印刻数据库

外观

DB2 集群安装指南 ​

集群概述 ​

DB2集群是指将多个DB2实例或服务器组合在一起，提供高可用性、负载均衡和灾难恢复能力的数据库架构。DB2支持多种集群技术，包括DB2 PureScale、DB2 HADR（高可用性灾难恢复）和基于第三方集群软件的配置。

集群类型 ​

集群类型描述主要优势
DB2 PureScale共享磁盘集群架构，提供线性扩展和高可用性线性扩展、无单点故障、快速故障转移
DB2 HADR基于日志复制的主备集群，提供灾难恢复能力跨站点灾难恢复、灵活的同步模式、易于配置
第三方集群使用IBM PowerHA、Veritas Cluster Server等第三方软件构建的集群与现有基础设施集成、支持复杂拓扑

集群架构组件 ​

DB2 PureScale组件 ​

  • 成员节点：运行DB2实例的节点，处理数据库请求
  • 集群缓存设施（CF）：管理共享缓存和锁，确保数据一致性
  • 共享存储：所有成员节点共享的存储系统
  • 集群管理服务器（CMS）：管理集群配置和节点状态
  • 故障监视器：监控节点和组件状态，触发故障转移

DB2 HADR组件 ​

  • 主数据库：处理所有数据库请求，生成事务日志
  • 备数据库：接收并应用主数据库的日志，保持数据同步
  • HADR守护进程：管理主备数据库之间的通信和日志传输
  • 自动客户端重路由（ACR）：自动将客户端连接重定向到可用数据库

安装前准备 ​

1. 硬件要求 ​

DB2 PureScale硬件要求 ​

组件最低要求建议配置
成员节点4核CPU，16GB内存8核CPU，32GB内存
CF节点4核CPU，16GB内存8核CPU，32GB内存
共享存储1TB可用空间，10Gbps连接4TB可用空间，25Gbps连接
网络1Gbps专用网络10Gbps专用网络

DB2 HADR硬件要求 ​

组件最低要求建议配置
主数据库服务器4核CPU，16GB内存8核CPU，32GB内存
备数据库服务器与主服务器相同配置与主服务器相同或更高配置
存储1TB可用空间4TB可用空间
网络1Gbps网络10Gbps网络

2. 软件要求 ​

操作系统要求 ​

  • AIX：AIX 7.1 TL5或更高版本
  • Linux：RHEL 7.4或更高版本，SLES 12 SP3或更高版本
  • Windows：Windows Server 2016或更高版本（仅支持HADR）

DB2软件要求 ​

  • DB2 10.5或更高版本（PureScale需要DB2 Enterprise Server Edition）
  • 相应的DB2补丁包
  • 集群管理软件（如IBM Spectrum Scale for PureScale）

3. 网络配置 ​

网络类型 ​

  • 公共网络：用于客户端连接和管理
  • 私有网络：用于节点间通信和日志传输
  • 存储网络：用于连接共享存储（PureScale）

网络配置要求 ​

  • 所有节点必须在同一子网或可路由网络中
  • 私有网络建议使用专用网卡和交换机
  • 配置静态IP地址，避免使用DHCP
  • 测试网络连通性和带宽

4. 存储配置 ​

DB2 PureScale存储配置 ​

  • 使用IBM Spectrum Scale（GPFS）或其他集群文件系统
  • 配置共享存储池，包括数据、日志和备份存储
  • 确保存储系统支持并发访问和高可用性
  • 配置适当的RAID级别（建议RAID 10）

DB2 HADR存储配置 ​

  • 主备数据库可以使用不同的存储系统
  • 确保备数据库有足够的存储空间
  • 配置适当的RAID级别

5. 环境准备 ​

操作系统配置 ​

bash
# 关闭防火墙（或配置适当的规则）
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 关闭SELinux
setenforce 0
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

# 配置内核参数
cat >> /etc/sysctl.conf << EOF
kernel.shmmni = 4096
kernel.shmall = 1073741824
kernel.shmmax = 4398046511104
kernel.sem = 250 32000 100 128
fs.file-max = 65536
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
net.ipv4.ip_local_port_range = 9000 65500
net.core.rmem_default = 262144
net.core.rmem_max = 4194304
net.core.wmem_default = 262144
net.core.wmem_max = 1048576
EOF

# 应用内核参数
sysctl -p

# 配置资源限制
cat >> /etc/security/limits.conf << EOF
db2inst1 soft nofile 65536
db2inst1 hard nofile 65536
db2inst1 soft nproc 16384
db2inst1 hard nproc 16384
EOF

用户和组创建 ​

bash
# 创建DB2用户和组
groupadd -g 901 db2iadm1
groupadd -g 902 db2fadm1
groupadd -g 903 dasadm1
useradd -u 1001 -g db2iadm1 -m -d /home/db2inst1 db2inst1
useradd -u 1002 -g db2fadm1 -m -d /home/db2fenc1 db2fenc1
useradd -u 1003 -g dasadm1 -m -d /home/dasusr1 dasusr1

# 设置密码
passwd db2inst1
passwd db2fenc1
passwd dasusr1

DB2 PureScale安装 ​

1. 安装前检查 ​

bash
# 下载并解压DB2安装包
mkdir -p /opt/ibm/db2/installation
tar -xzvf v11.5_linuxx64_server_t.tar.gz -C /opt/ibm/db2/installation

# 运行安装前检查脚本
cd /opt/ibm/db2/installation/server
./db2prereqcheck -purescale

2. 安装集群管理软件 ​

bash
# 安装IBM Spectrum Scale（GPFS）
# 此处省略GPFS安装步骤，请参考IBM官方文档

# 配置GPFS集群
mmcrcluster -N node1,node2,node3,node4 -p node1 -s node2 --ccr-disable
mmaddnode -N cf1,cf2
mmstartup -a
mmgetstate -a

3. 安装DB2 PureScale ​

bash
# 创建响应文件
cat > db2pureScale.rsp << EOF
PROD = DB2_SERVER_EDITION
FILE = /opt/ibm/db2/V11.5
LIC_AGREEMENT = ACCEPT
INSTALL_TYPE = CUSTOM
COMP = SERVER
COMP = CONNECT
COMP = ICU
COMP = ACS
COMP = COMMON
COMP = DB2_DATA_SOURCE_SUPPORT
COMP = JDK
COMP = SQL_PROCEDURES
COMP = BASE_CLIENT
COMP = RUNTIME_CLIENT
COMP = JDBCCLIENT
COMP = ODBC_CLIENT
COMP = CLI_DRIVER
COMP = .NET_DATA_PROVIDER
COMP = OLEDB_PROVIDER
COMP = XML_EXTENDER
COMP = DEVELOPMENT_SUPPORT
COMP = DB2_UPDATE_SERVICE
COMP = IBM_ANT
COMP = GSKIT
PURESCALE_INSTALL_TYPE = NEW
CF_INSTANCES = 2
CF1_HOSTNAME = cf1
CF2_HOSTNAME = cf2
MEMBER_HOSTNAMES = node1,node2,node3,node4
CF1_INSTANCE_PORT = 60000
CF2_INSTANCE_PORT = 60001
CF1_STATE_PORT = 60002
CF2_STATE_PORT = 60003
CF1_CLIENT_PORT = 60004
CF2_CLIENT_PORT = 60005
INSTANCE_NAME = db2inst1
FENCED_USER_NAME = db2fenc1
ADMIN_GROUP_NAME = dasadm1
DB2_GROUP_NAME = db2iadm1
FENCED_GROUP_NAME = db2fadm1
SVCENAME = db2c_db2inst1
REMOTE_INSTANCE_CREATION = YES
REMOTE_DB2FCM_COMM = YES
DB2FCM_COMM_PORT = 60006
EOF

# 运行安装程序
./db2setup -r db2pureScale.rsp

4. 配置DB2 PureScale ​

bash
# 切换到DB2实例用户
su - db2inst1

# 创建PureScale集群
db2icrt -d -u db2fenc1 -m node1,node2,node3,node4 -cf cf1,cf2 -cf-port 60000,60001 -state-port 60002,60003 -client-port 60004,60005 db2inst1

# 验证集群状态
db2instance -list

# 启动集群
db2start

# 创建数据库
db2 create database sample automatic storage yes on /db2/data1,/db2/data2 dbpath on /db2/dbpath

DB2 HADR安装 ​

1. 主数据库配置 ​

bash
# 切换到DB2实例用户
su - db2inst1

# 启用归档日志
db2 update database configuration for sample using logarchmeth1 disk:/db2/logs

# 重启数据库使配置生效
db2stop
db2start

# 创建HADR控制表空间
db2 create tablespace hadr_tbsp pagesize 8k managed by automatic storage

# 备份主数据库
db2 backup database sample to /db2/backup

# 配置HADR参数
db2 update database configuration for sample using hadr_local_host primary_host hadr_local_svc 50000 hadr_remote_host standby_host hadr_remote_svc 50001 hadr_remote_inst db2inst1 hadr_timeout 120 hadr_syncmode NEARSYNC

2. 备数据库配置 ​

bash
# 切换到DB2实例用户
su - db2inst1

# 恢复主数据库的备份
db2 restore database sample from /db2/backup taken at 20230520120000 into sample

# 配置HADR参数
db2 update database configuration for sample using hadr_local_host standby_host hadr_local_svc 50001 hadr_remote_host primary_host hadr_remote_svc 50000 hadr_remote_inst db2inst1 hadr_timeout 120 hadr_syncmode NEARSYNC

3. 启动HADR ​

bash
# 在备数据库上启动HADR
su - db2inst1
db2 start hadr on database sample as standby

# 在主数据库上启动HADR
su - db2inst1
db2 start hadr on database sample as primary

# 验证HADR状态
db2 get snapshot for database on sample | grep -i hadr

第三方集群安装（以PowerHA为例） ​

1. 安装PowerHA ​

bash
# 安装PowerHA软件
installp -acgYXd /path/to/powerha/packages bos.cluster.rte bos.cluster.lib bos.cluster.license bos.ahafs.rte

# 配置PowerHA集群
smitty clstart

2. 配置DB2实例 ​

bash
# 在所有节点上安装DB2
tar -xzvf v11.5_linuxx64_server_t.tar.gz
cd server
./db2setup

# 在主节点上创建DB2实例
db2icrt -u db2fenc1 db2inst1

# 在备节点上创建相同的DB2实例
db2icrt -u db2fenc1 db2inst1

# 配置共享存储
# 此处省略共享存储配置步骤

3. 配置PowerHA资源组 ​

bash
# 创建资源组
smitty clrg

# 添加IP资源
smitty claddip

# 添加文件系统资源
smitty claddfs

# 添加DB2实例资源
smitty claddrs

# 配置资源组关系
smitty clrgs

集群配置和优化 ​

1. 集群参数配置 ​

DB2 PureScale参数 ​

sql
-- 设置成员节点数量
db2 update database manager configuration using NUMDBPARTITIONS 4

-- 设置集群缓存大小
db2 update database manager configuration using CF_MEM_SZ 2048

-- 启用自动客户端重路由
db2 update database manager configuration using AUTO_RESTART YES

-- 设置故障转移时间
db2 update database manager configuration using FAILOVER_TIMEOUT 60

DB2 HADR参数 ​

sql
-- 设置同步模式
db2 update database configuration for sample using hadr_syncmode SYNC

-- 设置HADR日志压缩
db2 update database configuration for sample using hadr_log_compress YES

-- 设置HADR日志延迟
db2 update database configuration for sample using hadr_log_delay 0

-- 设置自动故障转移
db2 update database configuration for sample using hadr_auto_failover YES

2. 性能优化 ​

  • 调整成员节点数量：根据负载情况调整成员节点数量
  • 优化CF配置：调整CF内存大小和网络配置
  • 配置连接池：优化应用程序连接池设置
  • 启用并行查询：设置合适的并行度
  • 调整日志缓冲区：优化日志写入性能

3. 监控配置 ​

bash
# 启用DB2监控
db2 update database manager configuration using DFT_MON_BUFPOOL ON
db2 update database manager configuration using DFT_MON_LOCK ON
db2 update database manager configuration using DFT_MON_SORT ON
db2 update database manager configuration using DFT_MON_STMT ON
db2 update database manager configuration using DFT_MON_TABLE ON
db2 update database manager configuration using DFT_MON_UOW ON

# 配置IBM Data Server Manager监控
# 此处省略IDSM配置步骤

集群验证和测试 ​

1. 基本功能测试 ​

bash
# 验证集群状态
db2instance -list          # PureScale
db2 get snapshot for database on sample | grep -i hadr  # HADR

# 测试数据库连接
db2 connect to sample user db2inst1 using password

# 测试数据同步
# 在主数据库上插入数据
db2 insert into test_table values (1, 'test')

# 在备数据库上验证数据
db2 connect to sample user db2inst1 using password
db2 select * from test_table

2. 故障转移测试 ​

DB2 PureScale故障转移测试 ​

bash
# 模拟成员节点故障
ssh node1 "sudo ifdown eth0"

# 验证故障转移
db2instance -list

# 验证数据库可用性
db2 connect to sample

# 恢复故障节点
ssh node1 "sudo ifup eth0"
db2start member 0

DB2 HADR故障转移测试 ​

bash
# 手动触发故障转移
db2 takeover hadr on database sample by force

# 验证故障转移后的状态
db2 get snapshot for database on sample | grep -i hadr_role

# 重新建立HADR关系
db2 start hadr on database sample as standby  # 在原主数据库上

3. 性能测试 ​

bash
# 使用db2batch测试性能
db2batch -d sample -f test_queries.sql -o r -l test_results.log

# 使用IBM Data Server Manager进行性能测试
# 此处省略IDSM性能测试步骤

故障排除 ​

1. 常见安装问题 ​

问题1：安装前检查失败 ​

解决方案：

  • 检查操作系统版本和补丁级别
  • 安装缺少的依赖包
  • 调整内核参数

问题2：集群创建失败 ​

解决方案：

  • 检查网络连接和防火墙设置
  • 验证存储配置和权限
  • 检查GPFS集群状态

问题3：HADR同步失败 ​

解决方案：

  • 检查主备数据库的网络连接
  • 验证归档日志配置
  • 检查HADR参数配置
  • 查看db2diag.log获取详细错误信息

2. 日志文件位置 ​

  • DB2安装日志：/tmp/db2setup.log
  • DB2诊断日志：/home/db2inst1/sqllib/db2dump/db2diag.log
  • GPFS日志：/var/adm/ras/mmfs.log*
  • PowerHA日志：/var/hacmp/log/hacmp.out

3. 故障排除工具 ​

bash
# 查看集群状态
db2instance -list          # PureScale
db2pd -hadr -db sample     # HADR

# 查看诊断信息
db2diag -A

db2pd -db sample -logs

db2pd -db sample -bufferpools

版本差异 ​

DB2 10.x 集群 ​

  • 引入DB2 PureScale V1.0
  • 支持最多128个成员节点
  • 有限的自动客户端重路由支持
  • 基本的HADR自动故障转移

DB2 11.1 集群 ​

  • 增强了PureScale架构
  • 支持更多平台
  • 改进了HADR性能
  • 增强了自动客户端重路由

DB2 11.5 集群 ​

  • 引入DB2 PureScale V2.0
  • 增强了HADR功能
  • 支持跨平台HADR
  • 改进了集群管理和监控
  • 支持更多云环境

生产环境最佳实践 ​

1. 架构设计 ​

  • 选择合适的集群类型：根据业务需求选择PureScale或HADR
  • 设计多站点架构：实现跨数据中心灾难恢复
  • 考虑网络延迟：避免跨长距离的同步复制
  • 设计合理的存储架构：使用高性能、高可用的存储系统

2. 安装和配置 ​

  • 使用响应文件：自动化安装过程，提高一致性
  • 遵循安装指南：严格按照IBM官方文档进行安装
  • 配置适当的监控：实时监控集群状态和性能
  • 定期备份：即使在集群环境中，也需要定期备份

3. 维护和管理 ​

  • 定期更新补丁：保持DB2和集群软件的最新版本
  • 定期测试故障转移：确保故障转移功能正常工作
  • 监控性能趋势：识别性能瓶颈和潜在问题
  • 建立维护窗口：定期进行维护操作

4. 安全配置 ​

  • 配置适当的权限：遵循最小权限原则
  • 启用审计：监控数据库活动
  • 加密数据传输：使用SSL/TLS加密节点间通信
  • 保护共享存储：配置适当的访问控制

5. 灾难恢复 ​

  • 定期测试灾难恢复计划：确保在灾难发生时能够快速恢复
  • 维护最新的灾难恢复文档：记录详细的恢复步骤
  • 考虑多种恢复场景：准备应对不同类型的灾难

常见问题（FAQ） ​

Q1: DB2 PureScale和DB2 HADR有什么区别？ ​

A1: DB2 PureScale和DB2 HADR的主要区别：

  • 架构：PureScale是共享磁盘架构，HADR是基于日志复制的主备架构
  • 扩展能力：PureScale支持线性扩展，HADR主要用于高可用性和灾难恢复
  • 性能：PureScale提供更好的读写性能扩展，HADR主要提高可用性
  • 成本：PureScale的硬件和软件成本较高，HADR成本相对较低
  • 距离限制：PureScale节点通常在同一数据中心，HADR支持跨数据中心

Q2: 如何选择合适的集群类型？ ​

A2: 选择集群类型的考虑因素：

  • 业务需求：是否需要高可用性、灾难恢复或性能扩展
  • 预算：PureScale的成本较高，HADR成本相对较低
  • 现有基础设施：是否已有适合的硬件和软件
  • 技术能力：团队是否有管理相应集群的经验
  • 扩展性需求：未来是否需要扩展集群规模

Q3: 集群环境中需要定期备份吗？ ​

A3: 是的，集群环境中仍然需要定期备份：

  • 集群主要提供高可用性，不替代备份
  • 备份可以防止数据损坏、误删除等情况
  • 备份可以用于数据迁移和测试
  • 备份是灾难恢复计划的重要组成部分

Q4: 如何监控DB2集群？ ​

A4: 监控DB2集群的方法：

  • 使用DB2内置工具：db2instance、db2pd、db2top等
  • 使用IBM Data Server Manager：提供全面的监控和管理功能
  • 使用第三方监控工具：如SolarWinds、Nagios等
  • 配置自动化告警：及时通知集群故障

Q5: 如何升级DB2集群？ ​

A5: 升级DB2集群的步骤：

  1. 备份数据库和配置
  2. 阅读升级指南和已知问题
  3. 升级集群管理软件（如GPFS）
  4. 升级DB2软件（通常采用滚动升级方式）
  5. 更新DB2实例和数据库
  6. 验证升级结果
  7. 测试集群功能

Q6: 集群故障转移需要多长时间？ ​

A6: 集群故障转移时间取决于多种因素：

  • 集群类型：PureScale通常在秒级完成故障转移，HADR取决于同步模式
  • 同步模式：同步模式故障转移时间较短，异步模式较长
  • 数据库大小：大型数据库的故障转移时间较长
  • 系统负载：高负载下故障转移时间较长

Q7: 如何配置自动客户端重路由？ ​

A7: 配置自动客户端重路由的方法：

sql
-- 启用自动客户端重路由
db2 update database manager configuration using AUTO_RESTART YES

-- 配置客户端重路由列表
DB2 UPDATE ALTERNATE SERVER FOR DATABASE sample USING HOSTNAME standby_host PORT 50001

-- 在客户端连接字符串中启用重路由
jdbc:db2://primary_host:50000/sample:enableClientAffinitiesList=1;maxTransportObjects=100;

Q8: 如何处理集群分裂（脑裂）问题？ ​

A8: 处理集群分裂的方法：

  • 配置仲裁设备：如共享磁盘、文件或第三方仲裁服务
  • 设置投票规则：确保集群分裂时只有一个分区能继续运行
  • 定期检查集群状态：及时发现和处理集群分裂
  • 制定恢复流程：建立详细的集群分裂恢复步骤

总结 ​

DB2集群安装是一项复杂的任务，需要仔细规划和执行。选择合适的集群类型、遵循最佳实践、配置适当的监控和维护策略，是确保集群稳定运行的关键。

本文详细介绍了DB2 PureScale和DB2 HADR的安装方法、配置步骤、验证测试和故障排除，希望能够帮助DBA成功部署和管理DB2集群环境。

在实际部署过程中，建议参考IBM官方文档，结合具体的业务需求和环境特点，制定详细的安装和配置计划。同时，定期测试和维护集群，确保其能够在生产环境中稳定运行，提供高可用性和灾难恢复能力。