Forschungsbericht 2017 - Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (GWDG)

SharePoint als Kollaborations- und Publikationsplattform für die Max-Planck-Gesellschaft

Autoren
Thies, Hans Henning; Buck, Christina
Abteilungen
Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (GWDG), Göttingen
Zusammenfassung
Seit 2014 betreibt die GWDG für die Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft eine Kollaborations- und Publikationsplattform auf Basis von Microsoft SharePoint. Im Jahr 2016 fand eine Umstellung auf die neue Version „SharePoint 2016“ statt. Bei der Konzeption der neuen Umgebung wurde besonders auf eine gute Skalierbarkeit sowie auf hohe Ausfallsicherheit Wert gelegt.

1. Einleitung

Der technische Fortschritt der letzten Jahre hat zu großen Veränderungen von Arbeitsprozessen geführt. Das asynchrone Kommunikationsmedium E-Mail ist zwar nach wie vor beliebt und im heutigen Arbeitsalltag nahezu unverzichtbar, wenn es um den Austausch von Informationen geht. Wenn jedoch eine zentrale Erfassung, der kontrollierte Workflow und die Aufbewahrung von Informationen wichtig sind, stößt dieses Medium schnell an seine Grenzen. Hier kommen Enterprise-Content-Management-Systeme ins Spiel, die den gesamten Lebenszyklus von Informationen abbilden. Moderne ECM-Systeme bieten umfangreiche Funktionen zur gemeinsamen Bearbeitung von Daten und ermöglichen so zeit- und ortsunabhängige Zusammenarbeit.

Seit 2014 betreibt die GWDG im Auftrag der Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft eine Kollaborations- und Publikationsplattform auf Basis von Microsoft SharePoint 2013. Bestandteile der Plattform sind die Webanwendungen extranet.mpg.de und das Organisationshandbuch der Max-Planck-Gesellschaft (ohb.mpg.de). Während die strategische Planung und die inhaltliche Ausrichtung der Abteilung Informations- und Kommunikationstechnologie der Generalverwaltung obliegen, ist es Aufgabe der GWDG, in enger Abstimmung für einen reibungslosen Betrieb zu sorgen. Im Jahr 2016 wurde eine neue Umgebung auf Basis von SharePoint 2016 in Betrieb genommen. Die Migration der bestehenden Anwendungen ist bereits erfolgreich abgeschlossen.

2. SharePoint-2016-Installation bei der GWDG

Durch die zunehmende Abbildung von Arbeitsprozessen mithilfe von Kollaborations-Software ergeben sich hohe Anforderungen an deren Betrieb. Eine hohe Verfügbarkeit sowie eine konstante Leistung sind dabei Grundbedingungen für eine positive Nutzererfahrung. Um den gestiegenen Anforderungen Rechnung zu tragen, wurde bei der Planung der neuen SharePoint-Umgebung besonderes Augenmerk auf die folgenden vier Aspekte gelegt.

2.1 Skalierbarkeit

Neben einer permanenten Überwachung der System- und Speicherauslastung ist es ebenso wichtig, bei der Feststellung von Engpässen adäquat reagieren zu können. Eine vollständige Virtualisierung der Systeme ermöglicht eine flexible und bedarfsgerechte Nutzung der benötigten Ressourcen.

Abgesehen von den Möglichkeiten zur vertikalen Skalierung durch eine Leistungserhöhung der virtuellen Maschinen wurde mit der Einführung eines neuen Server-Rollen-Konzepts [1] der Applikation und einer damit einhergehenden Standardisierung die Möglichkeit geschaffen, durch das Hinzufügen weiterer Server horizontal zu skalieren. Das Konzept enthält die Rolle Web-Frontend, die für die eigentliche Bearbeitung der Clientanfragen zuständig ist, und die Rolle Distributed-Cache zur Bereitstellung eines verteilten Speichers. Dienstanwendungen, die nicht direkt mit dem Nutzer interagieren, laufen in der Rolle Application. Aufgrund der hohen Last werden die Komponenten der Suchanwendung in der dedizierten Rolle Search ausgeführt. Bekommt ein Server eine dieser Rollen zugewiesen, werden automatisch die für diese Rolle konfigurierten Dienste gestartet. Die Erweiterung der Umgebung kann somit in kürzester Zeit erfolgen.

Ebenfalls in Breite und Höhe skalierbar ist der angebundene Office Online-Serververbund [2], der das Anzeigen und Bearbeiten von Dokumenten im Webbrowser ermöglicht.

2.2 Redundanz

Zusätzlich zur Expansionsfähigkeit sind Maßnahmen zur Erhöhung der Ausfallsicherheit ein wichtiges Kriterium für den stabilen Betrieb.

Der Virtualisierungsverbund der GWDG erstreckt sich über den Rechnerraum am Standort Faßberg, dem Hauptsitz der GWDG, und einen Rechnerraum im Gebäude der Niedersächsischen Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen (SUB). Bei Ausfall eines Standorts können die entsprechenden virtuellen Maschinen am anderen Standort neu gestartet werden. Zusätzlich zu diesen Möglichkeiten der Ausfallabsicherung der Virtualisierungsschicht wurden die zentralen Komponenten der Umgebung redundant ausgelegt. So ist jede Serverrolle jeweils einmal pro Standort vorhanden. Für Anwendungen, die nicht mit dem Server-Rollen-Konzept kompatibel sind, existiert ein weiterer Server (Custom-Server).

Während Lastverteilung und Failover innerhalb der SharePoint-Umgebung durch die Applikation selbst gesteuert sind, werden die Clientanfragen durch den georedundanten Load Balancer der GWDG auf die Web-Frontends verteilt (siehe Abbildung 1). Auch der für die Bereitstellung der Inhalts- und Konfigurationsdatenbanken eingesetzte Datenbank-Serververbund erstreckt sich über beide Standorte.

Abb. 1: Georedundante Architektur der produktiven SharePoint-Umgebung

2.3 Backup und Restore

Mit der Möglichkeit zur gemeinsamen Erstellung und Bearbeitung von Informationen geht auch eine erhöhte Änderungshäufigkeit der Daten einher. Daraus ergeben sich besondere Anforderungen an deren Sicherung. Von besonderer Bedeutung ist dabei der Zeitraum, der zwischen zwei Datensicherungen liegt (Recovery Point Objective, kurz RPO). Bei sehr wichtigen Daten ist dieser entsprechend klein zu gestalten. Dies bedeutet gerade bei steigendem Datenvolumen auch einen erhöhten Aufwand.

Zur Sicherung der Inhalte und Konfiguration werden klassische Datenbank-Dumps verwendet. In Verbindung mit der Sicherung der Datenbank-Logs wird so eine RPO von drei Stunden erreicht. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, einzelne Inhalte über die Programmierschnittstelle der Anwendung zu sichern. Dadurch können sie in kürzeren Intervallen gesichert werden.

Auch die Wiederherstellung gesicherter Daten muss gewisse Anforderungen erfüllen. Das Zurückspielen der Datenbank-Dumps ist keine Option für die Wiederherstellung einzelner Objekte. Daher kommt eine Spezialsoftware zum Einsatz, welche die Objekte aus den Sicherungen extrahieren und einzeln restaurieren kann. So können auch einzelne Dokumente schnell und einfach wiederherstellt werden.

2.4 Deployment- und Changeprozess

Der stabile Betrieb der Plattform ist nicht nur durch äußere Einflüsse gefährdet, denen mit entsprechenden Maßnahmen zur Ausfallsicherheit begegnet wird, sondern auch durch Fehler bei der Administration. Microsoft SharePoint kann durch Lösungen von Drittanbietern oder Eigenentwicklungen erweitert werden. Dabei sind tiefe Eingriffe in das Gesamtsystem möglich. Zur Sicherung eines reibungslosen Betriebs ist ein kontrollierter Deployment- und Changeprozess unabdingbar.

Deshalb durchlaufen alle größeren Änderungen und das Einspielen weiterer Softwarekomponenten einen dreistufigen Prozess. Dabei wird zunächst auf einem Testsystem die grundsätzliche Funktionalität überprüft. Im zweiten Schritt werden die Änderungen in einer Vorproduktionsumgebung durchgeführt. Dort erfolgen erweiterte Funktionalitäts- sowie Nutzerakzeptanztests. Nur bei erfolgreicher Abnahme werden die Maßnahmen auch in der Produktionsumgebung angewendet.

3. Zukünftige Herausforderungen

Bereits bei der Dimensionierung der aktuellen Umgebung wurden zukünftige Projekte berücksichtigt. In Zukunft wird die Plattform um weitere Webanwendungen erweitert werden.

Die Migration auf die neueste SharePoint-Version 2016 wurde bereits im Jahr ihrer Vorstellung durch den Hersteller vollzogen. Dies ist bei Installationen dieser Größenordnung eher untypisch und stets mit Risiken behaftet. Benutzer kommen jedoch immer mehr in Kontakt mit modernen Webapplikationen und erwarten eine ähnliche Aktualität auch in ihrem Arbeitsumfeld. Daher wird es in Zukunft umso wichtiger werden, die Software in der neuesten Version zu halten und neue Funktionen möglichst zeitnah bereitzustellen. Hierbei gilt es, negative Auswirkungen auf die Leistung und Stabilität zu vermeiden.

Mit zunehmender Laufzeit steigt auch das Datenvolumen, was eine kontinuierliche Anpassung der Speicherkapazität notwendig macht. Außerdem müssen Konzepte zur langfristigen Aufbewahrung oder Überführung in andere Systeme entwickelt werden.

Literaturhinweise

[1] Overview of MinRole Server Roles in SharePoint Server 2016

[2] Office Online Server Übersicht

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