Unter Failover versteht man im Kontext der Backend-Entwicklung die automatische und nahtlose Übertragung der Arbeitslast von einer fehlerhaften oder nicht reagierenden Systemkomponente auf eine Standby- oder Backup-Komponente, wodurch eine ununterbrochene Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Leistung einer Anwendung gewährleistet wird. Das Hauptziel eines Failover-Mechanismus besteht darin, die Anwendungsverfügbarkeit zu maximieren und die potenziellen Auswirkungen von Systemausfällen auf Endbenutzer und Geschäftsprozesse zu minimieren, indem der Zustand und die Reaktionsfähigkeit der Systemkomponenten kontinuierlich überwacht und bei Bedarf ein automatisches Failover eingeleitet wird.
Failover-Systeme können auf verschiedenen Ebenen der Backend-Architektur implementiert werden, einschließlich Datenbank, Server und Netzwerk. Die Art des Failover-Mechanismus hängt von der Infrastruktureinrichtung, den Redundanzanforderungen und dem in der Backend-Architektur verwendeten Technologie-Stack ab. Die Implementierung eines Failovers umfasst in der Regel die Erstellung redundanter Komponenten, die Überwachung der primären Komponenten und die Festlegung vordefinierter Regeln oder Auslöser zum Initiieren eines Failover-Prozesses, wenn ein bestimmter Schwellenwert oder eine bestimmte Bedingung erfüllt ist. Der Übergang von den primären zu den redundanten Komponenten muss so nahtlos und schnell wie möglich erfolgen, um Ausfallzeiten zu minimieren und Serviceunterbrechungen für die Endbenutzer zu vermeiden.
Eine der häufigsten Arten von Failover-Systemen im Backend-Entwicklungskontext ist das Datenbank-Failover, das eine hohe Verfügbarkeit und Belastbarkeit des Datenbanksystems im Falle eines Hardware- oder Softwarefehlers, einer Datenbeschädigung oder einer anderen Infrastrukturstörung gewährleistet. Datenbank-Failover kann mithilfe verschiedener Techniken wie Master-Slave-Replikation, Multi-Master-Replikation und Cluster mit Lastausgleich implementiert werden. Bei einem Master-Slave-Replikationsaufbau werden Lese- und Schreibvorgänge auf einer Primärdatenbank (Master) ausgeführt, während eine oder mehrere Sicherungsdatenbanken (Slaves) kontinuierlich mit der Primärdatenbank synchronisiert werden und alle Änderungen replizieren. Sollte die Primärdatenbank ausfallen, schaltet das System schnell auf eine Slave-Datenbank um und Lese- und Schreibvorgänge werden ohne Ausfallzeiten oder Datenverlust fortgesetzt.
Ein weiteres weit verbreitetes Failover-Konzept ist Server Failover, das die hohe Verfügbarkeit der Serverinfrastruktur gewährleistet, auf der die Backend-Anwendung gehostet wird. Server-Failover kann mit mehreren Ansätzen eingerichtet werden, z. B. Server-Clustering, Virtualisierung und Containerisierung. Beim Server-Clustering werden Gruppen miteinander verbundener Server erstellt, wobei jeder Server über die erforderlichen Hardware- und Softwareressourcen verfügt, um die gesamte Backend-Anwendung auszuführen. Wenn ein Server im Cluster ausfällt, übernimmt ein anderer Server die Arbeitslast und stellt so sicher, dass die Anwendung verfügbar und betriebsbereit bleibt. Auch Virtualisierung und Containerisierung, etwa mit Docker und Kubernetes, können zur Implementierung von Server-Failover-Lösungen genutzt werden. Diese Technologien ermöglichen die Ausführung von Backend-Anwendungen in isolierten, virtuellen Umgebungen, die bei einem Ausfall schnell auf andere Hardware migriert werden können.
Neben Datenbank- und Server-Failover ist Netzwerk-Failover ein wesentlicher Aspekt zur Gewährleistung der hohen Verfügbarkeit von Backend-Anwendungen, da Netzwerkunterbrechungen die Anwendungsleistung erheblich beeinträchtigen können. Netzwerk-Failover kann mithilfe verschiedener Mechanismen implementiert werden, darunter redundante Netzwerkgeräte, Lastausgleich und Multi-Datacenter-Setups. Redundante Netzwerkgeräte wie Switches, Router und Firewalls verringern das Risiko eines Single Point of Failure in der Netzwerkinfrastruktur. Lastausgleichstechniken verteilen den Netzwerkverkehr auf mehrere Server oder Rechenzentren und sorgen so für optimale Leistung und Verfügbarkeit, selbst wenn eine Netzwerkkomponente ausfällt. Multi-Rechenzentrums-Setups bieten zusätzliche Redundanz, indem sie Backend-Anwendungen in geografisch verteilten Rechenzentren hosten und so Risiken im Zusammenhang mit Naturkatastrophen oder regionalen Netzwerkausfällen mindern.
Die no-code Plattform AppMaster , ein leistungsstarkes Tool zum Erstellen von Backend-, Web- und mobilen Anwendungen, nutzt zustandslose Backend-Anwendungen, die mit Go generiert und in Docker-Container gepackt werden, was eine konsistente Leistung gewährleistet und ein nahtloses Failover und Skalierbarkeit bei Ausfällen oder Erhöhungen ermöglicht Belastung. AppMaster Anwendungen können mit jeder PostgreSQL -kompatiblen Datenbank als Primärdatenbank arbeiten, was zahlreiche Optionen für die Implementierung von Datenbank-Failover-Lösungen bietet. Darüber hinaus unterstützt AppMaster Plattform die Cloud-Bereitstellung, was die Failover-Funktionen durch die Nutzung der integrierten Redundanz- und Failover-Mechanismen verschiedener Cloud-Dienstanbieter weiter verbessert und so eine hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit für die generierten Anwendungen gewährleistet.
Failover ist ein entscheidender Aspekt der Backend-Entwicklung und stellt sicher, dass Anwendungen auch bei Hardware-, Software- oder Netzwerkausfällen verfügbar und leistungsfähig bleiben. Durch die Implementierung von Failover-Lösungen auf mehreren Ebenen – Datenbank, Server und Netzwerk – können Backend-Entwickler die Auswirkungen von Systemausfällen auf Endbenutzer minimieren, die Datenintegrität wahren und Service Level Agreements (SLAs) einhalten. Die no-code Plattform AppMaster bietet durch ihre zustandslose Backend-Architektur, die Unterstützung für PostgreSQL-kompatible Datenbanken und die nahtlose Integration mit Cloud-Bereitstellungsdiensten eine solide Grundlage für die Erstellung hochverfügbarer, belastbarer und Failover-fähiger Backend-Anwendungen.
