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Konfigurieren von verteilten Transaktionen für Always On-Verfügbarkeitsgruppen

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Gilt für: SQL Server

SQL Server 2017 (14.x) und höhere Versionen unterstützen alle verteilten Transaktionen, einschließlich Datenbanken in einer Verfügbarkeitsgruppe. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie eine Verfügbarkeitsgruppe für verteilte Transaktionen konfigurieren.

Um verteilte Transaktionen gewährleisten zu können, muss die Verfügbarkeitsgruppe so konfiguriert sein, dass Datenbanken als Ressourcenmanager verteilter Transaktionen registriert werden.

Hinweis

SQL Server 2016 (13.x) Service Pack 2 und höhere Versionen stellen eine vollständige Unterstützung für verteilte Transaktionen in Verfügbarkeitsgruppen bereit. In SQL Server 2016 (13.x) Service Pack 1 und früheren Versionen werden datenbankübergreifende verteilte Transaktionen (das heißt, Transaktionen mit Datenbanken auf der gleichen SQL Server-Instanz) nicht unterstützt, wenn sie eine Datenbank in einer Verfügbarkeitsgruppe enthalten. Diese Einschränkung besteht in SQL Server 2017 (14.x) nicht.

Die Einrichtungsschritte für SQL Server 2016 (13.x) sind identisch mit denen für SQL Server 2017 (14.x).

Bei einer verteilten Transaktion arbeiten Clientanwendungen mit dem Microsoft Distributed Transaction Coordinator (MS DTC oder auch DTC) zusammen, um Transaktionskonsistenz über mehrere Datenquellen hinweg zu gewährleisten. Der DTC ist ein Dienst für Betriebssysteme, die auf Windows Server basieren. Bei einer verteilten Transaktion agiert der DTC als Transaktionskoordinator. Normalerweise agiert eine SQL Server-Instanz als Ressourcenmanager. Wenn sich eine Datenbank in einer Verfügbarkeitsgruppe befindet, benötigt sie ihren eigenen Ressourcenmanager.

In SQL Server werden verteilte Transaktionen für Datenbanken in einer Verfügbarkeitsgruppe nicht verhindert – selbst wenn die Verfügbarkeitsgruppe nicht für verteilte Transaktionen konfiguriert ist. Wenn eine Verfügbarkeitsgruppe jedoch nicht für verteilte Transaktionen konfiguriert ist, kann das Failover in manchen Situationen fehlschlagen. Insbesondere die neue SQL Server-Instanz des primären Replikats ist möglicherweise nicht in der Lage, Transaktionsergebnisse vom DTC abzurufen. Um der SQL Server-Instanz nach einem Failover das Abrufen der Ergebnisse unsicherer Transaktionen vom DTC zu ermöglichen, konfigurieren Sie die Verfügbarkeitsgruppe für verteilte Transaktionen.

DTC ist nicht an der Verarbeitung von Verfügbarkeitsgruppen beteiligt, es sei denn, eine Datenbank ist auch Mitglied eines Failoverclusters. Innerhalb einer Verfügbarkeitsgruppe wird die Konsistenz zwischen Replikaten durch die Logik der Verfügbarkeitsgruppe verwaltet: Das primäre Replikat schließt den Commit erst ab und bestätigt den Commit an die aufrufende Funktion erst, wenn das sekundäre Replikat bestätigt, dass die Protokolldatensätze im permanenten Speicher dauerhaft gespeichert wurden. Erst dann deklariert das primäre Replikat die Transaktion als abgeschlossen. Im asynchronen Modus wird nicht gewartet, bis das sekundäre Replikat die Bestätigung durchführt, und es besteht explizit die Möglichkeit, dass eine geringe Datenmenge verloren geht.

Voraussetzungen

Bevor Sie eine Verfügbarkeitsgruppe so konfigurieren, dass verteilte Transaktionen unterstützt werden, müssen die folgenden Voraussetzungen erfüllt sein:

  • Alle Instanzen von SQL Server, die an der verteilten Transaktion beteiligt sind, müssen unter SQL Server 2016 (13.x) oder höheren Versionen ausgeführt werden.

  • Verfügbarkeitsgruppen müssen unter Windows Server 2012 R2 oder höheren Versionen ausgeführt werden. Für Windows Server 2012 R2 müssen Sie das Update in KB3090973 installieren.

Erstellen einer Verfügbarkeitsgruppe für verteilte Transaktionen

Konfigurieren Sie eine Verfügbarkeitsgruppe so, dass sie verteilte Transaktionen unterstützt. Legen Sie für die Verfügbarkeitsgruppe fest, dass sich jede Datenbank als Ressourcenmanager registrieren kann. In diesem Artikel wird erläutert, wie Sie eine Verfügbarkeitsgruppe so konfiguriert werden kann, dass jede Datenbank im DTC Ressourcenmanager sein kann.

Die Erstellung von Verfügbarkeitsgruppen für verteilte Transaktionen ist in SQL Server 2016 (13.x) oder höheren Versionen möglich. Um eine Verfügbarkeitsgruppe für verteilte Transaktionen zu erstellen, müssen Sie DTC_SUPPORT = PER_DB in die Definition einer Verfügbarkeitsgruppe einschließen. Das folgende Skript erstellt eine Verfügbarkeitsgruppe für verteilte Transaktionen.

CREATE AVAILABILITY
GROUP MyAG
WITH (DTC_SUPPORT = PER_DB)
FOR DATABASE DB1,
    DB2 REPLICA
ON 'Server1' WITH (
   ENDPOINT_URL = 'TCP://SERVER1.corp.com:5022',
   AVAILABILITY_MODE = SYNCHRONOUS_COMMIT,
   FAILOVER_MODE = AUTOMATIC
),
'Server2' WITH (
   ENDPOINT_URL = 'TCP://SERVER2.corp.com:5022',
   AVAILABILITY_MODE = SYNCHRONOUS_COMMIT,
   FAILOVER_MODE = AUTOMATIC
);

Hinweis

Das vorangehende Skript ist ein einfaches Beispiel für eine Verfügbarkeitsgruppe und nicht für eine bestimmte Produktionsumgebung gedacht.

Anpassen einer Verfügbarkeitsgruppe für verteilte Transaktionen

In SQL Server 2017 (14.x) und höheren Versionen lassen sich Verfügbarkeitsgruppen für verteilte Transaktionen ändern. Um eine Verfügbarkeitsgruppe für verteilte Transaktionen zu ändern, nehmen Sie DTC_SUPPORT = PER_DB in das Skript ALTER AVAILABILITY GROUP auf. Das Beispielskript aktiviert für eine Verfügbarkeitsgruppe die Unterstützung verteilter Transaktionen.

ALTER AVAILABILITY GROUP MyaAG
SET (DTC_SUPPORT = PER_DB);

Hinweis

In SQL Server 2016 (13.x) Service Pack 2 und höheren Versionen können Sie Verfügbarkeitsgruppen für verteilte Transaktionen ändern. Für SQL Server 2016 (13.x)-Versionen vor Service Pack 2 müssen Sie die Verfügbarkeitsgruppe löschen und dann mit der Einstellung DTC_SUPPORT = PER_DB erneut erstellen.

Um verteilte Transaktionen zu deaktivieren, verwenden Sie den folgenden Transact-SQL-Befehl:

ALTER AVAILABILITY GROUP MyaAG
SET (DTC_SUPPORT = NONE);

Verteilte Transaktionen – Technisches Prinzip

Bei einer verteilten Transaktion sind mindestens zwei Datenbanken beteiligt. Der DTC als Transaktionsmanager koordiniert die Transaktion zwischen SQL Server-Instanzen und anderen Datenquellen. Jeder Instanz der SQL Server-Datenbank-Engine kann als Ressourcenmanager operieren. Wenn bei einer Verfügbarkeitsgruppe die Einstellung DTC_SUPPORT = PER_DB verwendet wird, können die Datenbanken als Ressourcenmanager operieren. Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation zu MS DTC.

Bei einer Transaktion mit zwei oder mehr Datenbanken in einer einzelnen Instanz der Datenbank-Engine handelt es sich eigentlich um eine verteilte Transaktion. Die Instanz verwaltet die verteilte Transaktion jedoch intern; für den Benutzer entsteht der Eindruck, es handele sich um eine lokale Transaktion. SQL Server 2017 (14.x) leitet alle datenbankübergreifenden Transaktionen an den DTC weiter, wenn die Datenbanken sich in einer Verfügbarkeitsgruppe mit der Einstellung DTC_SUPPORT = PER_DB befinden. Dies gilt auch, innerhalb einer einzelnen SQL Server-Instanz.

Auf der Anwendungsebene wird eine verteilte Transaktion beinahe so wie eine lokale Transaktion verwaltet. Am Ende der Transaktion fordert die Anwendung die Transaktion auf, entweder einen Commit oder Rollback auszuführen. Ein verteilter Commit muss vom Transaktions-Manager auf andere Art verwaltet werden, um das Risiko zu minimieren, dass einige Ressourcen-Manager bei einem Netzwerkfehler den Commit erfolgreich ausführen, während andere für die Transaktion einen Rollback ausführen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Commitvorgang in zwei Phasen verläuft (die Vorbereitungsphase und die Commitphase), bekannt als Zweiphasencommit.

  • Vorbereitungsphase

    Wenn der Transaktions-Manager eine Anforderung für ein Commit erhält, sendet er einen Vorbereitungsbefehl an alle Ressourcen-Manager, die an der Transaktion beteiligt sind. Jeder Ressourcen-Manager trifft dann die notwendigen Vorbereitungen, um die Transaktion beständig zu machen, und alle Puffer, die Images von Protokollen für die Transaktion enthalten, werden auf den Datenträger geleert. Wenn die Ressourcen-Manager die Vorbereitungsphase beenden, geben sie jeweils eine Information über den Erfolg oder das Fehlschlagen der Vorbereitungsphase an den Transaktions-Manager zurück.

  • Commitphase

    Wenn der Transaktions-Manager von der erfolgreichen Vorbereitung aller Ressourcen-Manager in Kenntnis gesetzt wird, sendet er Commitbefehle an alle Ressourcen-Manager. Die Ressourcen-Manager können dann den Commit beenden. Wenn alle Ressourcen-Manager eine erfolgreiche Ausführung des Commits melden, sendet der Transaktions-Manager eine Benachrichtigung über die erfolgreiche Ausführung an die Anwendung. Wenn einer der Ressourcen-Manager einen Fehler bei der Vorbereitung ausgibt, sendet der Transaktions-Manager einen Rollbackbefehl an alle Ressourcen-Manager und benachrichtigt die Anwendung über die fehlgeschlagene Ausführung des Commits.

Ausführliche Schritte

In den nachfolgenden Schritten wird erläutert, wie die Anwendung mit dem DTC zusammenarbeitet, um verteilte Transaktionen abzuschließen.

  1. Die SQL Server-Instanz trägt sich bei der DTC-Transaktion ein. Das kann passieren, wenn es für eine Transaktion mehr als einen Ressourcenmanager gibt oder wenn ein Client anfordert, dass eine Transaktion zu einer DTC-Transaktion hochgestuft wird.
  2. Der Client führt in der SQL Server-Instanz im Rahmen der DTC-Transaktion mehrere Aufgaben aus.
  3. Der Client gibt vor, dass die DTC-Transaktion committet oder abgebrochen werden soll.
    • Wenn der Client den Abbruch vorgibt, wird die Transaktion sofort abgebrochen.
    • Wenn der Client den Commit vorgibt, startet der DTC mit dem Zweiphasencommit, indem alle Ressourcenmanager in der Transaktion gebeten werden, sie vorzubereiten.
  4. Der DTC bittet alle Ressourcenmanager, die Transaktion zu committen, nachdem sie den Abschluss der Vorbereitungsphase erfolgreich bestätigt haben. Wenn die Bestätigung aus einem beliebigen Grund nicht erfolgt, bricht der DTC die Transaktion ab.

Auswirkungen des Konfigurierens einer Verfügbarkeitsgruppe für verteilte Transaktionen

Jede an einer verteilten Transaktion teilnehmende Entität wird als Ressourcenmanager bezeichnet. Beispiele für Ressourcen-Manager:

  • Eine SQL Server-Instanz.
  • Eine Datenbank in einer Verfügbarkeitsgruppe, die für verteilte Transaktionen konfiguriert ist.
  • Der DTC-Dienst – auch dieser kann ein Transaktionsmanager sein.
  • Andere Datenquellen

Um an einer verteilten Transaktion teilzunehmen, trägt sich eine SQL Server-Instanz beim DTC ein. Normalerweise trägt sich die SQL Server-Instanz beim DTC auf dem lokalen Server ein. Jede SQL Server-Instanz erstellt einen Ressourcenmanager mit einer eindeutigen Ressourcenmanager-ID (RMID) und registriert sie beim DTC. Standardmäßig verwenden alle Datenbanken in einer SQL Server-Instanz dieselbe RMID.

Wenn sich eine Datenbank in einer Verfügbarkeitsgruppe befindet, wird die Lese-/Schreibkopie einer Verfügbarkeitsdatenbank, auch als primäres Replikat bezeichnet, unter Umständen in eine andere SQL Server-Instanz verschoben. Damit während dieses Verschiebevorgangs verteilte Transaktionen unterstützt werden, sollte jede Datenbank als separater Ressourcenmanager agieren und benötigt eine einmalige RMID. Wenn für eine Verfügbarkeitsgruppe die Einstellung DTC_SUPPORT = PER_DB gewählt wurde, erstellt SQL Server einen Ressourcenmanager für jede Datenbank und führt die DTC-Registrierung mit der eindeutigen RMID durch. In dieser Konfiguration fungiert die Datenbank als Ressourcenmanager für DTC-Transaktionen.

Wichtig

Der DTC ist auf 32 Eintragung pro verteilter Transaktion beschränkt. Da jede Datenbank innerhalb einer Verfügbarkeitsgruppe separat beim DTC eingetragen wird, wird möglicherweise der folgende Fehler ausgegeben, wenn die Transaktion mehr als 32 Datenbanken umfasst und SQL Server versucht, die 33. Datenbank einzutragen:

Enlist operation failed: 0x8004d101(XACT_E_TOOMANY_ENLISTMENTS). SQL Server couldn't register with Microsoft Distributed Transaction Coordinator (MSDTC) as a resource manager for this transaction. The transaction might have been stopped by the client or the resource manager.

Weitere Informationen zu verteilten Transaktionen in SQL Server, finden Sie unter verteilte Transaktionen

Verwalten nicht aufgelöster Transaktionen

Das Ergebnis aktiver Transaktionen, das während eines RMID-Wechsels besteht, kann nach einem Failover nicht wiederhergestellt werden. Dies liegt daran, dass der für die Eintragung verwendete RMID-SQL-Server und der für die Wiederherstellung verwendete RMID-SQL-Server nicht identisch sind. Zu einem RMID-Wechsel kann es in folgenden Fällen kommen:

  • Änderung an der Einstellung DTC_SUPPORT einer Verfügbarkeitsgruppe
  • Hinzufügen oder Entfernen einer Datenbank aus einer Verfügbarkeitsgruppe
  • Verwerfen einer Verfügbarkeitsgruppe

In diesen Fällen versucht die Instanz, den DTC zu kontaktieren und das Transaktionsergebnis zu identifizieren, wenn ein Failover vom primären Replikat auf eine neue SQL Server-Instanz ausgeführt wird. Der DTC kann das Ergebnis nicht zurückgeben, da die RMID, die die Datenbank während der Wiederherstellung bei unsicheren Transaktionen für den Ergebnisabruf verwendet, bisher nicht in der Liste eingetragen war. Deshalb gilt für die Datenbank der Status SUSPECT.

Im neuen SQL Server-Fehlerprotokoll wird ein Eintrag ähnlich diesem Beispiel angezeigt:

Microsoft Distributed Transaction Coordinator (MSDTC)
failed to reenlist citing that the database RMID does
not match the RMID [xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx]
associated with the transaction.  Please manually resolve
the transaction.

SQL Server detected a DTC/KTM in-doubt transaction with UOW
{yyyyyyyy-yyyy-yyyy-yyyy-yyyyyyyyyyyy}.Please resolve it
following the guideline for Troubleshooting DTC Transactions.

Das vorstehende Beispiel zeigt, dass der DTC die Datenbank aus dem neuen primären Replikat nicht wieder in die Transaktion aufnehmen konnte, die nach dem Failover erstellt worden war. Da die SQL Server-Instanz das Ergebnis der verteilten Transaktion nicht mehr bestimmten kann, wird die Datenbank als verdächtig markiert. Die Transaktion wird als eine Arbeitseinheit (Unit of Work – UOW) markiert und erhält einen GUI. Um die Datenbank wiederherzustellen, müssen Sie entweder einen Commit oder einen manuellen Rollback ausführen.

Warnung

Dies kann sich auf eine Anwendung auswirken. Vergewissern Sie sich, dass der Commit oder Rollback den Anforderungen Ihrer Anwendung entspricht.

Führen Sie nur eines der folgenden Skripte aus:

  • Um Transaktionen zu committen, aktualisieren Sie das folgende Skript, indem Sie yyyyyyyy-yyyy-yyyy-yyyy-yyyyyyyyyyyy durch die UOW der unsicheren Transaktion aus der vorherigen Fehlermeldung ersetzen, und führen Sie es aus:

    KILL 'yyyyyyyy-yyyy-yyyy-yyyy-yyyyyyyyyyyy' WITH COMMIT;

  • Um einen Rollback für die Transaktion durchzuführen, aktualisieren Sie das folgende Skript, indem Sie yyyyyyyy-yyyy-yyyy-yyyy-yyyyyyyyyyyy durch UOW der unsicheren Transaktion aus der vorherigen Fehlermeldung ersetzen, und führen Sie es aus:

    KILL 'yyyyyyyy-yyyy-yyyy-yyyy-yyyyyyyyyyyy' WITH ROLLBACK;

Nach dem Rollback oder Commit der Transaktion können Sie die Datenbank mit ALTER DATABASE online schalten. Aktualisieren Sie das folgende Skript, indem Sie als Datenbankname den Namen der verdächtigen Datenbank angeben:

ALTER DATABASE [DB1] SET ONLINE;

Weitere Informationen zum Auflösen unsicherer Transaktionen finden Sie unter Resolve Transactions manually (Transaktionen manuell auflösen).

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