Update für Open-Source-Datenbank

Erhöhte Skalier- und Verfügbarkeit für MariaDB durch MaxScale

| Autor / Redakteur: Michael Matzer / Nico Litzel

Die vereinfachte Darstellung der Architektur von MariaDB Enterprise.
Die vereinfachte Darstellung der Architektur von MariaDB Enterprise. (Bild: MariaDB Corporation Ab)

Die relationale Open-Source-Datenbank MariaDB, eine Verzweigung von MySQL, erhält im Frühjahrs-Release 2015 mit MaxScale Funktionen, die die Skalier- und Verfügbarkeit erhöhen. So lässt es sich etwa die Power8-Plattform einsetzen. In der kommenden Version 10.1 soll die Datensicherheit durch Verschlüsselung stark erhöht werden.

MariaDB unterstützt die Architektur des IBM-POWER8-Prozessors, um die gleichzeitige Verarbeitung zahlreicher paralleler Prozesse zu ermöglichen. Die Datenbank ist nun für IBM Power8 in Red Hat Enterprise Linux 7.1 (Little Endian), Suse Linux Enterprise Server 12 und Ubuntu 14.04 verfügbar, neben rund hundert anderen im Open-Source-Universum.

Auf Power8 lasse sich die Datenbankleistung durch optimierte Server-Binärdateien um mehr als 15 Prozent steigern, teilt die MariaDB Corporation mit. „Diese Binärdateien sind das Ergebnis einer sorgfältigen Profil-Analyse und Optimierung für typische Anwendungsfälle“, sagt Rasmus Johansson, SVP Engineering bei der MariaDB Corporation. Im Vergleich zu einer Intel-IvyBridge-CPU soll sich die Leistung von MariaDB 10.0 durch Power8-Nutzung um den Faktor 2,2 steigern lassen.

MariaDB MaxScale

Für Unternehmen und Organisationen wie Universitäten sind verteilte IT-Strukturen selbstverständlich. Die zentrale Komponente, die für Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Datenbanksicherheit zuständig ist, ist die optionale Erweiterung MariaDB MaxScale. Dabei handelt es sich um eine konfigurierbare Datenbank-Proxy-Plattform, die als Proxy, Binlog-Server und Loadbalancer eingesetzt werden kann. Diese „transparente Zwischenschicht“, wie Johansson sagt, erlaubt es, Datenbankabfragen anhand von Regeln auf mehrere MariaDB-Server und -Cluster zu verteilen, ohne dass die eigentliche Applikation angepasst werden müsste.

Diese zwischen Datenbank und Applikation liegende Schicht dient einem Scale-out-Szenario mit Loadbalancing-Funktion und hat zudem die Funktion einer Firewall, das heißt, sie filtert Anfragen und Benutzer, je nach deren Sperrung oder Freigabe. „So lässt sich beispielsweise ein Full-table-Scan verhindern, der die Leistung des Systems beeinträchtigen würde“, erläutert Johansson. Dieser Filter soll aber auch SQL-Injection vorbeugen, einer verbreiteten Hackermethode.

Verteilung von Datenbanktabellen über mehrere Server

Außerdem lässt sich mit MaxScale Schema-basiertes Sharding realisieren, also die Verteilung von sehr großen Datenbanktabellen über mehrere Server hinweg, damit die Partitionen jeweils auf einen Server passen. Das verbessert die Skalierbarkeit ebenso wie der neue Binlog Router, der in Zusammenarbeit mit Booking.com konzipiert wurde. „MaxScale unterstützt auch Query Logging, indem Abfragen dupliziert werden, sodass sie bei einem Auditing als Beleg dienen können.“ Ein MaxScale-Plugin für Hadoop befinde sich in Planung.

Weitere Neuerungen erlauben die effizientere Verwaltung einer MariaDB-Installation. „Wir unterstützen das quelloffene Tool Nagios und seine Plug-in-Architektur, um Nutzern eine Always-on-Überwachung zu ermöglichen“, sagt Entwicklungsleiter Johansson. Indem MaxScale in den MariaDB Enterprise Notification Service integriert wurde, sollen die Systemwartung und die Sicherheit verbessert worden sein.

Nach seinen Angaben wird bereits Rabbit MQ für das Message Queueing genutzt. Das in Erlang geschriebene RabbitMQ ist ein quelloffener Message-Broker, der das Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) implementiert. Rabbit MQ gehört zum Open Telecom Platform Framework für Clustering und Failover.

Ein weiterer unterstützter Message-Broker ist Apache Kafka, der aber in Scala geschrieben ist. Dieser Middleware-Broker soll eine vereinheitlichte Plattform für die Verarbeitung von Echtzeit-Datenströmen bei hohem Datendurchsatz und geringer Antwortzeit bereitstellen. Das Design basiert vor allem auf Transaktions-Logs.

Das Sommer-Release MariaDB 10.1

MariaDB 10.1 ist nach Angaben von Johansson seit 13. April in seiner zweiten Betaphase: „Der Release Candidate kommt voraussichtlich im Mai und General Availability (GA) könnte bereits Ende Juni sein.“

Eine der wichtigsten Neuerungen betrifft die Verschlüsselung. Die mit Google entwickelte Encryption-Technologie schützt sowohl Daten bei der Übertragung (data in transit) als auch in Speichermedien (data at rest). „Dabei kann auch eine ganze Instanz verschlüsselt werden und im Unterschied zu Google kann bei MariaDB auch nur eine bestimmte Tabelle verschlüsselt werden“, so der Entwicklungsleiter. Das sei etwa für Webshops wichtig, bei denen es unnötig wäre, beispielsweise Produktdaten zu verschlüsseln, denn die sind ja überall verfügbar. Durch Scrubbing werden Datenreste und temporäre Tabellen entfernt.

Zudem soll es eine ausgefeilte Schlüsselverwaltung mit Zertifikaten und allem Drum und Dran geben. „Rollierende Schlüssel erhöhen die Sicherheit, denn so werden Schlüssel regelmäßig erneuert, was Missbrauch vorbeugt.“ Das sei unter anderen wichtig für Finanzinstitute, die ja ganz besonders im Fokus von Cyberangriffen stehen.

Nutzung von Flash-Memory

Nachdem MariaDB bislang vor allem auf Festplatten verfügbar war, kommt nun die Nutzung von SSDs hinzu. Das soll Zugriffe auf MariaDB-Tabellen nach Angaben Johanssons erheblich beschleunigen. Erfahrungswerte zeigen, je nach SSD-Typ und Applikation, Beschleunigungen um mindestens den Faktor zehn. Das Unternehmen Fusion-io habe die entsprechende Kompressionstechnik geliefert.

MariaDB 10.1 erlaubt zudem „Atomic Write“, berichtet Johansson: „Statt wie bisher zwecks Redundanz und Recovery zwei Mal auf HDD schreibt MariaDB nun auf SSD nur noch ein Mal.“ Das bedeutet einen Leistungsgewinn und verdoppelt zudem die Lebensdauer des Flash-Speichers gegenüber HDDs, denn hochwertige MLC- oder eMLC-SSDs halten länger als Festplatten.

Ausblick

Eine Prognose von 451 Research aus dem Jahr 2014 beziffert Einnahmen im Open-Source-Datenbanksegment (als Bestandteil des Big Data Datenbank-Marktes) im, kommenden Jahr auf fast drei Milliarden US-Dollar. Google ((http://www.google.e)) und Wikipedia ((http://de.wikipedia.org/wiki/Wikipedia)) haben ihre Datenbanken komplett von MySQL, das mittlerweile Oracle gehört, auf MariaDB umgestellt. Das deutsche Unternehmen SysEleven, das Gentoo als primäre Distribution nutzt, hat MaxScale 1.0 GA bereits getestet.

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