Introducción

El dispositivo DB2(R) pureScale(TM)ayuda a reducir el riesgo y costo del crecimiento empresarial proporcionando una capacidad casi ilimitada, una disponibilidad continua y transparecia de las aplicaciones. DB2 pureScale se beneficia de una interconexión de baja latencia, tal como InfiniBand, y está construido sobre la arquitectura de de un disco compartido. Para lograr la baja latencia, se utiliza Power Systems InfiniBand Host Channel Adapters (HCA) y los interruptores, y un canal de fibra SAN proporciona el acceso a los discos compartidos.

Este artículo aborda las siguientes preguntas:

• ¿Cómo están conectados los miembros de DB2 pureScale?
• ¿Cómo se conecta un miembro de PowerHA™ con el servidor de pureScale?
• ¿Cómo están conectadas las LPARs de AIX® con los miembros y con el servidor de PowerHA pureScale en un cluster?
• ¿Está cada una de las LPARs AIX de un host conectada con cada una de las LPARs de otro host?
• ¿Cómo está el almacenamiento de SAN conectado con el cluster?

En este artículo se explica cómo el hardware del cluster de DB2 pureScale es acoplado en forma conjunta para un sistema de producción de DB2 pureScale. Este artículo también aclara los conceptos relacionados con la instalación de un cluster de DB2 pureScale. La instalación y la configuración del cluster requieren experiencia en el almacenamiento de UNIX(R), InfiniBand, y SAN.

Comprender el dispositivo de DB2 pureScale

El dispositivo de DB2 pureScale se basa en la tecnología de disco compartido de IBM DB2 RDBMS. Cuando escucha hablar de DB2 pureScale, por lo general se hace dentro del contexto de una solución basada en una arquitectura de clusters que está formada por varios componentes fuertemente acoplados:

• Al menos dos miembros de DB2
• Servidor (CF) de PowerHA pureScale
• Una red de comunicaciones de alta velocidad, tal como InfiniBand
• IBM Tivoli® System Automatización para el software de Multiplatforms (Tivoli SA MP)
• IBM Software Reliable Scalable Clustering Technology (RSCT)
• IBM Software General Parallel File System (GPFS)™)

El dispositivo de DB2 pureScale aborda los problemas relacionados con la capacidad y la disponibilidad proporcionando una forma más sencilla de ampliar o reducir al tiempo de asegurarse de que toda la base de datos esté siempre disponible. El disco compartido les permite a todos los miembros tener acceso al mismo conjunto de datos. Cualquier falla que ocurra en el miembro o en el CF (en el caso que se duplicara el CF) no afecta la disponibilidad de la base de datos. Con DB2 pureScale, la capacidad adicional se agrega con sólo incorporar nuevos miembros al cluster existente. El servidor PowerHA pureScale, Global Buffer Manager (GBP) y Global Lock Manager (GLM) proporcionan la sincronización del acceso a los datos personalizados.

La Figura 1 muestra una vista de alto nivel de un ejemplo DB2 pureScale con cuatro miembros y dos CFs. Muestra los clientes de DB2 conectados con el servidor de datos. Los miembros de DB2 están procesando las solicitudes de la base de datos, y los servidors de PowerHA pureScale proporcionan lo servicios de la sincronización centralizada. Los datos son guardados en el almacenamiento del disco compartido, al que tienen acceso todos los miembros.

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Comprener los componentes de hardware que componen la solución

Lo que sigue es una lista de hardware necesaria para el entorno DB2 pureScale descrito en este artículo:

• IBM POWER6® o POWER7® Servidores con AIX
• Almacenamiento de Fiber Channel SAN, conmutador de SAN y Host Bus Adapters (HBA)
• Conmutador de InfiniBand, InfiniBand Host Channel Adapters (HCA) y cables
• Adaptadores de Ethernet
• Hardware Management Console (HMC)

La siguientes secciones explican brevemente cada elemento de la solución.

Servidores IBM POWER6 o POWER7

Los servidores son computadoras de POWER6 o POWER7 con AIX Logical Partitions (LPAR) en las que se despliegan los binarios de DB2 pureScale. Se aconseja un mínimo de dos miembros y dos servidores de PowerHA pureScale. Se recomienda que cada miembro y cada servidor de PowerHA pureScale sea desplegado en sus propias LPARs y a través de un mínimo de dos computadoras de POWER6 o POWER7. Actualmente son soportados los siguientes sistemas de POWER:

• POWER6 550
• POWER6 595
• POWER7 710
• POWER7 720
• POWER7 730
• POWER7 740
• POWER7 750
• POWER7 755
• POWER7 770
• POWER7 780
• POWER7 795

Almacenamiento de Fiber Channel SAN, conmutadores y HBA

El almacenaminto de SAN conectado a Fiber Channel es compartido entre todos los miembros de DB2. DB2 pureScale se beneficia del almacenamiento con el soporte de SCSI3-Persistent Reserve. DB2 pureScale utiliza esta tecnología para cercar rápidamente los miembros errantes del almacenamiento en caso de existir una falla, lo que garantiza que los archivos de la base de datos permanezcan consistentes. Para obtener una lista del almacenamiento con el soporte de SCSI3-PR que haya sido probado y sea soportado por GPFS, consulte las FAQs de GPFS en línea en Resources.

Debido a que los datos compartidos se encuentran en el núcleo del sistema de pureScale DB2, se recomienda una configuración de RAID para proporcionar una máxima redundancia y disponibilidad. Algunos de los niveles de RAID más tolerantes a las fallas, tales como RAID10 y RAID6, ayudan a proporcionar un garantía adicional que permite que el subsistema de almacenamiento pueda sobrevivir a varias de la fallas de los discos.

Los conmutadores de SAN son generalmente utilizados para conectarlos servidores con el controlador de almacenamiento. Para lograr el despliegue de DB2 pureScale, los conmutadores de SAN deben ser redundantes y deben estar también conectados con diferentes suministros de energía para una máxima disponibilidad.

El Host Bus Adapter (HBA) es utilizado para conectar los servidores con el almacenamiento de SAN, normalmente utilizando un conmutador de SAN que use cables de Fiber Channel. Se recomienda el uso de HBAs redundantes en cada miembro de DB2 y en el software de multipath, tal como IBM AIX MPIO o los drivers de los dispositivos que le dan soporte al acceso de multipath a LUNS. Tenga en cuenta que el equilibrio de la carga esté disponible para algunos drivers de multipath, de manera que se incremente el rendimiento cuando los HBAs múltiples sean utilizados.

Conmutador de InfiniBand, HCA y cables

InfiniBand es una interconexión de baja latencia con un ancho de banda de gran amplitud utilizada para comunicarse entre los miembros de DB2 y los servidores de PowerHA pureScale. InfiniBand Host Channel Adapter (HCA) es el dispositivo que les permite a los servidores estar conectados. Los HCAs están conectados con una estructura de conmutadores de InfiniBand utilizando los cables de InfiniBand para formar una subred. La conectividad de InfiniBand se describe más adelante en Using InfiniBand (IB).

Adaptadores de Ethernet

Los adaptadores de Ethernet suelen estar conectados a una red corporativa y les permiten a los clientes de DB2 conectarse con el caso de DB2 pureScale, tales como la tecnología de EtherChannel o de Network Interface Backup. El dispositivo de DB2 pureScale envía en forma automática las solicitudes de conexión al miembro con la carga de trabajo más baja. Como alternativa, usted puede especificar que los clientes de DB2 pueden conectarse con los miembros activos específicos en el caso de DB2 pureScale.

Hardware Management Console

IBM Hardware Management Console (HMC) les proporciona a los administradores de sistemas una herramienta para planificar, desplegar y administrar los servidores de IBM System p®. HMC proporciona la administración del hardware de servidor y la administración (división) de la virtualización.

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Utilizar InfiniBand (IB)

Los cables de HCAs, InfiniBand y los conmutadores de InfiniBand forman una subred. La performance de esta red es crítica, porque es utilizada para comunicar la información de bloqueo y de la caché a través del cluster. Todos los hosts en la instancia deben utilizar el mismo tipo de interconexión. DB2 pureScale explota a InfiniBand, la que proporciona soporte a Remote Direct Memory Access (RDMA). El uso de RDMA permite las actualizaciones directas en la memoria host del miembro sin requerir el tiempo de procesador de los miembros. Cada uno de los componentes de IB y sus números de parte son descritos en las siguientes secciones.

Host Channel Adapters (HCA)

El IBM GX++ HCA es instalado en los servidores del sistema POWER, los que son utilizados como parte del cluster de DB2 pureScale. DB2 pureScale da soporte solamente a los adaptadores de GX++ HCA. La lista de los adaptadores soportados con los códigos de dispositivo aparece en la Tabla 1.

HCAs conectados con el conmutador de IB

Los HCAs están conectados con el conmutador de IB mediante un cable de IB de 12x a 4x, tal como el cable de cobre de 10 metros utilizado en FC 1854, o mediante un cable de IB de 4x a 4x, tal como el utilizado en FC 3246 (el cable de 4x a 4x es sólo para FC 5266).

Multiple LPARs en un servidor conectado con la estructura de IB

Existen múltiples maneras de conectar las LPARs, dependiendo de cuántas LPARs hay y de cuántos HCAs estén soportados para ese modelo de servidor. Algunas de las opciones son las siguientes:

POWER 750 con una LPAR

El HCA es asignado a la LPAR. Un cable de IB es conectado al conmutador de IB.

POWER 750 con dos LPARs

El HCA es dividido lógicamente utilizando el hipervisor de POWER, y a cada LPAR se le asigna una parte del ancho de banda y de los recursos de HCA. Un cable de IB es conectado al conmutador de IB.

POWER 770 con dos LPARs

Dos HCAs son instalados, y cada LPAR tiene un HCA dedicado. Dos cables de IB están conectados con el conmutador de IB.

POWER 770 con LPARs múltiples

Uno o más HCAs son instalados. Casi todas las LPARs poseen un HCA dedicado, o algunas o todas las LPARs comparten los HCAs. La misma cantidad de cables de IB como de HCAs están conectados al conmutador de IB.

Conmutador de InfiniBand

En el centro de la estructura de InfiniBand se encuentra el conmutador de IB que vincula a todos los servidores de DB2 pureScale en una subred. La línea de los conmutadores de IB 7874 de IBM proporciona un amplio espectro de puertos que va desde 24 a 240.

La Tabla 2 lista los conmutadores de IBM POWER Systems InfiniBand soportados.

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Explorar los modelos de despliegue ejemplo

Existen varias combinaciones de servidores para el despliegue del dispositivo de DB2 pureScale. Esta sección describe unos pocos modelos comunes de despliegue.

• Despliegue de dos servidores
• Despliegue de tres servidores
• Despliegue de cuatro o más servidores

La Tabla 3 muestra las configuraciones para los tres modelos.

Despliegue de dos servidores

Para mantener las características de alta disponibilidad (HA), dos servidores son necesarios para la configuración mínima. En dicha configuración, cada servidor tendría dos LPARs (un LPAR de DB2 y un LPAR del servidor PowerHA pureScale). La pérdida de un servidor físico en esta configuración le permite a la instancia de DB2 pureScale seguir estando disponible, porque un miembro de DB2 y un servidor de PowerHA pureScale estarán disponibles en el servidor físico subsistente.

En esta configuración, la alta disponibilidad no se conserva durante una falla en el hardware o en la ventana de mantenimiento del hardware en cualquier servidor. Las tarjetas de IB pueden ser destinadas a cada LPAR (si un servidor le da soporte a más de un HCA) o ser compartidas. Así mismo los HBAs pueden ser dedicados a cada LPAR o compartidos utilizando Virtual I/O Server (VIOS). Cada uno de los IB HCAs es conectado al conmutador de IB con cables de IB. Del mismo modo los adaptadores de HBA son conectados al conmutador de FC SAN con los cables de FC SAN. La Figura 2 muestra esta configuración.

Despliegue de tres servidores

El despliegue de tres servidores permite alta disponibilidad durante una falla en el hardware o en el mantenimiento del hardware de un servidor (tal como el que no tiene el del servidor PowerHA pureScale). En esta configuración cada servidor tiene un LPAR para el miembro (para un total de tres miembros) y dos LPARs de servidor PowerHA pureScale en dos servidores diferentes. La descripción de la conectividad de IB y de FC SAN es la misma que para la configuración de dos servidores salvo que el servidor que aloja el miembro LPAR posee un HCA dedicado. La Figura 3 muestra esta configuración.

Despliegue de cuatro o más servidores

El despliegue de cuatro o más servidores permite tener miembros adicionales y una una option para aislar el servidor PowerHA pureScale en los servidores dedicados. El crecimiento del cluster se logra agregando servidores adicionales, mientras se asegura que la capacidad de ingreso o egreso del almacenamiento se incrementa en forma proporcional y que la capacidad de LPAR del servidor PowerHA pureScale se incrementa en forma gradual.

La configuración es la misma que para el despliegue de tres servidores salvo que se agrega una LPAR adicional y un miembro a los servidores adicionales. También es posible desplegar una LPAR por servidor, en cuyo caso los miembros de DB2 pureScale y el servidor PowerHA pureScale utilizan HCA/HBA dedicados. La Figura 4 muestra esta configuración.

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Conclusión

El dispositivo IBM DB2 pureScale y los servidores IBM POWER proporcionan una solución estrechamente acoplada que se ocupa del crecimiento empresarial y de las necesidades ininterrumpidas de disponibilidad. Este artículo ha mostrado varios modelos de despliegues ejemplo que se construyen de los componentes de los estándares industriales. Varios modelos de despliegue ilustran una infraestructura flexible que puede ser tan pequeña como un cluster de 2 miembros hasta un cluster de 128 miembros, y no obstante satisfacer varios requisitos empresariales.

Recursos

Aprender

• Obtenga más información acerca de GPFS en las General Parallel File system FAQs en IBM Cluster Information Center.
  
  
• Consulte el DB2 for Linux, UNIX, and Windows Information Center para obtener más información acerca del dispositivo DB2 pureScale.
  
  
• Lea "InfiniBand usage " para obtener más información acerca del uso de InfiniBand y de los servidores IBM POWER.
  
  
• Recorra "IBM HMC" para obtener una información completa acerca de la IBM Hardware Management Console.
  
  
• Explore "IBM Qlogic" para conseguir más información sobre el conmutador de IB Qlogic de IBM.
  
  
• Obtenga más información acerca de Information Management en developerWorks Information Management zone. Encuentre documentación técnica, artículos "how-to", capacitación, descargas, información sobre productos y más.
  
  
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Sobre los autores

Miso ha trabajado en IBM desde el año 2000. Ha trabajado en varias actividades relacionadas con la performance de DB2 poniendo énfasis en DB2 pureScale.

Sanjeeva Kumar Ogirala es Ingeniero en Software en el equipo de performance de DB2. Es posgraduado con un M.Tech en Power Systems de IIT Delhi. Ha estado en IBM desde julio de 2007, y es administrador certificado por IBM de la base de datos DB2 de Linux, UNIX y WIndows.

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Tabla de contenidos

• Introducción
• Comprender el dispositivo de DB2 pureScale
• Comprener los componentes de hardware que componen la solución
• Utilizar InfiniBand (IB)
• Explorar los modelos de despliegue ejemplo
• Conclusión
• Recursos
• Sobre los autores
• Comentarios