyse


Kühlung kann bis zu 50% des gesamten Energieverbrauchs in Serverraumen und Rechenzentren ausmachen. Konzepte für energieeffizientes Kühlen sind daher für kleine wie auch größere IT Systeme wichtig.


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Q:

Virtualisierung vs. Verfügbarkeit

A:

Fällt der Virtualisierungs Host aus, fallen alle VMs aus...

Gefordert: Migration von Ressourcen auf anderen Host (live migration)

  • Geplant --> Hand-Over
  • Im Fehlerfall/ungeplant --> Fail-Over

Beispiel: VMWare / vMotion


Leichte und flexible Verwaltung von VMs über Management Console...

  • Ressourcen Zuteilung
  • Monitoring
Q:

Container im Bereich der Virtualisierung

A:

Container teilen sich den Betriebssystem Kern mit dem Host "Leichtgewicht"


Vorteile gegenüber klassischer Virtualisierung

  • Weniger Speicher Verbrauch
  • Schneller Start
  • Container Images sind leicht im Repository verwaltbar
  • Schichten der Images
    • z. B. Grund Installation + Anwendung + Konfigurationsanpassung
  • Unabhängigkeit und Versionierung der Images

Beispiel:

Docker

Windows Container Services (Docker for Windows)

Q:

Was ist ein RAID?

A:

Redundant Array of Independent Disks

Zusammenfassung mehrerer physikalischer Festplatten zu einem logischen Laufwerk

Amdahl’s Gesetz: Langsamste Komponente behindert Leistungssteigerungen
→ ausgewogenes Verhältnis CPU
Speicher I/O nötig
→ CPU und Speicher skalieren mit der Halbleitertechnologie

Vorteile

  • Redundante Speicherung (Ausfallsicherheit)
  • Lastverteilung (Performance-Gewinn)
  • Fehlererkennung und Korrektur (höher Zuverlässigkeit)


Q:

Wie werden die verschiedenen RAID-Level gebaut?

A:

Mirroring (RAID 1)

  • Spiegelung
  • Daten werden redundant auf zwei oder mehr physikalische Platten geschrieben.

Striping (RAID 0)

Zusammenhängende Daten werden (meist blockweise) über mehrere physikalische Laufwerke verteilt

Error Correction Code

Zusätzliche Daten werden geschrieben, um Fehler zu erkennen und evtl zu korrigieren zB. Prüfsumme Parity

Q:

Wie wird ein RAID realisiert?

A:

Steuerung

  • Software RAID
    • Betriebssystem bzw. Treiber realisiert RAID
  • Hardware RAID
    • RAID Controller, z.B. als PCI Karte

Bauform

  • Intern
  • Externes Gerät
    • Anschluss als normales externes Laufwerk
    • SAN (Storage Area Network)
Q:

Erklären Sie Backup, Restore und Archivierung.

A:

Backpup

• Kopieren von Daten auf anderes Speichermedium oder Rechnersystem
• Backup System und Library erforderlich
• Auslagerung von Backupmedien

Restore

• Wiederherstellen von verlorenen Daten

Archivierung

• Dauerhafte Speicherung von unveränderlichen Daten (typisch bspw bei E-Mails
• Nachweis der Unveränderlichkeit Revisionssicherheit
• Geeignete Datenformate

Q:

Anforderungen an - RZ 2:
Was bedeutet Redundanz und welche verschieden Arten gibt es?

A:

Redundanz

ist das zusätzliche Vorhandensein funktional gleicher oder vergleichbarer Ressourcen eines technischen Systems, wenn diese bei einem störungsfreien Betrieb im Normalfall nicht benötigt werden. (z.B. redundante Informationen, komplette Geräte und Leistungsreserven)


  • Heiße Redundanz (aktive oder parallele Redundanz):
    • Das zusätzliche technische Mittel ist ständig in Betrieb und unterliegt funktionsbedingter Beanspruchung, d.h. der gleichen Beanspruchung wie die Primäreinheit.
  • Warme Redundanz (leicht belastete Redundanz):
    • Das Redundanzmittel ist bis zum Ausfall der arbeitenden Einheit oder bis zu seinem eigenen Ausfall einer kleineren Belastung ausgesetzt.
  • Kalte Redundanz (Standby- , unbelastete Redundanz):
    • Das zusätzliche technische Mittel ist bis zum Ausfall der arbeitenden Einheit keiner Belastung ausgesetzt


IT-Infrastruktur (Review)

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