Seminar YugabyteDB – Architektur und Grundlagen

Ein tragfähiges Verständnis verteilter Datenbanken entsteht erst, wenn Datenpfad, Konsens, Transaktion und Abfrageoberfläche gemeinsam betrachtet werden. Der Kurs macht diese Zusammenhänge an einem Laborcluster nachvollziehbar.

Inhaltsverzeichnis

• Lernziele
• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Schrittweise Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Methodik

Lernziele

• Komponenten und Datenpfade eines Clusters sicher erklären
• Tablets, Replikation und Konsens in Bezug auf Verfügbarkeit einordnen
• YSQL und YCQL anhand geeigneter Einsatzfälle unterscheiden
• Verteilte Transaktionen und Konsistenzmodelle verstehen
• Grundlegende Gesundheits- und Fehlerzustände eines Clusters beurteilen

Zielgruppe

Architekten, Entwickler, Administratoren, SRE, technische Projektleitung und Fachverantwortliche mit Bedarf an einem gemeinsamen Grundlagenmodell.

Voraussetzungen

Allgemeine Datenbankkenntnisse und grundlegendes Verständnis von Netzwerk, Replikation und SQL. Praktische Linux-Kenntnisse erleichtern die Laborarbeit.

Schrittweise Seminarinhalte

1. Schritt 1: Zielbild einer verteilten SQL-Datenbank bestimmen

   Skalierbarkeit, Verfügbarkeit, Konsistenz, Latenz und Betriebsmodell werden als Architekturziele voneinander abgegrenzt.

2. Schritt 2: Clusterkomponenten zuordnen

   Master-Dienste, Tablet Server, Clients, Administrationswerkzeuge und Metadaten werden in ihrem Zusammenwirken untersucht.

3. Schritt 3: Daten in Tablets verteilen

   Schlüsselbereiche, automatische Aufteilung, Replikate und Leader-Verteilung werden an konkreten Tabellen nachvollzogen.

4. Schritt 4: Raft und Quorum verstehen

   Leaderwahl, Mehrheitsentscheidung, Schreibbestätigung und Verhalten bei Node- oder Zonenverlust werden schrittweise analysiert.

5. Schritt 5: YSQL und YCQL vergleichen

   Datenmodell, Abfragesprache, Treiber, Transaktionen und typische Anwendungsmuster werden gegenübergestellt.

6. Schritt 6: Verteilte Transaktionen nachvollziehen

   Lesen, Schreiben, Konflikte, Zeitstempel und Commit-Ablauf werden anhand mehrerer Tablets erklärt und praktisch beobachtet.

7. Schritt 7: Platzierung und Fehlertoleranz bewerten

   Regionen, Zonen, Replikationsfaktor und Failure Domains werden in eine belastbare Platzierungsentscheidung übersetzt.

8. Schritt 8: Grundbetrieb im Labor durchführen

   Clusterstatus, Tabellen, Tablets, einfache Abfragen, Node-Unterbrechung und Wiederherstellung werden mit definierten Prüfpunkten bearbeitet.

Praxisübungen

• Komponenten- und Datenflussdiagramm für einen Beispielcluster erstellen
• Tablet-Verteilung und Leaderwechsel im Labor beobachten
• YSQL- und YCQL-Zugriff auf vergleichbare Beispieldaten durchführen
• Ausfall einer Failure Domain bewerten und dokumentieren

Methodik

Architekturmodelle, Visualisierungen und kurze Demonstrationen werden mit geführten Abfragen und Störungsexperimenten kombiniert. Fachbegriffe werden konsequent an beobachtbaren Clusterzuständen verankert.