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Konfigurieren der Leseskalierung für eine Always On-Verfügbarkeitsgruppe

Gilt für:SQL Server

Sie können eine SQL Server-Always On-Verfügbarkeitsgruppe unter Windows für Workloads zur Leseskalierung konfigurieren. Es gibt zwei Architekturtypen für Verfügbarkeitsgruppen:

  • Eine Architektur für Hochverfügbarkeit, die einen Cluster-Manager zur Gewährleistung einer verbesserten Geschäftskontinuität verwendet und lesbare sekundäre Replikate enthalten kann. Informationen zur Erstellung dieser Architektur für Hochverfügbarkeit finden Sie unter Erstellung und Konfiguration von Verfügbarkeitsgruppen unter Windows.
  • Eine Architektur, die nur Workloads zur Leseskalierung unterstützt.

In diesem Artikel wird erläutert, wie eine Verfügbarkeitsgruppe ohne Cluster-Manager für Workloads zur Leseskalierung erstellt wird. Diese Architektur bietet nur Leseskalierung. Sie bietet keine Hochverfügbarkeit.

Hinweis

Eine Verfügbarkeitsgruppe mit CLUSTER_TYPE = NONE kann Replikate enthalten, die auf verschiedenen Betriebssystemplattformen gehostet werden. Sie kann keine Unterstützung für Hochverfügbarkeit bieten. Weitere Informationen für Linux-Betriebssysteme finden Sie unter Konfigurieren einer SQL Server-Verfügbarkeitsgruppe zur Leseskalierung unter Linux.

Voraussetzungen

Bevor Sie die Verfügbarkeitsgruppe erstellen, müssen Sie:

  • Ihre Umgebung so konfigurieren, dass alle Server kommunizieren können, die Verfügbarkeitsreplikate hosten sollen.
  • Installieren Sie SQL Server. Weitere Einzelheiten finden Sie unter Installieren von SQL Server.

Aktivieren von Always On-Verfügbarkeitsgruppen und Neustarten von mssql-server

Hinweis

In dem unten aufgeführten Befehl werden Cmdlets aus dem sqlserver-Modul verwendet, das im PowerShell-Katalog veröffentlicht wurde. Sie können dieses Modul mit dem Befehl „Install-Module“ installieren.

Aktivieren Sie Always On-Verfügbarkeitsgruppen auf jedem Replikat, das eine SQL Server-Instanz hostet. Starten Sie anschließend den SQL Server-Dienst neu. Führen Sie für die Aktivierung und das Neustarten der SQL Server-Dienste den folgenden Befehl aus:

Enable-SqlAlwaysOn -ServerInstance <server\instance> -Force

Aktivieren einer AlwaysOn_health-Ereignissitzung

Sie können optional eine Sitzung für erweiterte Ereignisse der Always On-Verfügbarkeitsgruppen (XEvents-Sitzung) aktivieren, die Ihnen bei der Ursachendiagnose helfen, wenn Sie Probleme in einer Verfügbarkeitsgruppe behandeln. Führen Sie hierfür auf jeder SQL Server-Instanz den folgenden Befehl aus:

ALTER EVENT SESSION  AlwaysOn_health ON SERVER WITH (STARTUP_STATE=ON);
GO

Weitere Informationen zu dieser XEvents-Sitzung finden Sie unter Erweiterte Ereignisse von Always On-Verfügbarkeitsgruppen.

Authentifizierung über Datenbank-Spiegelungsendpunkt

Damit die Synchronisierung ordnungsgemäß funktioniert, müssen die in der Verfügbarkeitsgruppe zur Leseskalierung involvierten Replikate über den Endpunkt authentifiziert werden. Im nächsten Abschnitt werden die beiden wichtigsten Szenarios behandelt, die Sie für diese Authentifizierung verwenden können.

Dienstkonto

In einer Active Directory-Umgebung, in der sämtliche sekundäre Replikate mit derselben Domäne verknüpft sind, kann SQL Server eine Authentifizierung über das Dienstkonto durchführen. Sie müssen auf jeder SQL Server-Instanz explizit einen Anmeldenamen für das Dienstkonto erstellen:

CREATE LOGIN [<domain>\service account] FROM WINDOWS;

SQL-Anmeldeauthentifizierung

In Umgebungen, in denen die sekundären Replikate nicht mit einer Active Directory-Domäne verknüpft sind, müssen Sie die SQL-Authentifizierung verwenden. Das folgende Transact-SQL-Skript erstellt eine Anmeldung mit dem Namen dbm_login und einen Benutzer mit dem Namen dbm_user. Aktualisieren Sie das Skript durch ein sicheres Kennwort. Führen Sie für sämtliche SQL Server-Instanzen den folgenden Befehl aus, um den Endpunktbenutzer für die Datenbankspiegelung zu erstellen:

CREATE LOGIN dbm_login WITH PASSWORD = '**<1Sample_Strong_Password!@#>**';
CREATE USER dbm_user FOR LOGIN dbm_login;

Zertifikatauthentifizierung

Wenn Sie ein sekundäres Replikat verwenden, für das eine Authentifizierung über die SQL-Authentifizierung erforderlich ist, verwenden Sie ein Zertifikat für die Authentifizierung zwischen den Spiegelungsendpunkten.

Das folgende Transact-SQL-Skript erstellt einen Hauptschlüssel und ein Zertifikat. Anschließend werden das Zertifikat und die Datei mit einem privaten Schlüssel gesichert. Aktualisieren Sie das Skript durch sichere Kennwörter. Führen Sie das Skript auf der primären SQL Server-Instanz aus, um das Zertifikat auszuführen:

CREATE MASTER KEY ENCRYPTION BY PASSWORD = '**<Master_Key_Password>**';
CREATE CERTIFICATE dbm_certificate WITH SUBJECT = 'dbm';
BACKUP CERTIFICATE dbm_certificate
   TO FILE = 'C:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL14.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\dbm_certificate.cer'
   WITH PRIVATE KEY (
       FILE = 'c:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL14.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\dbm_certificate.pvk',
       ENCRYPTION BY PASSWORD = '**<Private_Key_Password>**'
   );

Zu diesem Zeitpunkt weist Ihr primäres SQL Server-Replikat ein Zertifikat unter c:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL14.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\dbm_certificate.cer und einen privaten Schlüssel unter c:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL14.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\dbm_certificate.pvk auf. Kopieren Sie diese beiden Dateien auf allen Servern, die Verfügbarkeitsreplikate hosten werden, an den gleichen Speicherort.

Stellen Sie bei jedem sekundären Replikat sicher, dass das Dienstkonto der SQL Server-Instanz über Berechtigungen für den Zugriff auf das Zertifikat verfügt.

Erstellen des Zertifikats auf sekundären Servern

Das folgende Transact-SQL-Skript erstellt einen Hauptschlüssel und ein Zertifikat aus der Sicherung, die Sie auf dem primären SQL Server-Replikat erstellt haben. Der Befehl autorisiert auch die Benutzer, damit diese auf das Zertifikat zugreifen können. Aktualisieren Sie das Skript durch sichere Kennwörter. Das Entschlüsselungskennwort ist das gleiche Kennwort, mit dem Sie in einem vorherigen Schritt die PVK-Datei erstellt haben. Führen Sie das folgende Skript auf allen sekundären Replikaten aus, um das Zertifikat zu erstellen:

CREATE MASTER KEY ENCRYPTION BY PASSWORD = '**<Master_Key_Password>**';
CREATE CERTIFICATE dbm_certificate
    AUTHORIZATION dbm_user
    FROM FILE = 'C:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL14.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\dbm_certificate.cer'
    WITH PRIVATE KEY (
        FILE = 'c:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL14.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\dbm_certificate.pvk',
        DECRYPTION BY PASSWORD = '**<Private_Key_Password>**'
    );

Erstellen von Datenbankspiegelungs-Endpunkten auf allen Replikaten

Datenbank-Spiegelungsendpunkte senden und empfangen Meldungen zwischen den Serverinstanzen beim Teilnehmen an Datenbankspiegelungssitzungen über TCP (Transmission Control Protocol) oder beim Hosten verfügbarer Replikate. Der Datenbank-Spiegelungsendpunkt lauscht an einer eindeutigen TCP-Portnummer.

Das folgende Transact-SQL-Skript erstellt für die Verfügbarkeitsgruppe einen Überwachungsendpunkt mit dem Namen Hadr_endpoint. Es startet den Endpunkt und erteilt eine Verbindungsberechtigung für das Dienstkonto oder die SQL-Anmeldung, die Sie in einem vorherigen Schritt erstellt haben. Bevor Sie das Skript ausführen, ersetzen Sie die Werte zwischen **< ... >**. Sie können optional eine IP-Adresse einschließen (LISTENER_IP = (0.0.0.0)). Bei der IP-Adresse des Listeners muss es sich um eine IPv4-Adresse handeln. Sie können auch 0.0.0.0 verwenden.

Aktualisieren Sie auf sämtlichen SQL Server-Instanzen das folgende Transact-SQL-Skript für Ihre Umgebung:

CREATE ENDPOINT [Hadr_endpoint]
    AS TCP (LISTENER_PORT = **<5022>**)
    FOR DATABASE_MIRRORING (
        ROLE = ALL,
        AUTHENTICATION = CERTIFICATE dbm_certificate,
        ENCRYPTION = REQUIRED ALGORITHM AES
    );
ALTER ENDPOINT [Hadr_endpoint] STATE = STARTED;
GRANT CONNECT ON ENDPOINT::[Hadr_endpoint] TO [<service account or user>];

Der TCP-Port in der Firewall muss für den Listenerport geöffnet sein.

Weitere Informationen finden Sie unter Der Datenbankspiegelungs-Endpunkt (SQL Server).

Erstellen einer Verfügbarkeitsgruppe

Erstellen einer Verfügbarkeitsgruppe Legen Sie CLUSTER_TYPE = NONE fest. Darüber hinaus sollten Sie jedes Replikat mit FAILOVER_MODE = NONE festlegen. Clientanwendungen, die Analysen durchführen oder Berichte zu Workloads erstellen, können eine direkte Verbindung mit sekundären Datenbanken herstellen. Sie können ebenfalls eine schreibgeschützte Routingliste erstellen. Anforderungen zum Lesen der Verbindung werden dann über Verbindungen mit dem primären Replikat in Round-Robin-Manier an jedes der in der Routingliste enthaltene sekundäre Replikat weitergeleitet.

Im folgenden Transact-SQL-Skript wird eine Verfügbarkeitsgruppe namens ag1 erstellt. Das Skript konfiguriert die Verfügbarkeitsgruppenreplikate mit SEEDING_MODE = AUTOMATIC. Diese Einstellung bewirkt, dass SQL Server die Datenbank automatisch auf jedem sekundären Server erstellt, nachdem diese zur Verfügbarkeitsgruppe hinzugefügt wurde.

Aktualisieren Sie das folgende Skript für Ihre Umgebung. Ersetzen Sie die Werte <node1> und <node2> durch die Namen der SQL Server-Instanzen, auf denen die Replikate gehostet werden. Ersetzen Sie den Wert <5022> durch den Port, den Sie für den Endpunkt festgelegt haben. Führen Sie auf dem primären SQL Server-Replikat das folgende Transact-SQL-Skript aus:

CREATE AVAILABILITY GROUP [ag1]
    WITH (CLUSTER_TYPE = NONE)
    FOR REPLICA ON
        N'<node1>' WITH (
            ENDPOINT_URL = N'tcp://<node1>:<5022>',
		    AVAILABILITY_MODE = ASYNCHRONOUS_COMMIT,
		    FAILOVER_MODE = MANUAL,
		    SEEDING_MODE = AUTOMATIC,
                    SECONDARY_ROLE (ALLOW_CONNECTIONS = ALL)
		    ),
        N'<node2>' WITH (
		    ENDPOINT_URL = N'tcp://<node2>:<5022>',
		    AVAILABILITY_MODE = ASYNCHRONOUS_COMMIT,
		    FAILOVER_MODE = MANUAL,
		    SEEDING_MODE = AUTOMATIC,
		    SECONDARY_ROLE (ALLOW_CONNECTIONS = ALL)
		    );

ALTER AVAILABILITY GROUP [ag1] GRANT CREATE ANY DATABASE;

Verknüpfen von sekundären SQL Server-Instanzen mit der Verfügbarkeitsgruppe

Das folgende Transact-SQL-Skript verknüpft einen Server mit einer Verfügbarkeitsgruppe namens ag1. Aktualisieren Sie das Skript für Ihre Umgebung. Führen Sie folgendes Transact-SQL-Skript auf jedem sekundären SQL Server-Replikat aus, um die Verfügbarkeitsgruppe zu verknüpfen:

ALTER AVAILABILITY GROUP [ag1] JOIN WITH (CLUSTER_TYPE = NONE);

ALTER AVAILABILITY GROUP [ag1] GRANT CREATE ANY DATABASE;

Hinzufügen einer Datenbank zu einer Verfügbarkeitsgruppe

Stellen Sie sicher, dass sich die Datenbank, die Sie der Verfügbarkeitsgruppe hinzufügen, im vollständigen Wiederherstellungsmodell befindet und eine gültige Protokollsicherung hat. Wenn die Datenbank eine Testdatenbank oder eine neu erstellte Datenbank handelt, nehmen Sie eine Datenbanksicherung vor. Führen Sie zum Erstellen und Sichern einer Datenbank namens db1 das folgende Transact-SQL-Skript auf der primären SQL Server-Instanz aus:

CREATE DATABASE [db1];
ALTER DATABASE [db1] SET RECOVERY FULL;
BACKUP DATABASE [db1]
   TO DISK = N'c:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL14.MSSQLSERVER\MSSQL\Backup\db1.bak';

Führen Sie zum Hinzufügen einer Datenbank namens db1 für eine Verfügbarkeitsgruppe namens ag1 das folgende Transact-SQL-Skript auf dem primären SQL Server-Replikat aus:

ALTER AVAILABILITY GROUP [ag1] ADD DATABASE [db1];

Sicherstellen, dass die Datenbank auf den sekundären Servern erstellt wird

Führen Sie zum Anzeigen, ob die Datenbank db1 erstellt und synchronisiert wurde, die folgende Abfrage auf allen sekundären SQL Server-Replikaten aus:

SELECT * FROM sys.databases WHERE name = 'db1';
GO
SELECT DB_NAME(database_id) AS 'database', synchronization_state_desc FROM sys.dm_hadr_database_replica_states;

Bei dieser Verfügbarkeitsgruppe handelt es sich nicht um eine Hochverfügbarkeitskonfiguration. Wenn Sie Hochverfügbarkeit benötigen, befolgen Sie die Anweisungen unter Konfigurieren einer Always On-Verfügbarkeitsgruppe für SQL Server unter Linux oder unter Erstellung und Konfiguration von Verfügbarkeitsgruppen unter Windows.

Verbinden mit schreibgeschützten sekundären Replikaten

Es gibt zwei Möglichkeiten für die Verbindung mit schreibgeschützten sekundären Replikaten:

  • Anwendungen können eine direkte Verbindung mit der SQL Server-Instanz herstellen, auf der das sekundäre Replikat gehostet wird, und die Datenbanken abfragen. Weitere Informationen finden Sie unter Lesbare sekundäre Replikate.
  • Anwendungen können ebenfalls schreibgeschütztes Routing verwenden. Hierfür ist ein Listener erforderlich. Wenn Sie ein Szenario mit Leseskalierung ohne einen Cluster-Manager bereitstellen, können Sie dennoch einen Listener erstellen, der auf die IP-Adresse des aktuellen primären Replikats und den Port verweist, dem auch SQL Server lauscht. Nach einem Failover müssen Sie den Listener neu erstellen, um auf die neue primäre IP-Adresse zu verweisen. Weitere Informationen finden Sie unter Schreibgeschütztes Routing.

Ausführen eines Failovers des primären Replikats auf eine schreibgeschützte Verfügbarkeitsgruppe

Jede Verfügbarkeitsgruppe hat nur ein primäres Replikat. Das primäre Replikat lässt Lese- und Schreibvorgänge zu. Sie können ein Failover ausführen, um das primäre Replikat zu ändern. In einer typischen Verfügbarkeitsgruppe automatisiert der Cluster-Manager den Failoverprozess. In einer Verfügbarkeitsgruppe mit dem Clustertyp „NONE“ erfolgt der Failovervorgang manuell.

Es gibt zwei Möglichkeiten, ein Failover für ein primäres Replikat in einer Verfügbarkeitsgruppe mit dem Clustertyp „NONE“ auszuführen:

  • Manuelles Failover ohne Datenverlust
  • Erzwungenes manuelles Failover mit Datenverlust

Manuelles Failover ohne Datenverlust

Verwenden Sie diese Methode, wenn das primäre Replikat verfügbar ist. Dabei müssen Sie allerdings vorübergehend oder dauerhaft ändern, welche Instanz das primäre Replikat hostet. Um potenzielle Datenverluste zu vermeiden, stellen Sie vor der Ausführung eines manuellen Failovers sicher, dass das sekundäre Zielreplikat aktuell ist.

So führen ein manuelles Failover ohne Datenverlust aus:

  1. Verwenden Sie SYNCHRONOUS_COMMIT für das aktuelle primäre Replikat und das sekundäre Zielreplikat.

    ALTER AVAILABILITY GROUP [AGRScale] 
         MODIFY REPLICA ON N'<node2>' 
         WITH (AVAILABILITY_MODE = SYNCHRONOUS_COMMIT);
    
  2. Um zu ermitteln, ob für aktive Transaktionen ein Commit auf das primäre Replikat und gleichzeitig auf mindestens ein synchrones sekundäres Replikat ausgeführt wurde, führen Sie die folgende Abfrage aus:

    SELECT ag.name, 
       drs.database_id, 
       drs.group_id, 
       drs.replica_id, 
       drs.synchronization_state_desc, 
       ag.sequence_number
    FROM sys.dm_hadr_database_replica_states drs, sys.availability_groups ag
    WHERE drs.group_id = ag.group_id; 
    

    Das sekundäre Replikat wird synchronisiert, wenn synchronization_state_descSYNCHRONIZED ist.

  3. Aktualisieren Sie REQUIRED_SYNCHRONIZED_SECONDARIES_TO_COMMIT auf 1.

    Das folgende Skript legt REQUIRED_SYNCHRONIZED_SECONDARIES_TO_COMMIT auf „1“ für eine Verfügbarkeitsgruppe mit dem Namen ag1 fest. Ersetzen Sie ag1 vor der Ausführung des Skripts durch den Namen Ihrer Verfügbarkeitsgruppe:

    ALTER AVAILABILITY GROUP [AGRScale] 
         SET (REQUIRED_SYNCHRONIZED_SECONDARIES_TO_COMMIT = 1);
    

    Diese Einstellung stellt sicher, dass für jede aktive Transaktion ein Commit auf das primäre Replikat und auf mindestens ein synchrones sekundäres Replikat ausgeführt wurde.

    Hinweis

    Diese Einstellung ist nicht failoverspezifisch und sollte anhand der Umgebungsanforderungen festgelegt werden.

  4. Legen Sie zur Vorbereitung auf die Rollenänderung das primäre Replikat und die sekundären Replikate, die nicht am Failover beteiligt sind, offline fest:

    ALTER AVAILABILITY GROUP [AGRScale] OFFLINE
    
  5. Stufen Sie das sekundäre Zielreplikat auf ein primäres hoch.

    ALTER AVAILABILITY GROUP AGRScale FORCE_FAILOVER_ALLOW_DATA_LOSS; 
    
  6. Aktualisieren Sie die Rolle des alten primären Replikats und weiterer sekundärer Replikate auf SECONDARY, und führen Sie den folgenden Befehl auf der SQL Server-Instanz aus, die das alte primäre Replikat hostet:

    ALTER AVAILABILITY GROUP [AGRScale] 
         SET (ROLE = SECONDARY); 
    

    Hinweis

    Verwenden Sie DROP AVAILABILITY GROUP (Verfügbarkeitsgruppe löschen), um eine Verfügbarkeitsgruppe zu löschen. Führen Sie bei Verfügbarkeitsgruppen, die mit dem Clustertyp „NONE“ oder „EXTERNAL“ erstellt wurden, den Befehl für alle Replikate aus, die der Verfügbarkeitsgruppe angehören.

  7. Setzen Sie die Datenverschiebung fort, und führen Sie folgenden Befehl für jede Datenbank in der Verfügbarkeitsgruppe auf der SQL Server-Instanz aus, die das primäre Replikat hostet:

    ALTER DATABASE [db1]
         SET HADR RESUME
    
  8. Erstellen Sie jeden Listener neu, den Sie für Leseskalierungszwecke erstellt haben und der nicht von einem Cluster-Manager verwaltet wird. Wenn der ursprüngliche Listener auf das alte primäre Replikat zeigt, löschen Sie ihn, und erstellen Sie ihn neu, um auf das neue primäre Replikat zu verweisen.

Erzwungenes manuelles Failover mit Datenverlust

Wenn das primäre Replikat nicht verfügbar ist und nicht sofort wieder hergestellt werden kann, müssen Sie ein Failover auf das sekundäre Replikat mit Datenverlust erzwingen. Wenn das ursprüngliche primäre Replikat jedoch nach einem Failover wieder hergestellt wird, nimmt es die primäre Rolle an. Um zu vermeiden, dass jedes Replikat einen anderen Zustand aufweist, entfernen Sie das ursprüngliche primäre Replikat nach einem erzwungenen Failover mit Datenverlust aus der Verfügbarkeitsgruppe. Wenn das ursprüngliche primäre Replikat wieder online ist, entfernen Sie die Verfügbarkeitsgruppe vollständig.

Gehen Sie folgendermaßen vor, um ein manuelles Failover mit Datenverlust vom primären Replikat N1 zum sekundären Replikat N2 zu erzwingen:

  1. Initiieren Sie auf dem sekundären Replikat (N2) das erzwungene Failover:

    ALTER AVAILABILITY GROUP [AGRScale] FORCE_FAILOVER_ALLOW_DATA_LOSS;
    
  2. Entfernen Sie auf dem neuen primären Replikat (N2) das ursprüngliche primäre Replikat (N1):

    ALTER AVAILABILITY GROUP [AGRScale]
    REMOVE REPLICA ON N'N1';
    
  3. Überprüfen Sie, ob der gesamte Anwendungsdatenverkehr auf den Listener und/oder das neue primäre Replikat verweist.

  4. Wenn das ursprüngliche primäre Replikat (N1) online geschaltet wird, schalten Sie die Verfügbarkeitsgruppe „AGRScale“ auf der ursprünglichen primären Datenbank (N1) offline:

    ALTER AVAILABILITY GROUP [AGRScale] OFFLINE
    
  5. Wenn Daten oder nicht synchronisierte Änderungen vorhanden sind, behalten Sie diese Datei über Sicherungskopien oder andere Datenreplikationsoptionen bei, die Ihren Geschäftsanforderungen entsprechen.

  6. Entfernen Sie als Nächstes die Verfügbarkeitsgruppe aus der ursprünglichen primären Datenbank (N1):

    DROP AVAILABILITY GROUP [AGRScale];
    
  7. Löschen Sie die Datenbank der Verfügbarkeitsgruppe auf dem ursprünglichen primären Replikat (N1):

    USE [master]
    GO
    DROP DATABASE [AGDBRScale]
    GO
    
  8. (Optional) Sie können, wenn gewünscht, N1 jetzt wieder als neues sekundäres Replikat der Verfügbarkeitsgruppe „AGRScale“ hinzufügen.

Wenn Sie einen Listener für die Verbindungsherstellung verwenden, müssen Sie den Listener nach dem Failover neu erstellen.

Nächste Schritte