Azure 上的 IBM DB2 pureScale
IBM DB2 pureScale 環境提供適用於 Azure 的資料庫叢集，可在 Linux 作業系統上提供高可用性與延展性。 本文顯示在 Azure 上執行 DB2 pureScale 的架構。
概觀
企業長久以來都使用傳統關聯式資料庫管理系統 (RDBMS) 平台來滿足線上交易處理 (OLTP) 需求。 如今，有許多企業都已將其大型主機型資料庫環境移轉到 Azure 做為延伸處理能力、降低成本及維持穩定之作業成本結構的方式。 移轉通常是將傳統平台現代化的第一個步驟。
一個企業客戶最近將其在 z/OS 上的 IBM DB2 環境改交由 Azure 上的 IBM DB2 pureScale 代管。 Db2 pureScale 資料庫叢集解決方案在 Linux 作業系統上提供高可用性與延展性。 在安裝 Db2 pureScale 之前，客戶以獨立式、擴大執行個體形式，在 Azure 上的大規模擴大系統中的單一虛擬機器 (VM) 上成功執行 Db2。
Linux 上的 IBM DB2 pureScale 雖然與原始環境不同，但針對在大型主機上之 Parallel Sysplex 設定中執行的 z/OS 提供與 IBM DB2 類似的高可用性與延展性。 在此案例中，叢集會透過 iSCSI 連線到共用儲存體叢集。 我們使用 GlusterFS 檔案系統，這是免費、可調整規模、開放原始碼分散式檔案系統，此檔案系統已特別針對雲端儲存體最佳化。 不過，IBM 不再支援此解決方案。 若要保有 IBM 提供的支援，您必須使用支援的 iSCSI 相容檔案系統。 Microsoft 提供儲存空間直接存取 (S2D) 作為選項
此文章說明用於此 Azure 移轉的架構。 客戶使用 Red Hat Linux 7.4 來測試設定。 您可以從 Azure Marketplace 取得此版本。 選擇 Linux 發行版本之前，請務必確認目前支援的版本。 如需詳細資訊，請參閱 IBM DB2 pureScale 與 GlusterFS 文件 (英文)。
此文章是您 DB2 實作計畫的起點。 您的商業需求將會不同，但相同的模式皆適用。 您也可以將此架構模式用於 Azure 上的線上分析處理 (OLAP) 應用程式。
此文章不涵蓋從適用於 z/OS 的 IBM DB2 資料庫移轉到 Linux 上執行之 IBM DB2 pureScale 的差異與可能的移轉工作。 它也不提供從 DB2 z/OS 移動到 DB2 pureScale 的大小估計與工作負載分析。
為協助您判斷適用於您環境的最佳 DB2 pureScale 架構，我們建議您完整地估計大小，並提出假設。 在來源系統上，務必考慮 DB2 z/OS Parallel Sysplex 搭配使用資料共用架構、耦合工具 (Coupling Facility) 組態，及分散式資料設備 (DDF) 使用狀況統計資料。
注意
此文章說明進行 DB2 移轉的其中一個方法，但還有其他方法。 例如，DB2 pureScale 也可以在虛擬內部部署環境中執行。 IBM 在各種設定中支援 Microsoft Hyper-V 上的 DB2。 如需詳細資訊，請參閱 IBM 知識中心中的 DB2 pureScale 虛擬化架構 \(英文\)。
架構
為在 Azure 上支援高可用性與延展性，您可以為 DB2 pureScale 使用相應放大的共用資料結構。 客戶移轉使用下列範例架構。
此圖說明 DB2 pureScale 叢集所需的邏輯層。 這些包括適用於用戶端、適用於管理、適用於快取、適用於資料庫引擎與適用於共用儲存體的虛擬機器。
除了資料庫引擎節點之外，此圖也包括兩個用於叢集快取工具 (CF) 的節點。 資料庫引擎本身使用最少兩個節點。 屬於 pureScale 叢集的 DB2 伺服器稱為成員。
叢集透過 iSCSI 連線到三個節點的共用儲存體叢集以提供相應放大的儲存體與高可用性。 DB2 pureScale 是安裝在執行 Linux 的 Azure 虛擬機器上。
此方法是一個範本，您可以針對您組織的大小與規模修改此範本。 此方法依據：
兩個或多個資料庫成員會與至少兩個 CF 節點合併。 這兩個節點會管理全域緩衝區集區 (GBP)，以讓共用記憶體與全域鎖定管理員 (GLM) 服務控制共用存取並鎖定來自作用中成員的內容。 一個 CF 節點做為主要，而另一個節點做為次要容錯移轉 CF 節點。 為避免環境中有單一失敗點，DB2 pureScale 叢集至少需要四個節點。
高效能共用儲存體 (在圖中以 P30 大小顯示)。 每個節點都會使用此儲存體。
適用於資料成員與共用儲存體的高效能網路功能。
計算考量
此架構會在 Azure 虛擬機器上執行應用程式、儲存體與資料層。 部署安裝程式指令碼會建立下列項目：
DB2 pureScale 叢集。 您在 Azure 上需要的計算資源類型取決於您的安裝程式。 一般而言，您可以使用下列兩種方式：
DB2 CF 使用記憶體最佳化虛擬機器，例如 E 系列或 L 系列。
執行 Linux、使用 Standard_DS4_v2 虛擬機器的共用儲存體叢集。
管理 Jumpbox 是執行 Linux 的 Standard_DS2_v2 虛擬機器。 替代方式是 Azure Bastion，這是一項服務，可為虛擬網路中的所有 VM 提供安全的 RDP/SSH 體驗。
用戶端是執行 Windows 的 Standard_DS3_v2 虛擬機器 (用於測試)。
選擇性。 見證伺服器。 只有使用某些舊版的 Db2 pureScale 時才需要。 此範例會使用執行 Linux 的 Standard_DS3_v2 虛擬機器 (用於 DB2 pureScale)。
注意
DB2 pureScale 叢集需要至少兩個 DB2 執行個體。 此外也需要快取執行個體與鎖定管理員執行個體。
儲存體考量
就像 Oracle RAC 一樣，DB2 pureScale 是高效能區塊 I/O、相應放大資料庫。 我們建議您使用符合您需求的最大 Azure 進階 SSD 選項。 較小的儲存體選項可能適用於開發及測試環境，而生產環境通常需要較大的儲存體容量。 範例架構因為 P30 的 IOPS 速率與大小和價格的原因而使用它。 不論大小為何，使用進階儲存體都能獲得最佳效能。
DB2 pureScale 使用共用所有項目架構，其中資料可供所有叢集節點存取。 進階儲存體必須在多個執行個體之間共用，不論是透過隨選方式或專屬執行個體方式。
大型的 DB2 pureScale 叢集會需要 200 TB 以上的進階共用儲存體 (具有 100,000 的 IOPS)。 DB2 pureScale 支援您可在 Azure 上使用的 iSCSI 區塊介面。 iSCSI 介面需要共用儲存體叢集，您可使用 S2D 或另一個工具來實作該叢集。 此類型的解決方案會在 Azure 中建立虛擬儲存區域網路 (vSAN) 裝置。 DB2 pureScale 會使用 vSAN 來安裝用來在虛擬機器之間共用資料的叢集檔案系統。
網路考量
IBM 會針對 DB2 pureScale 叢集中的所有成員建議 InfiniBand 網路功能。 DB2 pureScale 也會為 CF 使用遠端直接記憶體存取 (RDMA) (若可用)。
在設定期間，您會建立 Azure 資源群組以包含所有虛擬機器。 一般來說，您會根據資源的存留期以及將管理資源的人員來群組資源。 此架構中的虛擬機器需要加速網路功能 \(英文\)。 這個 Azure 功能可透過單一根目錄 I/O 虛擬化 (SR-IOV) 提供一致的超低網路延遲給虛擬機器。
每部 Azure 虛擬機器都是部署到有子網路的虛擬網路中：主要、Gluster FS 前端 (gfsfe)、Gluster FS 後端 (bfsbe)、DB2 pureScale (db2be) 與 DB2 pureScale 前端 (db2fe)。 安裝指令碼也會在主要子網路中的虛擬機器上建立主要 NIC。
使用網路安全性群組限制虛擬網路內的網路流量並隔離不同的子網路。
在 Azure，DB2 pureScale 必須使用 TCP/IP 做為儲存體的網路連線。