Hochverfügbare und skalierbare Datenbanksysteme mit SQL Server 2005 Steffen Krause...

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Hochverfügbare und skalierbare Datenbanksysteme mit SQL Server 2005 Steffen Krause Steffen Krause Technologieberater Application Technologieberater Application Platform Platform Microsoft Deutschland GmbH Microsoft Deutschland GmbH http:// http:// blogs.technet.com blogs.technet.com / / steffenk steffenk

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Hochverfügbare und skalierbare Datenbanksysteme mit SQL Server 2005

Hochverfügbare und skalierbare Datenbanksysteme mit SQL Server 2005

Steffen KrauseSteffen KrauseTechnologieberater Application Technologieberater Application PlatformPlatformMicrosoft Deutschland GmbHMicrosoft Deutschland GmbHhttp://http://blogs.technet.comblogs.technet.com//steffenksteffenk

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AgendaAgenda

Was bedeutet VerfügbarkeitWas bedeutet Verfügbarkeit Verfügbarkeit ohne Standby Verfügbarkeit ohne Standby Verfügbarkeit bei Verfügbarkeit bei

ParallelverarbeitungParallelverarbeitung Verfügbarkeit mit StandbyVerfügbarkeit mit Standby Weitere ThemenWeitere Themen

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VerfügbarkeitVerfügbarkeitWas bedeutet das für Sie?Was bedeutet das für Sie?

Warum nicht?Warum nicht? Site ist nicht verfügbarSite ist nicht verfügbar System ist nicht verfügbarSystem ist nicht verfügbar Datenbank ist nicht verfügbarDatenbank ist nicht verfügbar Datenbank ist Datenbank ist teilweiseteilweise

nicht verfügbarnicht verfügbar Tabelle ist nicht verfügbarTabelle ist nicht verfügbar Daten sind nicht verfügbarDaten sind nicht verfügbar

Können Ihre Kunden tun, Können Ihre Kunden tun, was sie tun müssen, was sie tun müssen,

wenn es getan werden muss?wenn es getan werden muss?

24x7x36524x7x365

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Verbesserte Verfügbarkeit Verbesserte Verfügbarkeit ohne ein Standby-System ohne ein Standby-System

Downtime wird reduziert oder Downtime wird reduziert oder vermieden, wenn:vermieden, wenn: Datenbank Datenbank teilweiseteilweise nicht verfügbar ist nicht verfügbar ist Tabelle nicht verfügbar istTabelle nicht verfügbar ist Daten nicht verfügbar sindDaten nicht verfügbar sind

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2020

2121

2222

2323

1818

File HeaderFile Header

extentextent

00extentextent

11extentextent

22

DatenbankkomponentenDatenbankkomponenten DatenbankDatenbank besteht aus…besteht aus…

DateigruppenDateigruppen bestehen aus…bestehen aus… DateienDateien bestehen aus…bestehen aus…

ExtentsExtents bestehen aus…bestehen aus…Seiten Seiten bestehen aus bestehen aus

DatenDaten

2424

2525

2727

2828

2929

3030

3131

2626

……

extentextent

33

MeineDBMeineDB

Datei2Datei2

Datei3Datei3

LogLog

Read/W

rite

Date

igru

ppe

Datei4Datei4

Datei5Datei5

Datei6Datei6

Read O

nly

Date

igru

ppe

n

20042004

20032003

20022002

20012001

PrimärPrimär

Datei1Datei1

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Was passiert wenn…Was passiert wenn…

Festplatten/RAID-Systeme ausfallenFestplatten/RAID-Systeme ausfallen In SQL Server 2000In SQL Server 2000

Datenbank wird als fehlerverdächtig Datenbank wird als fehlerverdächtig („suspect“) gekennzeichnet („suspect“) gekennzeichnet

Benutzer können nicht auf die Datenbank Benutzer können nicht auf die Datenbank zugreifenzugreifen

DatenbankDatenbank ist Ebene der Verfügbarkeit ist Ebene der Verfügbarkeit

In SQL ServerIn SQL Server™™ 2005 2005 Dateigruppe wird als Offline markiertDateigruppe wird als Offline markiert Benutzer können auf nicht beschädigte Benutzer können auf nicht beschädigte

Dateigruppen zugreifenDateigruppen zugreifen DateigruppeDateigruppe ist Ebene der Verfügbarkeit ist Ebene der Verfügbarkeit

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Funktionale Partitionierung Funktionale Partitionierung Datenaufteilung für VerfügbarkeitDatenaufteilung für Verfügbarkeit Strategische Gruppierung von Strategische Gruppierung von

ObjektenObjekten Nach PrioritätNach Priorität Nach Zeitfenstern (Sliding Window)Nach Zeitfenstern (Sliding Window) Nach Listen (z.B. Regionen)Nach Listen (z.B. Regionen)

… … in sekundäre Dateigruppenin sekundäre Dateigruppen Zusammengehörige/wichtige Objekte Zusammengehörige/wichtige Objekte

bleiben verfügbar, auch wenn andere bleiben verfügbar, auch wenn andere Datenbankteile offline sindDatenbankteile offline sind

FunktionaleFunktionale Partitionierung erfordert Partitionierung erfordert keinekeine partitionierten Tabellen partitionierten Tabellen Partitionierte Tabellen profitieren aber Partitionierte Tabellen profitieren aber

davondavon

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TabellenpartitionierungTabellenpartitionierung

19961996 19971997 20062006

MeineGroßeTabelleMeineGroßeTabelle

• Eine einzige DatenbankEine einzige Datenbank• Partitionen einzeln verwaltetPartitionen einzeln verwaltet• Online/OfflineOnline/Offline• ReadOnly/ReadWriteReadOnly/ReadWrite• Restore (Online!)Restore (Online!)

……

Partitionen in sekundärenPartitionen in sekundärenDateigruppenDateigruppen

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Was passiert wenn…Was passiert wenn…

Die Wiederherstellung beginntDie Wiederherstellung beginnt In SQL Server 2000 In SQL Server 2000

DatenbankDatenbank ist im Zustand „wird ist im Zustand „wird wiederhergestellt“wiederhergestellt“

Benutzer können nicht auf die Datenbank Benutzer können nicht auf die Datenbank zugreifenzugreifen

Datei wird neu erstellt und mit Nullen Datei wird neu erstellt und mit Nullen initialisiertinitialisiert

Datei wird wiederhergestellt – Datei wird wiederhergestellt – OfflineOffline In SQL Server 2005 In SQL Server 2005

DateigruppeDateigruppe ist im Zustand „wird ist im Zustand „wird wiederhergestellt“wiederhergestellt“

Benutzer können auf Daten in anderen Benutzer können auf Daten in anderen Dateigruppen zugreifenDateigruppen zugreifen

Datei kann mit schneller Dateiinitialisierung Datei kann mit schneller Dateiinitialisierung neu erstellt werdenneu erstellt werden

Datei wird wiederhergestellt – Datei wird wiederhergestellt – Online Online

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Online Piecemeal RestoreOnline Piecemeal RestoreBessere Verfügbarkeit während RestoreBessere Verfügbarkeit während Restore Fast jede Komponente (Seite, Datei, Fast jede Komponente (Seite, Datei,

Dateigruppe) kann wiederhergestellt Dateigruppe) kann wiederhergestellt werden– ONLINEwerden– ONLINE

Wenn Seite beschädigt ist – nur diese Seite Wenn Seite beschädigt ist – nur diese Seite von aus Backup wiederherstellenvon aus Backup wiederherstellen

Konsistente Wiederherstellung (incl. Log-Konsistente Wiederherstellung (incl. Log-Wiederherstellung) erforderlichWiederherstellung) erforderlich Ausnahme: Read-Only DateigruppenAusnahme: Read-Only Dateigruppen

Im einfachen Wiederherstellungsmodus: Nur Im einfachen Wiederherstellungsmodus: Nur für Read-Only Dateigruppenfür Read-Only Dateigruppen

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Schnelle DateiinitialisierungSchnelle DateiinitialisierungVerfügbarkeit durch weniger DowntimeVerfügbarkeit durch weniger Downtime SQL Server 2000SQL Server 2000

Alle Daten- und Logdateien müssen mit Alle Daten- und Logdateien müssen mit Nullwerten initialisiert werdenNullwerten initialisiert werden

Verlängert Nichtverfügbarkeit bei Verlängert Nichtverfügbarkeit bei Wiederherstellung während der Wiederherstellung während der DateierstellungsphaseDateierstellungsphase

SQL Server 2005SQL Server 2005 Nur Logdateien müssen mit Nullwerten Nur Logdateien müssen mit Nullwerten

initialisiert werdeninitialisiert werden Nichtverfügbarkeitszeit bei Wiederherstellung Nichtverfügbarkeitszeit bei Wiederherstellung

signifikant verringertsignifikant verringert Nicht nur für Restore nützlichNicht nur für Restore nützlich

DatenbankerstellungDatenbankerstellung Datenbankdatei-Änderung: Automatische und Datenbankdatei-Änderung: Automatische und

manuelle Vergrößerungmanuelle Vergrößerung

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Partielle Datenbankverfügbarkeit und Piecemeal RestorePartielle Datenbankverfügbarkeit und Piecemeal Restore

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Grenzen der VerfügbarkeitGrenzen der VerfügbarkeitParallelitäts-AnforderungenParallelitäts-Anforderungen

Datenbank ist verfügbar, aber die Datenbank ist verfügbar, aber die Anwendung/der Benutzer kann nicht die Anwendung/der Benutzer kann nicht die erforderlichen Operationen ausführenerforderlichen Operationen ausführen

Was ist mit administrativem Einfluß?Was ist mit administrativem Einfluß? Wartungsarbeiten können Blockierungen Wartungsarbeiten können Blockierungen

hervorrufenhervorrufen

Neue Online-IndexerstellungNeue Online-Indexerstellung

Was ist mit dem Einfluss von Was ist mit dem Einfluss von Anwendungen?Anwendungen? Schlecht designte und/oder langlaufende Schlecht designte und/oder langlaufende

TransaktionenTransaktionen Unterschiedliche DatenzugriffsmusterUnterschiedliche Datenzugriffsmuster

Neue Snapshot Isolation-OptionenNeue Snapshot Isolation-Optionen

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Was geschieht wenn…Was geschieht wenn…

Indizes neu aufgebaut werden Indizes neu aufgebaut werden müssenmüssen In SQL Server 2000In SQL Server 2000

Neuerstellung von Indizes erfordert eine Neuerstellung von Indizes erfordert eine exklusive Sperre auf die Tabelleexklusive Sperre auf die Tabelle

Tabelle ist effektiv offlineTabelle ist effektiv offline Benutzer können die Tabelle nicht zugreifenBenutzer können die Tabelle nicht zugreifen

In SQL Server 2005In SQL Server 2005 Neuerstellung von Indizes kann in den Neuerstellung von Indizes kann in den

meisten Fällen online erfolgenmeisten Fällen online erfolgen Benutzer können auf die Tabelle zugreifenBenutzer können auf die Tabelle zugreifen

Page 15: Hochverfügbare und skalierbare Datenbanksysteme mit SQL Server 2005 Steffen Krause Technologieberater Application Platform Microsoft Deutschland GmbH .

Was geschieht wenn…Was geschieht wenn… Leser und Schreiber dieselben Daten Leser und Schreiber dieselben Daten

zugreifen zugreifen In SQL Server 2000In SQL Server 2000

Sperren Sperren werden verwendet, um die beabsichtigte werden verwendet, um die beabsichtigte Isolationsstufe zu erreichenIsolationsstufe zu erreichen

Benutzer müssen auf Zugriff auf gesperrte Daten Benutzer müssen auf Zugriff auf gesperrte Daten wartenwarten

Parallelität und Performance werden beeinflusstParallelität und Performance werden beeinflusst Korrektheit wird beeinträchtigt wenn zur Vermeidung Korrektheit wird beeinträchtigt wenn zur Vermeidung

von Sperren niedrigere Isolationsstufen gewählt von Sperren niedrigere Isolationsstufen gewählt werdenwerden

In SQL Server 2005In SQL Server 2005 Sperren Sperren ODER ODER Versionierung Versionierung können verwendet können verwendet

werden, um die beabsichtigte Isolationsstufe zu werden, um die beabsichtigte Isolationsstufe zu erreichenerreichen

Mit Mit VersionierungVersionierung blockieren Leser keine Schreiber blockieren Leser keine Schreiber und umgekehrtund umgekehrt

Die Performance wird verbessert, wenn Wartezeiten Die Performance wird verbessert, wenn Wartezeiten der primäre Flaschenhals warender primäre Flaschenhals waren

2 Versionen: Snapshot pro Statement oder pro 2 Versionen: Snapshot pro Statement oder pro TransaktionTransaktion

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Snapshot IsolationSnapshot Isolation

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Verbesserte Verfügbarkeit Verbesserte Verfügbarkeit mit einem Standby-mit einem Standby-

SystemSystem Downtime reduziert für diese Downtime reduziert für diese

Fehlerfälle:Fehlerfälle: Site ist nicht verfügbarSite ist nicht verfügbar System ist nicht verfügbarSystem ist nicht verfügbar Datenbank ist nicht verfügbarDatenbank ist nicht verfügbar

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DatenbankspiegelungDatenbankspiegelungRedundanz auf DatenbankebeneRedundanz auf Datenbankebene

Kommende Kommende HochverfügbarkeitstechnologieHochverfügbarkeitstechnologie

Verfügbar für Test und Prototyping in Verfügbar für Test und Prototyping in SQL Server 2005 RTMSQL Server 2005 RTM

Zertifiziert für Produktionsbetrieb in Zertifiziert für Produktionsbetrieb in der ersten Hälfte 2006der ersten Hälfte 2006

Drei Konfigurationen:Drei Konfigurationen: Hohe Verfügbarkeit – Synchron mit Hohe Verfügbarkeit – Synchron mit

WitnessWitness Hoher Schutz – Synchron ohne WitnessHoher Schutz – Synchron ohne Witness Hohe Performance – Asynchron Hohe Performance – Asynchron

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Datenbankspiegelung Datenbankspiegelung ÜberblickÜberblick Softwarebasierte LösungSoftwarebasierte Lösung Principal-Datenbank verarbeitet Principal-Datenbank verarbeitet

BenutzeranfragenBenutzeranfragen Spiegeldatenbank erhält Änderungen Spiegeldatenbank erhält Änderungen

über sicheren, dedizierten TCP-Kanalüber sicheren, dedizierten TCP-Kanal Optionaler Zeugenserver für Optionaler Zeugenserver für

automatischen Failoverautomatischen Failover

Principal Datenbank Spiegeldatenbank

Änderungen

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Commit

Schreiben in

Log

Übertragen auf Spiegel

Schreiben in Spiegel-

Log

Bestätigung

Committed im Log

Dauerndes Redo auf dem Spiegel

Bestätigung

DatenbankspiegelungDatenbankspiegelungGrundprinzip der synchronen SpiegelungGrundprinzip der synchronen Spiegelung

Log DBDB Log

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DatenbankspiegelungDatenbankspiegelung

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Standby-TechnologienStandby-TechnologienFeatuFeatu

rere

Hot StandbyHot Standby Warm StandbyWarm Standby Cold StandbyCold Standby

DatabasDatabase e

MirroringMirroring

Failover Failover ClusterinClusterin

gg

Peer-to-Peer-to-Peer Peer

ReplikatioReplikationn

Trans-Trans-aktionale aktionale ReplikatioReplikatio

nn

Log Log ShippingShipping

Backup / Backup / RestoreRestore

Detach Detach / Copy / / Copy / AttachAttach

Datenverlust

Keiner (optional) Keiner Möglich Möglich Möglich Möglich

Wahr-scheinli

ch

Failover automatisch

Ja Ja Optional Nein Nein Nein Nein

Transparent für Client

Ja, Auto-Redirect

Ja, Reconnec

t auf selbe IP

Optional Nein, NLB hilft

Nein, NLB hilft Nein Nein

Ausfallzeit Sekunden

20 Sec + DB

Recoverykeine Sekunden

Sekunden + DB

Recovery

Erkennen,

Restore, Manuelle

r Failover

Erkennen,

Attach, Manuell

er Failover

Standby Lesezugriff

Über Snapshot nein Dauerhaft

verfügbarDauerhaft verfügbar

Manchmal verfügbar Nein Nein

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Standby-TechnologienStandby-TechnologienFeatuFeatu

rere

Hot StandbyHot Standby Warm StandbyWarm Standby Cold StandbyCold StandbyDatabasDatabas

e e MirrorinMirrorin

gg

Failover Failover ClusteringClustering

Peer-to-Peer-to-Peer Peer

ReplikatioReplikationn

TransaktionalTransaktionale Replikatione Replikation

Log Log ShippinShippin

gg

Backup / Backup / RestoreRestore

Detach Detach / Copy / / Copy / AttachAttach

Ebene minimal

Daten-bank Instanz

Tabelle oder Sicht

Tabelle oder Sicht

Daten-bank

Daten-bank

Daten-bank

Behandelt Platten-fehler

Ja

Nein, RAID

erforderlich

Ja Ja Ja Ja Ja

Spezielle Hardware

Nein, zweites System

Spezielle Hardwar

e aus Cluster

HCL

Nein, zweites System

Nein, zweites System

Nein, zweite

s Syste

m

Nein, zweites System

Nein, zweite

s System

Komplexi-tät Mittel Hoch Hoch Hoch Hoch Mittel Mittel

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Grenzen der VerfügbarkeitGrenzen der Verfügbarkeit

Microsoft SQL Server 2005 bietet Ihnen Microsoft SQL Server 2005 bietet Ihnen deutlich verbesserte Tools für die deutlich verbesserte Tools für die Überwindung dieser Grenzen:Überwindung dieser Grenzen: Datenbankserverfehler oder KatastropheDatenbankserverfehler oder Katastrophe Isolierte FestplattenfehlerIsolierte Festplattenfehler Parallelität des DatenzugriffsParallelität des Datenzugriffs Datenbank-Wartung und AdministrationDatenbank-Wartung und Administration SkalierbarkeitSkalierbarkeit Benutzer- oder AnwendugnsfehlerBenutzer- oder Anwendugnsfehler

Es existieren viel mehr GrenzenEs existieren viel mehr GrenzenNur einige kann man mit Datenbanktechnologie überwindenNur einige kann man mit Datenbanktechnologie überwindenWichtig sind Menschen, Planung, Prozeduren und TrainingWichtig sind Menschen, Planung, Prozeduren und Training

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Wann einsetzen?Wann einsetzen?Wieviel Arbeit erfordert die Wieviel Arbeit erfordert die Technologie?Technologie?

Online Index- Online Index- OperationenOperationenWnen Kriterien erfülltWnen Kriterien erfüllt

Snapshot Snapshot IsolationIsolationAuf AnweisungsebeneAuf Anweisungsebene

Snapshot Snapshot IsolationIsolationAuf Transaktionsebene Auf Transaktionsebene (RO)(RO)

Failover Failover Clustering Clustering

DatenbankspiegelDatenbankspiegelungung

Log ShippingLog Shipping Datenbank-Datenbank-

SnapshotsSnapshots

Sofort nach Upgrade

Minimale Arbeit erforderlich

Design und Architektur

Vewrbesserte Verfügbarkeit von Installation bis Redesign Ebenen der Verfügbarkeit zur Minimierung von Downtime und

Datenverlust

Partielle Partielle Datenbank-Datenbank-verfügbarkeitverfügbarkeit

Online Online Piecemeal Piecemeal RestoreRestore

Schnelle Schnelle DateiinitialisieruDateiinitialisierungng

Schnelle Schnelle WiederherstelluWiederherstellungng

Online Index Online Index OperationenOperationen Wenn Kriterien Wenn Kriterien nicht erfüllt (Minderheit)nicht erfüllt (Minderheit)

Snapshot IsolationSnapshot IsolationMit Erkennung von Update-Mit Erkennung von Update-KonfliktenKonflikten

ReplikationReplikation

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RessourcenRessourcen WebcastsWebcasts

http://http://www.microsoft.comwww.microsoft.com//germanygermany//technettechnet/webcasts/webcasts SQL Server Administration Webcast-ReiheSQL Server Administration Webcast-Reihe

http://http://www.microsoft.comwww.microsoft.com//germanygermany//sqlsql//eventsevents/sql2005admin.mspx/sql2005admin.mspx

Download Evaluation & ExpressDownload Evaluation & Express EnglischEnglisch

http://http://www.microsoft.comwww.microsoft.com//sqlsql//downloadsdownloads//trial-software.mspxtrial-software.mspx DeutschDeutsch

http://http://www.microsoft.comwww.microsoft.com//germanygermany//sqlsql//downloadsdownloads/sql2005.mspx/sql2005.mspx

SQL Server Feature Pack incl. Upgrade AdvisorSQL Server Feature Pack incl. Upgrade Advisor Und Dokumentations-UpdateUnd Dokumentations-Update http://www.microsoft.com/germany/sql/downloads/default.mspxhttp://www.microsoft.com/germany/sql/downloads/default.mspx

Blog Steffen KrauseBlog Steffen Krause http://http://blogs.technet.comblogs.technet.com//steffenksteffenk

PASSPASS http://http://www.sqlpass.dewww.sqlpass.de

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Ressourcen für Ihren ErfolgRessourcen für Ihren ErfolgVon Microsoft und den CommunitiesVon Microsoft und den Communities

TechNet für IT ProfessionalsTechNet für IT Professionals TechNet versorgt IT-Profis mit den wichtigsten TechNet versorgt IT-Profis mit den wichtigsten

Informationen in den Bereichen Evaluation, Planung, Informationen in den Bereichen Evaluation, Planung, Implementierung sowie Wartung und SupportImplementierung sowie Wartung und Support

auf dem Laufenden mit dem auf dem Laufenden mit dem TechNet Flash NewsletterTechNet Flash Newsletter, , RSS-FeedsRSS-Feeds sowie personalisierten Infos & Services sowie personalisierten Infos & Services

Technische Informationen in der TechNet Datenbank Technische Informationen in der TechNet Datenbank (z.B. Security und Skript Center) und TechNet Webcasts (z.B. Security und Skript Center) und TechNet Webcasts

www.microsoft.com/germany/technetwww.microsoft.com/germany/technet

www.sqlpass.dewww.sqlpass.deProfessional Association for SQL ServerProfessional Association for SQL Server (PASS): (PASS): unabhängige von Anwendern geleitete weltweite Vereinigung unabhängige von Anwendern geleitete weltweite Vereinigung von Nutzern der SQL Server-Technologievon Nutzern der SQL Server-Technologie

www.microsoft.com/germany/community/www.microsoft.com/germany/community/Eine Auswahl der besten deutschsprachigen Communities Eine Auswahl der besten deutschsprachigen Communities rund um Microsoft Server: Online- und Offline-Adressen für rund um Microsoft Server: Online- und Offline-Adressen für praktische Erfahrungen, Tipps, Web Boards und User Group praktische Erfahrungen, Tipps, Web Boards und User Group TreffenTreffen