IBM DB2 pureScale в Azure

Среда IBM DB2 pureScale предоставляет кластер базы данных для Azure с высоким уровнем доступности и масштабируемостью в операционных системах Linux. В этой статье показана архитектура для запуска DB2 pureScale в Azure.

Обзор

Предприятия уже давно используют традиционные платформы управления реляционными базами данных (RDBMS) для удовлетворения потребностей в обработке транзакций в сети (OLTP). В эти дни многие переносят среды базы данных на основе мейнфреймов в Azure в качестве способа расширения емкости, снижения затрат и поддержания устойчивой структуры операционных затрат. Миграция часто является первым шагом в модернизации устаревшей платформы.

Недавно корпоративный клиент повторно размещал свою среду IBM DB2, запущенную в z/OS, в IBM DB2 pureScale в Azure. Решение кластера базы данных Db2 pureScale обеспечивает высокий уровень доступности и масштабируемость в операционных системах Linux. Клиент успешно запустил Db2 в качестве автономного экземпляра с вертикальным масштабированием на одной виртуальной машине в крупномасштабной системе на Azure перед установкой Db2 pureScale.

Хотя и не идентична исходной среде, IBM DB2 pureScale в Linux предоставляет аналогичные функции высокой доступности и масштабируемости, как IBM DB2 для z/OS, работающих в конфигурации Parallel Sysplex на мейнфрейме. В этом сценарии кластер подключается через iSCSI к общему кластеру хранилища. Мы использовали файловую систему GlusterFS, бесплатную масштабируемую распределенную файловую систему с открытым исходным кодом, оптимизированную специально для облачного хранилища. Однако IBM больше не поддерживает это решение. Для поддержки корпорацией IBM необходимо использовать поддерживаемую iSCSI-совместимую файловую систему. Microsoft предлагает Storage Spaces Direct (S2D) как вариант.

В этой статье описывается архитектура, используемая для этой миграции Azure. Клиент использовал Red Hat Linux 7.4 для тестирования конфигурации. Эта версия доступна в Azure Marketplace. Перед выбором дистрибутива Linux убедитесь, что в настоящее время поддерживаются версии. Дополнительные сведения см. в документации по IBM DB2 pureScale и GlusterFS.

Эта статья является отправной точкой для плана реализации DB2. Ваши бизнес-требования будут отличаться, но применяется тот же базовый шаблон. Этот шаблон архитектуры также можно использовать для приложений оперативной аналитической обработки (OLAP) в Azure.

В этой статье не рассматриваются различия и возможные задачи миграции для перемещения базы данных IBM DB2 для z/OS в IBM DB2 pureScale, работающей в Linux. И он не предоставляет оценки размера и анализ рабочей нагрузки для перехода с DB2 z/OS на DB2 pureScale.

Чтобы помочь вам выбрать лучшую архитектуру DB2 pureScale для вашей среды, рекомендуется полностью оценить размер и сделать гипотезу. В исходной системе обязательно учтите DB2 z/OS Parallel Sysplex с архитектурой совместного использования данных, конфигурацией Coupling Facility и статистикой использования распределённой службы данных (DDF).

Примечание.

В этой статье описывается один подход к миграции DB2, но существуют и другие. Например, DB2 pureScale также может выполняться в виртуализированных локальных средах. IBM поддерживает DB2 в Microsoft Hyper-V в различных конфигурациях. Дополнительные сведения см. в статье об архитектуре виртуализации pureScale DB2 в IBM Knowledge Center.

Архитектура

Для поддержки высокой доступности и масштабируемости в Azure можно использовать масштабируемую архитектуру общих данных для DB2 pureScale. Миграция клиента использовала следующую примерную архитектуру.

На схеме показаны логические слои, необходимые для кластера DB2 pureScale. К ним относятся виртуальные машины для клиента, управления для кэширования, ядра СУБД и общего хранилища.

Помимо узлов ядра СУБД, схема включает два узла, используемых для средств кэширования кластеров (CFs). Для самого ядра СУБД используется не менее двух узлов. Сервер DB2, принадлежащий кластеру pureScale, называется членом.

Кластер подключается через iSCSI к кластеру общего хранилища с тремя узлами, чтобы обеспечить горизонтальное масштабирование хранилища и высокий уровень доступности. DB2 pureScale устанавливается на виртуальных машинах Azure под управлением Linux.

Этот подход — это шаблон, который можно изменить для размера и масштаба организации. Он основан на следующем:

• Два или более членов базы данных объединяются по крайней мере с двумя узлами CF. Узлы управляют глобальным буферным пулом (GBP) для общей памяти и службами глобального диспетчера блокировок (GLM), чтобы контролировать общий доступ и разрешение конфликтов блокировок с активных участников. Один узел CF выступает в качестве основного, а другой — в качестве вторичного узла CF резервирования. Чтобы избежать единой точки сбоя в среде, кластер DB2 pureScale требует не менее четырех узлов.

• Общее хранилище с высокой производительностью (показано в размере P30 на схеме). Каждый узел использует это хранилище.

• Высокопроизводительная сеть для работы с элементами данных и общим хранилищем.

Рекомендации по вычислению

Эта архитектура запускает приложения, хранилища и уровни данных на виртуальных машинах Azure. Скрипты установки развертывания создают следующие компоненты:

• Кластер DB2 pureScale. Тип вычислительных ресурсов, необходимых для Azure, зависит от настройки. Как правило, можно использовать два подхода:

  • Используйте высокопроизводительную вычислительную сеть (HPC) с несколькими узлами, где экземпляры малых и средних размеров получают доступ к общему хранилищу. Для этого типа конфигурации HPC виртуальные машины серии E, оптимизированные для памяти, или серии L, оптимизированные для хранения, обеспечивают необходимую вычислительную мощность.

  • Используйте меньше крупных экземпляров виртуальных машин для обработчиков данных. Для крупных экземпляров самые большие виртуальные машины, оптимизированные для памяти серии M , идеально подходят для тяжелых рабочих нагрузок в памяти. Может потребоваться выделенный экземпляр в зависимости от размера логического раздела (LPAR), используемого для запуска DB2.

• DB2 CF использует оптимизированные для памяти виртуальные машины, такие как серия E или L-серия.

• Кластер общего хранилища, использующий виртуальные машины Standard_DS4_v2 под управлением Linux.

• Управляющий jumpbox — это виртуальная машина Standard_DS2_v2, работающая под управлением Linux. Альтернативой является Бастион Azure, служба, которая предоставляет безопасный интерфейс RDP/SSH для всех виртуальных машин в виртуальной сети.

• Клиент — это Standard_DS3_v2 виртуальная машина под управлением Windows (используется для тестирования).

• Необязательно. Сервер-свидетель. Это необходимо только с некоторыми более ранними версиями Db2 pureScale. В этом примере используется Standard_DS3_v2 виртуальная машина под управлением Linux (используется для DB2 pureScale).

Примечание.

Для кластера DB2 pureScale требуется по крайней мере два экземпляра DB2. Для этого также требуется экземпляр кэша и экземпляр диспетчера блокировки.

Рекомендации по хранению

Как и Oracle RAC, DB2 pureScale — это высокопроизводительный блок ввода-вывода, масштабируемая база данных. Рекомендуется использовать самый большой вариант SSD Azure уровня "Премиум" , соответствующий вашим потребностям. Небольшие варианты хранения могут быть подходящими для сред разработки и тестирования, в то время как в рабочих средах часто требуется больше емкости хранилища. В примере архитектуры используется P30 благодаря его соотношению операций ввода-вывода в секунду к размеру и цене. Независимо от размера, используйте хранилище класса Premium для оптимальной производительности.

DB2 pureScale использует архитектуру общего доступа, где все данные доступны со всех узлов кластера. Хранилище класса Premium должно использоваться совместно несколькими инстанциями, будь то на запрос или на выделенных инстанциях.

Для большого кластера DB2 pureScale может потребоваться 200 терабайт (ТБ) или более общего хранилища уровня "Премиум" с числом операций ввода-вывода в секунду 100 000. DB2 pureScale поддерживает блочный интерфейс iSCSI, который можно использовать в Azure. Для интерфейса iSCSI требуется общий кластер хранилища, который можно реализовать с помощью S2D или другого средства. Этот тип решения создает устройство виртуальной сети хранилища (vSAN) в Azure. DB2 pureScale использует vSAN для установки кластеризованной файловой системы, которая используется для совместного использования данных между виртуальными машинами.

Рекомендации по работе с сетями

IBM рекомендует сети InfiniBand для всех членов кластера DB2 pureScale. DB2 pureScale также использует удаленный прямой доступ к памяти (RDMA), где он доступен для CFs.

Во время установки вы создадите группу ресурсов Azure, чтобы содержать все виртуальные машины. Как правило, вы группируете ресурсы на основе их срока службы и того, кто будет управлять ими. Виртуальные машины в этой архитектуре требуют ускорения сети. Это функция Azure, которая обеспечивает стабильную, сверхнизкую сетевую задержку с помощью виртуализации ввода-вывода с единым корнем (SR-IOV) для виртуальной машины.

Каждая виртуальная машина Azure развертывается в виртуальной сети с подсетями: основная, интерфейсная часть Gluster FS (gfsfe), серверная часть Gluster FS (bfsbe), DB2 pureScale (db2be) и интерфейсная часть DB2 pureScale (db2fe). Скрипт установки также создает основные сетевые адаптеры на виртуальных машинах в основной подсети.

Используйте группы безопасности сети , чтобы ограничить сетевой трафик в виртуальной сети и изолировать подсети.

В Azure DB2 pureScale необходимо использовать TCP/IP в качестве сетевого подключения для хранилища.

Дальнейшие действия

• Развертывание этой архитектуры в Azure