13.1 Server-Grundlagen Einordnung Diese Seite gehört zum Kapitel: Server, Virtualisierung und Hochverfügbarkeit Bevor man virtuelle Maschinen, Cluster oder Hochverfügbarkeit versteht, sollte man zuerst wissen, was ein Server grundsätzlich ist und welche Aufgaben er in einer IT-Infrastruktur übernimmt. Was ist ein Server? Ein Server ist ein System, das anderen Geräten im Netzwerk Dienste, Daten oder Anwendungen bereitstellt. Andere Geräte, die diese Dienste nutzen, nennt man Clients. Beispiel: Rolle Aufgabe Server Stellt einen Dienst bereit Client Nutzt den Dienst Ein Server kann ein physisches Gerät, eine virtuelle Maschine oder ein Container sein. Einfaches Beispiel Ein Benutzer öffnet auf seinem PC eine Datei von einem Netzlaufwerk. Dabei passiert vereinfacht Folgendes: Gerät Rolle PC des Benutzers Client Dateiserver Server Der Client fragt die Datei an. Der Server stellt die Datei bereit. Client-Server-Prinzip Beim Client-Server-Prinzip stellt ein Server Dienste bereit, die von Clients genutzt werden. Beispiele: Client-Anfrage Server-Antwort Webseite öffnen Webserver liefert Webseite aus Datei öffnen Fileserver stellt Datei bereit Benutzer anmelden Domain Controller prüft Anmeldung Name auflösen DNS-Server liefert IP-Adresse IP-Adresse beziehen DHCP-Server vergibt Netzwerkkonfiguration Merksatz Ein Server stellt Dienste bereit. Ein Client nutzt diese Dienste. Server als Hardware Ein Server kann ein physischer Computer sein, der speziell für den Dauerbetrieb ausgelegt ist. Typische Merkmale eines physischen Servers: Merkmal Erklärung Leistungsfähige CPU Verarbeitung vieler Anfragen Viel RAM Arbeitsspeicher für Dienste und Anwendungen Mehrere Festplatten Speicherung von Betriebssystem, Daten und virtuellen Maschinen RAID Schutz vor Ausfall einzelner Festplatten Mehrere Netzwerkkarten Redundanz oder Trennung von Netzwerken Redundante Netzteile Weiterbetrieb bei Ausfall eines Netzteils Servergehäuse Einbau im Serverschrank möglich Fernwartung Verwaltung über iLO, iDRAC, IPMI oder ähnliche Systeme Server als virtuelle Maschine Ein Server muss nicht immer ein eigenes physisches Gerät sein. Sehr häufig läuft ein Server heute als virtuelle Maschine. Beispiel: Ein physischer Host betreibt mehrere virtuelle Server: Virtuelle Maschine Aufgabe DC01 Domain Controller FILE01 Dateiserver WEB01 Webserver DB01 Datenbankserver Jede virtuelle Maschine verhält sich wie ein eigener Server. Physischer Server vs. virtueller Server Merkmal Physischer Server Virtueller Server Hardware Eigene echte Hardware Nutzt Hardware des Hosts Betriebssystem Direkt installiert Läuft in einer VM Flexibilität Weniger flexibel Sehr flexibel Bereitstellung Dauert länger Schnell erstellbar Migration Aufwendiger Einfacher verschiebbar Ressourcennutzung Oft schlechter Meist effizienter Backup Je nach System Oft einfacher als VM-Backup Serverrolle Eine Serverrolle beschreibt, welche Aufgabe ein Server erfüllt. Ein Server kann eine oder mehrere Rollen übernehmen. Beispiele: Serverrolle Aufgabe Domain Controller Benutzer, Gruppen und Anmeldungen verwalten DNS-Server Namen in IP-Adressen auflösen DHCP-Server IP-Adressen und Netzwerkkonfiguration vergeben Fileserver Dateien und Ordner im Netzwerk bereitstellen Webserver Webseiten oder Webanwendungen bereitstellen Datenbankserver Daten speichern und für Anwendungen bereitstellen Mailserver E-Mails senden, empfangen und speichern Backupserver Datensicherungen verwalten Druckserver Drucker im Netzwerk bereitstellen Monitoring-Server Systeme und Dienste überwachen Applikationsserver Anwendungen für Benutzer oder andere Systeme bereitstellen Serverdienst Ein Serverdienst ist die konkrete Software oder Funktion, die auf einem Server läuft. Beispiele: Dienst Aufgabe Active Directory Domain Services Zentrale Benutzer- und Rechteverwaltung DNS Namensauflösung DHCP Automatische IP-Konfiguration SMB Dateifreigaben im Windows-Netzwerk NFS Dateifreigaben im Linux/Unix-Umfeld IIS Webserver von Microsoft Apache Webserver Nginx Webserver oder Reverse Proxy MariaDB / MySQL Datenbankdienst PostgreSQL Datenbankdienst SSH Fernzugriff auf Linux-Systeme RDP Remote Desktop für Windows-Systeme Unterschied Serverrolle und Serverdienst Begriff Bedeutung Beispiel Serverrolle Allgemeine Aufgabe eines Servers Webserver Serverdienst Konkrete Software oder Funktion Nginx, Apache, IIS Beispiel: Ein Server hat die Rolle Webserver . Der konkrete Dienst darauf kann Nginx sein. Typische Serverarten Fileserver Ein Fileserver stellt Dateien und Ordner im Netzwerk bereit. Typische Aufgaben: Aufgabe Erklärung Gemeinsame Ordner bereitstellen Benutzer können auf zentrale Dateien zugreifen Rechte verwalten Zugriff nach Benutzer oder Gruppe steuern Daten zentral speichern Daten liegen nicht nur auf einzelnen PCs Backup erleichtern Zentrale Daten können besser gesichert werden Beispiel: Benutzer speichern Dokumente auf einem Netzlaufwerk. Domain Controller Ein Domain Controller verwaltet in einer Windows-Domäne Benutzer, Gruppen, Computer und Anmeldungen. Typische Aufgaben: Aufgabe Erklärung Benutzer authentifizieren Prüft Benutzername und Passwort Gruppen verwalten Rechte über Gruppen strukturieren Richtlinien verteilen Gruppenrichtlinien anwenden Computer verwalten Clients in Domäne einbinden Zentrale Anmeldung ermöglichen Benutzer können sich an Domänen-PCs anmelden Beispiel: Ein Benutzer meldet sich mit seinem Domänenkonto an einem Windows-PC an. DNS-Server Ein DNS-Server löst Namen in IP-Adressen auf. Beispiel: Ein Client möchte einen Server über den Namen erreichen: fileserver.firma.local Der DNS-Server liefert die passende IP-Adresse zurück. Beispiel: Name IP-Adresse fileserver.firma.local 192.168.10.20 intranet.firma.local 192.168.10.30 Ohne DNS müsste man sich IP-Adressen merken. DHCP-Server Ein DHCP-Server verteilt automatisch Netzwerkkonfigurationen an Clients. Typische Angaben: DHCP-Angabe Bedeutung IP-Adresse Adresse des Clients Subnetzmaske Größe des Netzwerks Standardgateway Router ins andere Netz oder Internet DNS-Server Server für Namensauflösung Lease-Zeit Gültigkeitsdauer der Zuweisung Beispiel: Ein neuer PC wird angeschlossen und erhält automatisch eine IP-Adresse. Webserver Ein Webserver stellt Webseiten oder Webanwendungen bereit. Beispiele für Webserver-Software: Software Einsatz Apache Häufiger Webserver Nginx Webserver und Reverse Proxy IIS Microsoft-Webserver Caddy Moderner Webserver mit einfacher TLS-Konfiguration Beispiel: Ein Benutzer ruft im Browser eine Webseite auf. Der Webserver liefert HTML, CSS, JavaScript, Bilder oder Anwendungsdaten aus. Datenbankserver Ein Datenbankserver speichert strukturierte Daten und stellt sie Anwendungen bereit. Beispiele: Datenbanksystem Typischer Einsatz MariaDB / MySQL Webanwendungen PostgreSQL Anwendungen, Webdienste, Fachverfahren Microsoft SQL Server Unternehmensanwendungen Oracle Database Große Unternehmenssysteme Beispiel: Eine Webanwendung speichert Benutzer, Artikel oder Bestellungen in einer Datenbank. Backupserver Ein Backupserver verwaltet Datensicherungen. Typische Aufgaben: Aufgabe Erklärung Sicherungen planen Automatische Backups ausführen Sicherungen speichern Daten auf Backupziel ablegen Wiederherstellung ermöglichen Daten im Fehlerfall zurückspielen Aufbewahrung verwalten Alte Sicherungen nach Regeln löschen Backupstatus überwachen Fehler erkennen Wichtig: Ein Backupserver sollte nicht nur sichern, sondern auch regelmäßig Wiederherstellungen testen. Monitoring-Server Ein Monitoring-Server überwacht Systeme, Dienste und Ressourcen. Typische Messwerte: Bereich Beispiele CPU Auslastung RAM Speicherverbrauch Storage Freier Speicher, I/O Netzwerk Erreichbarkeit, Paketverlust Dienste Läuft ein Dienst oder ist er gestoppt? Backups Erfolgreich oder fehlgeschlagen? Beispiel: Wenn ein Server nicht erreichbar ist, sendet das Monitoring eine Warnung. Applikationsserver Ein Applikationsserver stellt Anwendungen oder Anwendungsteile bereit. Beispiele: Anwendung Beschreibung ERP-System Unternehmenssoftware Ticketsystem Verwaltung von Supportfällen Intranet Interne Informationsplattform Dokumentenmanagement Verwaltung von Dokumenten Fachanwendung Spezielle Software für einen Geschäftsprozess Ein Applikationsserver arbeitet häufig mit einem Datenbankserver zusammen. Serverbetriebssysteme Server verwenden oft spezielle Betriebssysteme. Beispiele: Betriebssystem Typischer Einsatz Windows Server Active Directory, Fileserver, Hyper-V, Unternehmensdienste Debian Linux-Server, Webserver, Dienste Ubuntu Server Linux-Server, Cloud, Container Red Hat Enterprise Linux Unternehmensumgebungen SUSE Linux Enterprise Server Unternehmensumgebungen FreeBSD Netzwerkdienste, Storage, Spezialanwendungen Unterschied Client-Betriebssystem und Server-Betriebssystem Merkmal Client-Betriebssystem Server-Betriebssystem Ziel Arbeit am Arbeitsplatz Dienste für viele Benutzer Beispiele Windows 11, macOS, Ubuntu Desktop Windows Server, Debian Server Benutzeroberfläche Meist grafisch Oft auch ohne GUI Dienste Weniger serverorientiert Für Netzwerkdienste ausgelegt Verwaltung Einzelgerät Zentrale Administration Dauerbetrieb Nicht Hauptziel Für Dauerbetrieb gedacht Server im Dauerbetrieb Server laufen oft rund um die Uhr. Deshalb sind wichtig: Bereich Bedeutung Stabile Hardware Weniger Ausfälle Kühlung Schutz vor Überhitzung Stromversorgung USV und redundante Netzteile Updates Sicherheit und Stabilität Monitoring Probleme früh erkennen Backup Wiederherstellung ermöglichen Dokumentation Wartung und Fehleranalyse erleichtern Redundanz Redundanz bedeutet, dass wichtige Komponenten mehrfach vorhanden sind. Beispiele: Komponente Redundanz Netzteil Zwei Netzteile Netzwerk Zwei Netzwerkkarten Festplatten RAID Switch Zwei Switches Server Mehrere Hosts oder Cluster Internetleitung Zweite Leitung Backupziel Zusätzliches externes Backup Ziel: Der Ausfall einer einzelnen Komponente soll nicht sofort zum Gesamtausfall führen. Single Point of Failure Ein Single Point of Failure ist eine einzelne Komponente, deren Ausfall einen Dienst oder ein ganzes System lahmlegen kann. Beispiele: Single Point of Failure Auswirkung Einziger Server Dienst fällt komplett aus Einziges Netzteil Server geht bei Defekt aus Einziger Switch Netzwerkverbindung fällt aus Einziger Storage Daten sind nicht erreichbar Einzige Internetleitung Standort verliert Internetzugang Merksatz: Ein Single Point of Failure ist eine einzelne kritische Schwachstelle im System. RAID RAID verbindet mehrere Festplatten zu einem logischen Speicherbereich. Ziele können sein: Ziel Erklärung Ausfallsicherheit Daten bleiben trotz defekter Festplatte verfügbar Geschwindigkeit Daten werden auf mehrere Platten verteilt Kapazität Mehrere Platten bilden einen größeren Speicher Wichtige RAID-Level: RAID-Level Bedeutung Vorteil Nachteil RAID 0 Striping ohne Redundanz Schnell, volle Kapazität Kein Schutz bei Ausfall RAID 1 Spiegelung Eine Platte darf ausfallen Nur etwa halbe nutzbare Kapazität RAID 5 Parität über mehrere Platten Eine Platte darf ausfallen Rebuild belastet System RAID 6 Doppelte Parität Zwei Platten dürfen ausfallen Weniger nutzbare Kapazität RAID 10 Spiegelung und Striping Schnell und ausfallsicher Benötigt mindestens vier Platten Wichtig: RAID ist kein Backup. RAID schützt nur gegen bestimmte Hardwareausfälle. Es schützt nicht zuverlässig gegen versehentliches Löschen, Malware, Ransomware oder Datenkorruption. Backup Ein Backup ist eine Sicherung von Daten oder Systemen. Ziele: Ziel Erklärung Wiederherstellung Daten nach Fehler zurückholen Schutz vor Datenverlust Defekt, Löschung oder Malware abfangen Versionsstand sichern Ältere Zustände wiederherstellen Notfallvorsorge Wiederanlauf nach größerem Ausfall ermöglichen Beispiele für Backuparten: Backupart Erklärung Vollbackup Alle ausgewählten Daten werden gesichert Inkrementelles Backup Nur Änderungen seit dem letzten Backup Differenzielles Backup Änderungen seit dem letzten Vollbackup Image-Backup Ganzes System oder ganze VM Datei-Backup Einzelne Dateien und Ordner 3-2-1-Regel Eine bekannte Backup-Regel ist die 3-2-1-Regel. Regel Bedeutung 3 Kopien Original plus zwei Sicherungen 2 verschiedene Medien Zum Beispiel NAS und externe Festplatte 1 Kopie extern Eine Sicherung außerhalb des Hauptstandorts Merksatz: Ein Backup ist nur dann wirklich sinnvoll, wenn die Wiederherstellung getestet wurde. USV USV steht für unterbrechungsfreie Stromversorgung. Eine USV schützt Server bei Stromproblemen. Aufgaben: Aufgabe Erklärung Kurzzeitige Stromausfälle überbrücken Server laufen weiter Spannungsschwankungen abfangen Hardware wird geschützt Sauberes Herunterfahren ermöglichen Datenverlust vermeiden Ausfall melden Monitoring kann alarmieren Eine USV ersetzt keinen Generator, schützt aber vor kurzen Stromausfällen und ermöglicht kontrolliertes Herunterfahren. Serverraum und Rechenzentrum Server stehen oft in einem Serverraum oder Rechenzentrum. Wichtige Anforderungen: Bereich Bedeutung Zutrittsschutz Nur berechtigte Personen Kühlung Schutz vor Überhitzung Stromversorgung Stabile und abgesicherte Versorgung Brandschutz Schutz vor Feuer und Rauch Netzwerkverkabelung Strukturierte Verkabelung Ordnung Beschriftung und Dokumentation Monitoring Temperatur, Strom, Netzwerk und Systeme überwachen Rack-Server Ein Rack-Server ist ein Server für den Einbau in einen Serverschrank. Höhe wird oft in Höheneinheiten angegeben. Einheit Bedeutung 1 HE / 1U Eine Höheneinheit 2 HE / 2U Zwei Höheneinheiten 4 HE / 4U Vier Höheneinheiten Rack-Server werden häufig in Unternehmen und Rechenzentren eingesetzt. Tower-Server Ein Tower-Server sieht ähnlich aus wie ein großer Desktop-PC. Vorteile: Vorteil Erklärung Einfach aufzustellen Kein Rack notwendig Geeignet für kleine Umgebungen Kleine Büros oder Außenstellen Oft günstiger Einstieg Weniger Infrastruktur nötig Nachteil: Für größere Serverräume sind Rack-Server meist besser geeignet. Blade-Server Blade-Server sind sehr kompakte Servermodule, die in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut werden. Vorteile: Vorteil Erklärung Hohe Dichte Viele Server auf wenig Raum Gemeinsame Infrastruktur Strom, Kühlung und Netzwerk zentral Zentrale Verwaltung Viele Blades gemeinsam verwaltbar Nachteil: Blade-Systeme sind komplexer und meist teurer. Serverhardware – wichtige Komponenten Komponente Aufgabe CPU Führt Berechnungen und Programme aus RAM Arbeitsspeicher für laufende Prozesse Storage Speichert Betriebssystem, Daten und Anwendungen Netzwerkkarte Verbindet den Server mit dem Netzwerk Mainboard Verbindet alle Komponenten Netzteil Versorgt den Server mit Strom RAID-Controller Verwaltet Festplattenverbünde Lüfter Kühlt die Hardware Management-Controller Fernwartung und Hardwareüberwachung CPU im Server Die CPU verarbeitet Befehle und führt Programme aus. Wichtige Begriffe: Begriff Bedeutung Kern Recheneinheit innerhalb der CPU Thread Logischer Ausführungspfad Taktfrequenz Geschwindigkeit einzelner Rechenzyklen Cache Schneller Zwischenspeicher Virtualisierungserweiterung Unterstützung für VMs Bei Servern ist nicht nur die maximale Geschwindigkeit wichtig, sondern auch Stabilität, Kerne, Energieverbrauch und Virtualisierungsunterstützung. RAM im Server RAM ist der Arbeitsspeicher des Servers. Er wird für laufende Prozesse, Dienste, Caches und virtuelle Maschinen benötigt. Typische Bedeutung: Einsatz Warum RAM wichtig ist Datenbanken Daten können im Speicher schneller verarbeitet werden Virtualisierung Jede VM benötigt Arbeitsspeicher Fileserver Zwischenspeicher für Dateioperationen Webserver Viele gleichzeitige Anfragen Applikationsserver Anwendungen benötigen Speicher Zu wenig RAM führt häufig zu langsamen Systemen. ECC-RAM ECC-RAM kann bestimmte Speicherfehler erkennen und korrigieren. ECC steht für Error Correcting Code. Vorteil: Vorteil Erklärung Höhere Zuverlässigkeit Speicherfehler können erkannt und teilweise korrigiert werden Wichtig für Dauerbetrieb Besonders bei Servern sinnvoll Schutz vor Datenfehlern Reduziert Risiko stiller Speicherfehler ECC-RAM ist typisch für Serverhardware. Storage im Server Storage bezeichnet den dauerhaften Speicher. Beispiele: Speicherart Eigenschaft HDD Viel Speicherplatz, günstiger, langsamer SSD Schneller als HDD NVMe Sehr schneller Flash-Speicher SAN Externer Blockspeicher NAS Speicher über Netzwerkfreigaben Bei Servern ist Storage nicht nur nach Größe zu bewerten, sondern auch nach Geschwindigkeit, Ausfallsicherheit und Backup-Konzept. IOPS und Latenz Bei Servern ist Storage-Performance wichtig. Begriff Bedeutung IOPS Ein- und Ausgabeoperationen pro Sekunde Latenz Verzögerung beim Zugriff Durchsatz Datenmenge pro Sekunde Viele langsame Serverprobleme entstehen nicht durch die CPU, sondern durch langsamen Storage. Netzwerkkarten im Server Server haben oft mehrere Netzwerkkarten. Gründe: Grund Erklärung Redundanz Ausfall einer Verbindung abfangen Lastverteilung Mehr Bandbreite nutzen Netztrennung Management, Servernetz, Storage oder Backup trennen Virtualisierung Verschiedene VM-Netze anbinden Beispiel: Netzwerkkarte Aufgabe NIC 1 Management NIC 2 Servernetz NIC 3 Storage NIC 4 Backup Remote Management Viele Server bieten Fernwartung auf Hardwareebene. Beispiele: Hersteller / Technik Bedeutung iLO HPE Integrated Lights-Out iDRAC Dell Integrated Dell Remote Access Controller IPMI Allgemeine Schnittstelle für Hardwaremanagement BMC Baseboard Management Controller Damit kann man Server auch verwalten, wenn das Betriebssystem nicht mehr reagiert. Mögliche Funktionen: Funktion Nutzen Server ein- und ausschalten Fernsteuerung Konsole anzeigen Zugriff wie direkt am Bildschirm ISO einbinden Betriebssystem remote installieren Hardwarezustand prüfen Fehlerdiagnose Logs ansehen Analyse von Hardwareproblemen Servernetzwerk Server werden in ein Netzwerk eingebunden. Wichtige Netzwerkdaten: Angabe Bedeutung IP-Adresse Eindeutige Adresse im Netzwerk Subnetzmaske / Präfix Größe des Netzwerks Gateway Router in andere Netze DNS-Server Namensauflösung VLAN Logische Netztrennung Hostname Name des Servers FQDN Vollständiger DNS-Name Beispiel: Angabe Beispiel Hostname FILE01 FQDN FILE01.firma.local IP-Adresse 192.168.10.20 Präfix /24 Gateway 192.168.10.1 DNS 192.168.10.10 Statische IP-Adresse Server erhalten meistens eine feste IP-Adresse. Grund: Clients und andere Server müssen den Dienst zuverlässig erreichen können. Beispiel: Server IP-Adresse DC01 192.168.10.10 DNS01 192.168.10.10 FILE01 192.168.10.20 WEB01 192.168.10.30 Server können entweder manuell statisch konfiguriert werden oder per DHCP eine Reservierung erhalten. DNS-Name Server sollten nicht nur über IP-Adressen, sondern über Namen erreichbar sein. Beispiel: DNS-Name IP-Adresse fileserver.firma.local 192.168.10.20 intranet.firma.local 192.168.10.30 Vorteil: Wenn sich die IP-Adresse ändert, kann der DNS-Eintrag angepasst werden. Benutzer und Anwendungen können weiterhin den Namen verwenden. Serverhärtung Serverhärtung bedeutet, ein System sicherer zu konfigurieren. Typische Maßnahmen: Maßnahme Erklärung Unnötige Dienste deaktivieren Weniger Angriffsfläche Updates installieren Sicherheitslücken schließen Firewall aktivieren Zugriffe begrenzen Starke Passwörter verwenden Schutz vor unbefugtem Zugriff Rechte beschränken Least-Privilege-Prinzip Adminzugänge schützen MFA, VPN oder Managementnetz Logging aktivieren Ereignisse nachvollziehen Standardkonten prüfen Unnötige Konten deaktivieren Least Privilege Least Privilege bedeutet: Benutzer und Dienste bekommen nur die Rechte, die sie wirklich benötigen. Beispiel: Ein normaler Benutzer braucht keine Administratorrechte auf einem Server. Vorteil: Wenn ein Konto kompromittiert wird, ist der mögliche Schaden geringer. Patchmanagement Patchmanagement bedeutet, Updates geplant zu verwalten. Wichtige Schritte: Schritt Erklärung Updates prüfen Welche Updates sind verfügbar? Auswirkungen bewerten Kritisch oder unkritisch? Testen Erst in Testumgebung prüfen Wartungsfenster planen Zeitpunkt mit wenig Auswirkung wählen Installation durchführen Updates einspielen Neustart durchführen Wenn erforderlich Funktion prüfen Dienste nach Update testen Dokumentieren Änderung nachvollziehbar machen Monitoring im Serverbetrieb Server sollten dauerhaft überwacht werden. Wichtige Werte: Bereich Beispiele Verfügbarkeit Ist der Server erreichbar? CPU Auslastung RAM Verbrauch Storage Freier Speicher, I/O Netzwerk Paketverlust, Bandbreite Dienste Laufen wichtige Dienste? Ereignisprotokolle Fehler und Warnungen Backup Erfolgreich oder fehlgeschlagen? Monitoring dient nicht nur der Fehlererkennung, sondern auch der Kapazitätsplanung. Logging Logging bedeutet, dass Ereignisse protokolliert werden. Beispiele: Log Inhalt Systemlog Betriebssystemereignisse Sicherheitslog Anmeldungen und Zugriffsversuche Anwendungslog Fehler und Meldungen von Anwendungen Dienstlog Status und Fehler einzelner Dienste Firewalllog Erlaubte oder blockierte Verbindungen Logs helfen bei Fehlersuche, Sicherheitsanalyse und Nachvollziehbarkeit. Dokumentation Server müssen sauber dokumentiert werden. Wichtige Angaben: Bereich Beispiel Servername FILE01 Aufgabe Dateiserver IP-Adresse 192.168.10.20 Betriebssystem Windows Server oder Linux Standort Serverraum / Rack Hardware CPU, RAM, Storage Dienste SMB, DNS, DHCP, Webserver Backup Sicherungsplan Verantwortliche Admin-Team Abhängigkeiten DNS, Datenbank, Storage Wartungsfenster Geplante Zeiten für Updates Gute Dokumentation erleichtert Betrieb, Fehlersuche und Übergabe. Namenskonventionen Servernamen sollten verständlich und einheitlich sein. Beispiele: Name Bedeutung DC01 Domain Controller 1 DC02 Domain Controller 2 FILE01 Fileserver 1 WEB01 Webserver 1 DB01 Datenbankserver 1 APP01 Applikationsserver 1 BKP01 Backupserver 1 MON01 Monitoringserver 1 HV01 Hypervisor Host 1 Vorteil: Man erkennt schneller, welche Aufgabe ein Server hat. Verfügbarkeit Verfügbarkeit beschreibt, wie zuverlässig ein System erreichbar ist. Beispiel: Ein Server ist verfügbar, wenn Benutzer den Dienst nutzen können. Mögliche Ursachen für Nichtverfügbarkeit: Ursache Beispiel Hardwaredefekt Festplatte oder Netzteil defekt Softwarefehler Dienst stürzt ab Netzwerkproblem Switch oder Verbindung ausgefallen Stromausfall Server ohne Strom Fehlkonfiguration Falsche Firewallregel Updateproblem Dienst startet nach Update nicht Angriff Malware oder Überlastung Hochverfügbarkeit als Ziel Hochverfügbarkeit bedeutet, dass Dienste möglichst wenig ausfallen. Maßnahmen: Maßnahme Wirkung Redundante Hardware Weniger Ausfall durch Einzeldefekte RAID Schutz vor Festplattenausfall USV Schutz bei Stromproblemen Backup Wiederherstellung bei Datenverlust Monitoring Frühe Fehlererkennung Cluster Dienste können auf anderen Systemen weiterlaufen Load Balancing Anfragen können verteilt werden Hochverfügbarkeit wird später im Kapitel genauer behandelt. Wartung von Servern Server müssen regelmäßig gewartet werden. Typische Wartungsarbeiten: Wartung Beispiel Updates installieren Betriebssystem und Anwendungen Logs prüfen Fehler und Warnungen Speicherplatz prüfen Volle Datenträger vermeiden Backup prüfen Sicherungen kontrollieren Benutzerrechte prüfen Alte Konten entfernen Zertifikate prüfen Ablaufende Zertifikate erneuern Hardware prüfen Festplatten, Netzteile, Lüfter Dokumentation aktualisieren Änderungen eintragen Wartungsfenster Ein Wartungsfenster ist ein geplanter Zeitraum für Änderungen. Beispiel: Updates werden nachts oder am Wochenende installiert, damit möglichst wenige Benutzer betroffen sind. Vorteile: Vorteil Erklärung Planbarkeit Benutzer können informiert werden Weniger Störung Zeitpunkt mit geringer Nutzung Kontrolle Änderungen werden bewusst durchgeführt Rückfallplan möglich Fehler können besser behandelt werden Change Management Change Management bedeutet, Änderungen geplant und nachvollziehbar durchzuführen. Beispiele für Changes: Änderung Beispiel Update Sicherheitsupdates installieren Konfigurationsänderung Firewallregel ändern Hardwareänderung RAM erweitern Softwareinstallation Neue Anwendung installieren Migration Dienst auf neuen Server verschieben Wichtige Punkte: Punkt Erklärung Grund der Änderung Warum wird geändert? Risiko Was kann schiefgehen? Zeitpunkt Wann wird geändert? Rückfallplan Wie wird zurückgerollt? Test Wie wird Erfolg geprüft? Dokumentation Was wurde geändert? Kapazitätsplanung Kapazitätsplanung bedeutet, Ressourcenbedarf rechtzeitig zu erkennen. Wichtige Fragen: Frage Bedeutung Reicht die CPU-Leistung? Genug Rechenleistung vorhanden? Reicht der RAM? Genug Arbeitsspeicher vorhanden? Reicht der Speicherplatz? Datenträger wachsen mit der Zeit Reicht die Netzwerkbandbreite? Genug Leistung für Benutzer und Dienste? Reicht das Backupfenster? Können Sicherungen rechtzeitig abgeschlossen werden? Kapazitätsplanung verhindert Engpässe. Skalierung Skalierung bedeutet, ein System leistungsfähiger zu machen. Es gibt zwei Grundarten: Art Bedeutung Beispiel Vertikale Skalierung Einzelnen Server stärker machen Mehr RAM, mehr CPU Horizontale Skalierung Weitere Server hinzufügen Mehr Webserver Vertikale Skalierung nennt man auch Scale-Up. Horizontale Skalierung nennt man auch Scale-Out. Scale-Up Scale-Up bedeutet, ein einzelnes System leistungsfähiger zu machen. Beispiele: Maßnahme Wirkung Mehr RAM Mehr Arbeitsspeicher Mehr CPU-Kerne Mehr Rechenleistung Schnellere SSDs Bessere Storage-Performance Schnellere Netzwerkkarte Mehr Netzwerkdurchsatz Vorteil: Einfaches Konzept. Nachteil: Durch Hardwaregrenzen begrenzt. Scale-Out Scale-Out bedeutet, mehrere Systeme einzusetzen. Beispiel: Statt einem Webserver werden drei Webserver betrieben. Vorteil: Vorteil Erklärung Bessere Verteilung Last wird auf mehrere Systeme verteilt Erweiterbar Zusätzliche Server können ergänzt werden Ausfallsicherheit Ausfall eines Servers kann abgefangen werden Nachteil: Die Anwendung muss dafür geeignet sein. Typische kleine Serverumgebung Beispiel für ein kleines Unternehmen: Server Aufgabe DC01 Domain Controller, DNS FILE01 Dateiserver APP01 Fachanwendung DB01 Datenbankserver BKP01 Backupserver MON01 Monitoring In modernen Umgebungen können diese Server als virtuelle Maschinen auf einem Virtualisierungshost laufen. Typische größere Serverumgebung Beispiel für eine größere Umgebung: Bereich Systeme Virtualisierung HV01, HV02, HV03 Verzeichnisdienst DC01, DC02 Dateiablage FILE01, FILE02 Web WEB01, WEB02 Datenbank DB01, DB02 Backup BKP01 Monitoring MON01 Storage SAN oder NAS Netzwerk Core-Switches, Firewalls Hier werden Redundanz, Virtualisierung und Hochverfügbarkeit wichtiger. Prüfungsnahes Beispiel Aufgabe: Ein Unternehmen betreibt alle Daten auf einem einzelnen Fileserver ohne Backup. Der Server besitzt nur eine Festplatte und ein Netzteil. Frage: Welche Risiken bestehen? Mögliche Antwort: Risiko Erklärung Single Point of Failure Der einzelne Server ist kritisch Kein Festplattenschutz Defekte Festplatte kann Datenverlust verursachen Kein Backup Gelöschte oder beschädigte Daten können nicht wiederhergestellt werden Kein redundantes Netzteil Netzteildefekt führt zum Ausfall Keine Hochverfügbarkeit Dienst fällt bei Serverausfall aus Mögliche Verbesserungen: Maßnahme Wirkung RAID einsetzen Schutz vor Ausfall einzelner Festplatten Backup einrichten Wiederherstellung bei Datenverlust Redundantes Netzteil Schutz vor Netzteildefekt Monitoring einführen Fehler früh erkennen Zweiten Server oder Cluster planen Höhere Verfügbarkeit USV einsetzen Schutz bei Stromproblemen Typische Prüfungsfrage: Was ist ein Server? Mögliche Antwort: Ein Server ist ein System, das anderen Geräten im Netzwerk Dienste, Daten oder Anwendungen bereitstellt. Die Geräte, die diese Dienste nutzen, nennt man Clients. Server können physische Geräte, virtuelle Maschinen oder Container sein. Typische Prüfungsfrage: Was ist eine Serverrolle? Mögliche Antwort: Eine Serverrolle beschreibt die Aufgabe eines Servers. Beispiele sind Domain Controller, DNS-Server, DHCP-Server, Fileserver, Webserver, Datenbankserver oder Backupserver. Typische Prüfungsfrage: Warum bekommen Server meistens feste IP-Adressen? Mögliche Antwort: Server stellen Dienste bereit, die zuverlässig erreichbar sein müssen. Deshalb benötigen sie eine feste IP-Adresse oder eine feste DHCP-Reservierung. So können Clients, DNS-Einträge und andere Systeme den Server dauerhaft erreichen. Typische Prüfungsfrage: Warum ist RAID kein Backup? Mögliche Antwort: RAID schützt nur vor bestimmten Festplattenausfällen. Es schützt nicht vor versehentlichem Löschen, Malware, Ransomware, Datenkorruption oder Diebstahl. Ein Backup ist eine separate Sicherung, mit der Daten wiederhergestellt werden können. Typische Prüfungsfrage: Was ist ein Single Point of Failure? Mögliche Antwort: Ein Single Point of Failure ist eine einzelne Komponente, deren Ausfall einen Dienst oder ein ganzes System lahmlegen kann. Beispiele sind ein einzelner Server, ein einzelnes Netzteil, ein einzelner Switch oder ein einzelner Storage. Typische Prüfungsfrage: Warum ist Monitoring wichtig? Mögliche Antwort: Monitoring überwacht Server, Dienste und Ressourcen. Dadurch können Fehler, Ausfälle oder Engpässe früh erkannt werden. Beispiele sind CPU-Auslastung, RAM-Verbrauch, freier Speicherplatz, Netzwerkverfügbarkeit, Dienststatus und Backupstatus. Typische Prüfungsfrage: Unterschied zwischen Serverrolle und Serverdienst Mögliche Antwort: Eine Serverrolle beschreibt die allgemeine Aufgabe eines Servers, zum Beispiel Webserver. Ein Serverdienst ist die konkrete Software oder Funktion, die diese Aufgabe erfüllt, zum Beispiel Apache, Nginx oder IIS. Wichtige Begriffe Begriff Kurz erklärt Server System, das Dienste bereitstellt Client System, das Dienste nutzt Serverrolle Aufgabe eines Servers Serverdienst Konkrete Software oder Funktion Fileserver Stellt Dateien bereit Webserver Stellt Webseiten bereit Datenbankserver Speichert strukturierte Daten Domain Controller Verwaltet Benutzer und Anmeldungen DNS-Server Löst Namen in IP-Adressen auf DHCP-Server Vergibt IP-Konfigurationen Backupserver Verwaltet Sicherungen Monitoring-Server Überwacht Systeme und Dienste Redundanz Kritische Komponenten mehrfach vorhanden Single Point of Failure Einzelne kritische Ausfallstelle RAID Festplattenverbund Backup Datensicherung USV Unterbrechungsfreie Stromversorgung Patchmanagement Geplante Verwaltung von Updates Change Management Geplante Verwaltung von Änderungen Scale-Up Einzelnes System stärker machen Scale-Out Weitere Systeme hinzufügen Wichtige Merksätze Ein Server stellt Dienste bereit, ein Client nutzt diese Dienste. Eine Serverrolle beschreibt die Aufgabe eines Servers. Ein Serverdienst ist die konkrete Software oder Funktion, die diese Aufgabe erfüllt. Server sollten zuverlässig erreichbar, abgesichert, überwacht und gesichert sein. RAID ist kein Backup. Ein Backup ist nur zuverlässig, wenn die Wiederherstellung getestet wurde. Ein Single Point of Failure ist eine einzelne kritische Schwachstelle. Redundanz reduziert das Risiko von Ausfällen. Monitoring hilft, Probleme frühzeitig zu erkennen. Dokumentation ist ein wichtiger Teil des Serverbetriebs. Kurzzusammenfassung Server sind zentrale Systeme in einer IT-Infrastruktur. Sie stellen Dienste wie Dateien, Webseiten, Datenbanken, Benutzerverwaltung, DNS, DHCP oder Backups bereit. Ein Server kann physisch, virtuell oder als Container betrieben werden. Für den professionellen Serverbetrieb sind besonders wichtig: Bereich Bedeutung Hardware CPU, RAM, Storage, Netzwerk Betriebssystem Windows Server oder Linux-Server Dienste Bereitstellung konkreter Funktionen Netzwerk Feste IP, DNS, VLANs, Firewall Sicherheit Härtung, Updates, Rechteverwaltung Verfügbarkeit Redundanz, RAID, USV, Monitoring Datensicherung Backup und Wiederherstellung Dokumentation Übersicht und Nachvollziehbarkeit Wartung Updates, Prüfung und Pflege Diese Grundlagen sind wichtig, bevor man sich mit Virtualisierung, Clustern und Hochverfügbarkeit beschäftigt.