DB2 高可用性災難恢復 (HADR) 實戰：從架構原理到異地雙機建置全攻略

HADR 核心架構與運作模式

HADR (High Availability Disaster Recovery) 屬非同步 HA 叢集，採「主庫+備庫」雙副本架構，透過交易日誌傳送與重放 (Replay) 維持資料一致：

• Primary：服務讀寫請求，捕獲日誌經 TCP/IP 傳送。
• Standby：接收日誌重放，平常不對外服務；Primary 故障時接管 (Takeover) 升為新 Primary。
• Client 自動重導向：DB2 Client 連接時同步取得 Standby 連線資訊，Primary 掛點自動轉連 Standby，應用無感知。

Standby 狀態機：從啟動到對等

1. Local Catch-up：啟動後重放本地日誌。
2. Remote Catch-up Pending：嘗試連線 Primary。
3. Remote Catch-up：接收並重放 Primary 傳來的日誌。
4. Peer：雙方同步，Primary 每次 Commit 同步寫入 Standby 日誌 (視同步模式)。

Client 自動重導向流程

1. 應用透過 Client 連 Primary。
2. Client 取得 Standby 連線參數 (Alternate Server)。
3. Primary 故障 → Client 連線逾時。
4. Client 自動重試 Standby。
5. Standby 重放剩餘日誌 → 轉為 Primary。
6. Standby 處理請求並回應。
7. 應用無感知完成切換。

實戰部署：CentOS 5.2 + DB2 V9.5 (32-bit)

前置條件

• 雙機同硬體、同 OS 版本、同 DB2 版本/修補包。
• 資料庫容器、表空間、日誌大小、緩衝池完全一致。
• 網路互通，預留 HADR 專用通訊埠。

步驟詳解

1. 建立實例與資料庫 (Primary)：

   useradd -u 505 -g db2iadm1 -m -d /home/db2hadr db2hadr
   db2icrt -u db2fenc1 db2hadr
   su - db2hadr
   db2start
   db2 create database HADB
   

2. 啟用歸檔日誌並備份：

   db2 update db cfg for HADB using logretain on
   db2 backup database HADB to /mnt/hgfs/share
   # 記錄時間戳 20090201125734
   

3. 還原至 Standby：

   scp /mnt/hgfs/share/HADB.0.db2hadr.NODE0000.20090201125734.001 Standby:/mnt/hgfs/share/
   su - db2hadr
   db2start
   db2 restore database HADB from "/mnt/hgfs/share" taken at 20090201125734 replace history file
   

4. 設定 Client Alternate Server：

   # Primary 上
   db2 update alternate server for database HADB using hostname 192.168.189.129 port 50000
   # Standby 上
   db2 update alternate server for database HADB using hostname 192.168.189.128 port 50000
   

5. 配置 /etc/services 註冊 HADR 通訊埠 (雙機同設)：

   DB2_HADR_1 55001/tcp
   DB2_HADR_2 55002/tcp
   

6. Primary HADR 參數：

   db2 update db cfg for HADB using HADR_LOCAL_HOST 192.168.189.128
   db2 update db cfg for HADB using HADR_LOCAL_SVC DB2_HADR_1
   db2 update db cfg for HADB using HADR_REMOTE_HOST 192.168.189.129
   db2 update db cfg for HADB using HADR_REMOTE_SVC DB2_HADR_2
   db2 update db cfg for HADB using HADR_REMOTE_INST db2hadr
   db2 update db cfg for HADB using HADR_SYNCMODE NEARSYNC
   db2 update db cfg for HADB using HADR_TIMEOUT 120
   db2 connect to HADB
   db2 quiesce database immediate force connections
   db2 unquiesce database
   db2 connect reset
   

7. Standby HADR 參數 (LOCAL/REMOTE 對調)：

   db2 update db cfg for HADB using HADR_LOCAL_HOST 192.168.189.129
   db2 update db cfg for HADB using HADR_LOCAL_SVC DB2_HADR_2
   db2 update db cfg for HADB using HADR_REMOTE_HOST 192.168.189.128
   db2 update db cfg for HADB using HADR_REMOTE_SVC DB2_HADR_1
   db2 update db cfg for HADB using HADR_REMOTE_INST db2hadr
   db2 update db cfg for HADB using HADR_SYNCMODE NEARSYNC
   db2 update db cfg for HADB using HADR_TIMEOUT 120
   

8. 啟動 HADR (先 Standby 再 Primary)：

   # Standby
   db2 deactivate database HADB
   db2 start hadr on database HADB as standby
   
   # Primary
   db2 deactivate database HADB
   db2 start hadr on database HADB as primary
   

同步模式選擇指南

本範例採 NEARSYNC 平衡可用性與效能。

驗證與故障切換測試

1. db2 get snapshot for db on HADB 確認 Primary/Standby 角色與 Peer 狀態。
2. Primary 建立測試表並插入資料。
3. Standby 執行 db2 takeover hadr on database HADB 強制接管。
4. 再次 snapshot 確認角色互換。
5. 連線新 Primary 查詢測試資料，驗證零資料遺失。

管理維護要點

• 監控指標：HADR_STATE、HADR_LOG_GAP (日誌差距)、PRIMARY_LOG_TIME vs STANDBY_LOG_TIME。
• 計畫性切換：TAKEOVER HADR ON DATABASE ... (不加 BY FORCE) 讓 Primary 正常關閉後再切換。
• 故障後重建：原 Primary 修復後，以 Standby 身分加入 (START HADR AS STANDBY)，再視需求切回。
• 日誌保留：確保 Primary LOGRETAIN=ON 且檔案系統空間足夠，防止 Standby 追不上需重新初始化。

結語

HADR 以資料庫原生複寫取代共享存儲，消除單點故障，支援異地部署，並提供 Client 透明故障轉移。配合 NEARSYNC 模式與自動重導向，可在毫秒級 RTO 內實現近乎零 RPO 的高可用與災難恢復，是 DB2 企業級部署的核心能力之一。