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外观

DB2 手动故障转移 ​

手动故障转移概述 ​

DB2 手动故障转移是指在主数据库出现故障或需要进行维护时，通过手动操作将数据库服务切换到备用数据库的过程。手动故障转移是DB2高可用性解决方案的重要组成部分，适用于各种高可用性架构，如HADR（High Availability Disaster Recovery）、PureScale等。

手动故障转移的概念 ​

  • 故障转移：将数据库服务从主节点切换到备用节点的过程
  • 手动故障转移：由数据库管理员主动发起的故障转移操作
  • 自动故障转移：由系统自动检测故障并发起的故障转移操作
  • 计划性故障转移：为了进行维护或升级而主动发起的故障转移
  • 非计划性故障转移：由于主节点故障而被动发起的故障转移

手动故障转移的适用场景 ​

  • 主数据库计划维护：如操作系统升级、硬件更换、补丁安装等
  • 主数据库性能问题：主数据库性能严重下降，需要切换到备用数据库
  • 自动故障转移失败：自动故障转移机制失效，需要手动干预
  • 测试高可用性机制：验证手动故障转移流程的有效性
  • 特定业务需求：根据业务需要手动控制故障转移时机

HADR 手动故障转移 ​

HADR 架构概述 ​

HADR是DB2提供的高可用性和灾难恢复解决方案，通过日志复制机制将主数据库（Primary）的日志实时复制到备用数据库（Standby），确保数据一致性。HADR支持三种同步模式：

  • 同步模式：主数据库等待备用数据库确认日志已写入磁盘后才提交事务
  • 近同步模式：主数据库等待备用数据库确认日志已收到后才提交事务
  • 异步模式：主数据库无需等待备用数据库确认，直接提交事务

HADR 手动故障转移前提条件 ​

  • HADR 已正确配置并处于同步状态
  • 备用数据库已启动并处于 "PEER" 或 "CATCHUP" 状态
  • 数据库管理员具有足够的权限执行故障转移操作
  • 已备份数据库配置和关键数据
  • 已制定详细的故障转移计划和回滚策略

HADR 手动故障转移操作流程 ​

1. 故障转移前准备 ​

  • 检查HADR状态：在主数据库上执行以下命令，确认HADR状态

    bash
    db2pd -hadr -db <数据库名>

  • 确认备用数据库状态：确保备用数据库处于 "PEER" 状态，数据已同步

  • 通知相关部门：告知业务部门和相关团队即将进行故障转移

  • 停止应用程序连接：确保所有应用程序已停止连接到主数据库

2. 执行故障转移操作 ​

场景一：主数据库仍可访问（计划性故障转移） ​

  1. 在主数据库上执行接管命令：

    bash
    db2 takeover hadr on db <数据库名> by force

    或

    bash
    db2 takeover hadr on db <数据库名> with standby access

  2. 在备用数据库上执行接管命令（如果上述命令失败）：

    bash
    db2 takeover hadr on db <数据库名> by force
场景二：主数据库不可访问（非计划性故障转移） ​

  1. 在备用数据库上执行接管命令：

    bash
    db2 takeover hadr on db <数据库名> by force

  2. 验证接管结果：

    bash
    db2pd -hadr -db <数据库名>

    确认备用数据库已切换为 "PRIMARY" 状态

3. 故障转移后验证 ​

  • 检查新主数据库状态：确认新主数据库正常运行

    bash
    db2 connect to <数据库名>
db2 list applications

  • 验证数据完整性：执行数据一致性检查，确保数据未丢失

    bash
    db2 check data
db2 check index all

  • 恢复应用程序连接：允许应用程序连接到新主数据库

  • 更新客户端配置：如果需要，更新客户端连接配置，指向新主数据库

  • 重新配置HADR：将原主数据库配置为新的备用数据库，重建HADR关系

    bash
    # 在原主数据库上执行
db2 start hadr on db <数据库名> as standby for hadr peer window automatic

HADR 手动故障转移注意事项 ​

  • 同步状态检查：在执行故障转移前，确保备用数据库与主数据库的同步状态良好
  • 应用程序处理：故障转移前应停止应用程序连接，避免数据不一致
  • 客户端配置更新：故障转移后需要更新客户端连接配置，指向新主数据库
  • HADR关系重建：故障转移后需要重新配置HADR，确保高可用性继续有效
  • 数据一致性验证：故障转移后必须验证数据完整性，确保数据未丢失

PureScale 手动故障转移 ​

PureScale 架构概述 ​

DB2 PureScale是基于共享磁盘的集群数据库解决方案，通过集群管理器（RSCT）和分布式锁管理器（GLM）实现高可用性和可扩展性。PureScale集群包含多个成员节点和一个或多个CF（Cluster Caching Facility）节点。

PureScale 手动故障转移适用场景 ​

  • 成员节点维护：需要对特定成员节点进行维护或升级
  • CF节点故障：CF节点出现故障，需要手动切换到备用CF节点
  • 负载均衡调整：需要调整集群负载分布
  • 测试集群功能：验证手动故障转移流程的有效性

PureScale 手动故障转移操作流程 ​

1. 成员节点手动故障转移 ​

bash
# 1. 检查集群状态
 db2instance -list
 db2cluster -status

# 2. 停止应用程序在目标成员节点上的连接
# 可以使用db2 force application命令强制断开连接

# 3. 停止目标成员节点
 db2stop member <成员ID>

# 4. 验证成员节点已停止
 db2instance -list

# 5. 进行维护操作
# ...

# 6. 启动成员节点
 db2start member <成员ID>

# 7. 验证成员节点已启动并正常运行
 db2instance -list
 db2cluster -status

2. CF节点手动故障转移 ​

bash
# 1. 检查CF节点状态
 db2cluster -cfstatus

# 2. 执行CF节点故障转移
 db2cluster -failover -cf <CF节点名>

# 3. 验证CF节点故障转移结果
 db2cluster -cfstatus

# 4. 检查集群状态
 db2cluster -status

手动故障转移最佳实践 ​

1. 制定详细的故障转移计划 ​

  • 故障转移流程文档化：详细记录故障转移的每一步操作
  • 角色和职责明确：明确各团队成员在故障转移过程中的职责
  • 沟通机制建立：建立有效的沟通渠道，确保信息及时传递
  • 回滚方案制定：制定详细的回滚策略，以备故障转移失败时使用

2. 定期测试故障转移流程 ​

  • 测试频率：每季度至少进行一次故障转移测试
  • 测试环境：在测试环境中模拟各种故障场景
  • 测试内容：包括计划性和非计划性故障转移
  • 测试结果评估：记录测试结果，分析存在的问题，优化故障转移流程

3. 故障转移前准备工作 ​

  • 备份关键数据：在执行故障转移前，备份数据库配置和关键数据
  • 检查系统状态：确保备用系统处于良好状态
  • 通知相关部门：提前通知业务部门和相关团队
  • 准备工具和资源：确保所需的工具和资源已准备就绪

4. 故障转移后操作 ​

  • 验证系统状态：确认新主系统正常运行
  • 恢复业务连接：逐步恢复应用程序连接
  • 监控系统性能：密切监控新主系统的性能
  • 更新文档和配置：更新系统文档和配置信息

5. 常见问题处理 ​

  • 故障转移失败：检查错误日志，分析失败原因，执行回滚操作
  • 数据不一致：使用备份恢复数据，或重新同步主备数据库
  • 应用程序连接问题：检查网络连接和客户端配置，确保应用程序能够连接到新主数据库
  • 性能下降：分析性能瓶颈，调整系统配置或优化应用程序

版本差异 ​

DB2版本手动故障转移差异
10.5HADR手动故障转移命令相对简单，支持的同步模式较少
11.1增强了HADR功能，支持更多同步模式，优化了故障转移性能
11.5引入了自动故障转移功能（HADR with Automatic Client Reroute），简化了手动故障转移流程
11.5.8+增强了PureScale手动故障转移功能，支持更多自动化操作，优化了集群管理界面

生产实践 ​

1. 故障转移时间优化 ​

  • 减少应用程序停机时间：使用连接池和自动重连机制，减少应用程序感知的停机时间
  • 优化HADR同步模式：根据业务需求选择合适的同步模式，平衡数据一致性和性能
  • 预准备工作：提前完成故障转移前的准备工作，减少故障转移执行时间

2. 大型环境故障转移策略 ​

  • 分批次切换：对于大型环境，考虑分批次切换应用程序连接，避免系统负载突增
  • 滚动切换：对于集群环境，使用滚动切换方式，减少整体停机时间
  • 并行操作：在故障转移过程中，并行执行多个操作，提高效率

3. 故障转移监控和审计 ​

  • 监控故障转移过程：记录故障转移的每一步操作和状态变化
  • 审计故障转移操作：记录谁执行了故障转移操作，以及操作时间和原因
  • 分析故障转移数据：定期分析故障转移数据，优化故障转移流程

4. 故障转移自动化 ​

  • 脚本自动化：编写自动化脚本，简化故障转移操作
  • 集成监控系统：将故障转移流程与监控系统集成，实现半自动化故障转移
  • 使用自动化工具：如IBM Data Server Manager（DSM），提供图形化的故障转移界面

常见问题（FAQ） ​

Q1: 手动故障转移和自动故障转移有什么区别？ ​

A1: 主要区别在于发起方式和时机：

  • 手动故障转移：由数据库管理员主动发起，适用于计划维护或自动故障转移失败的情况
  • 自动故障转移：由系统自动检测故障并发起，适用于非计划故障

Q2: HADR手动故障转移会导致数据丢失吗？ ​

A2: 数据丢失风险取决于HADR同步模式：

  • 同步模式：无数据丢失风险，主数据库等待备用数据库确认日志已写入磁盘
  • 近同步模式：几乎无数据丢失风险，主数据库等待备用数据库确认日志已收到
  • 异步模式：存在数据丢失风险，主数据库无需等待备用数据库确认

Q3: 如何验证HADR手动故障转移是否成功？ ​

A3: 验证方法：

  • 检查新主数据库状态：db2pd -hadr -db <数据库名>
  • 确认新主数据库处于 "PRIMARY" 状态
  • 验证应用程序能够正常连接
  • 执行数据一致性检查

Q4: 手动故障转移失败后如何处理？ ​

A4: 处理方法：

  • 检查错误日志，分析失败原因
  • 尝试重新执行故障转移操作
  • 如果多次尝试失败，执行回滚操作
  • 联系IBM支持寻求帮助

Q5: 如何减少手动故障转移的停机时间？ ​

A5: 减少停机时间的方法：

  • 优化HADR同步模式，使用近同步或同步模式
  • 提前完成故障转移前的准备工作
  • 使用自动化脚本简化故障转移操作
  • 优化应用程序连接管理，支持自动重连

Q6: PureScale手动故障转移和HADR手动故障转移有什么区别？ ​

A6: 主要区别在于架构和实现方式：

  • PureScale：基于共享磁盘架构，故障转移是在集群内部切换成员节点或CF节点
  • HADR：基于日志复制架构，故障转移是将备用数据库提升为主数据库

Q7: 手动故障转移前需要停止应用程序吗？ ​

A7: 是的，建议在执行手动故障转移前停止应用程序连接，原因：

  • 避免在故障转移过程中出现数据不一致
  • 减少应用程序连接错误
  • 确保故障转移过程顺利进行

Q8: 如何测试手动故障转移流程？ ​

A8: 测试方法：

  • 在测试环境中模拟主数据库故障
  • 按照故障转移计划执行手动故障转移
  • 验证故障转移结果和数据完整性
  • 记录测试过程和结果，优化故障转移流程

Q9: 手动故障转移后需要重新配置HADR吗？ ​

A9: 是的，故障转移后需要重新配置HADR：

  • 将原主数据库配置为新的备用数据库
  • 重建HADR关系
  • 确保数据同步正常

Q10: 如何制定手动故障转移计划？ ​

A10: 制定故障转移计划的步骤：

  • 确定故障转移的触发条件
  • 定义故障转移的角色和职责
  • 详细记录故障转移的每一步操作
  • 制定回滚策略
  • 建立沟通机制
  • 定期测试和更新故障转移计划