DB2 pureScale的三层架构

2009 年 12 月，IBM 在DB2 V9.8这个版本中首次推出了DB2 pureScale特性。这个特性利用了z/OS大型机上经过验证的DB2数据库集群技术，在开放平台上实现了共享磁盘（Share Disk）架构，下面具体谈谈。

DB2 pureScale的三层架构

   从架构上看，DB2 pureScacle分为三层，即数据库集群、集群服务和GPFS文件系统。

第一，DB2 pureScale数据库集群由成员和Coupling Facility节点（简称为CF）组成。成员代表一个DB2处理引擎，在系统负载变化时可以动态的添加或删除成员，对于活跃成员数量的修改不影响客户端的应用。 CF节点采用集中锁机制以保证数据的一致性，另外，CF节点也用来管理DB2数据页的全局缓存。在实际应用中，应配置两个CF节点，一主一从，这样可用避免单点故障。

成员与CF节点之间需要进行通信。为了尽可能地提高通信效率，DB2 pureScale使用了 RDMA（Remote Direct Memory Access）技术。RDMA 支持直接读写另一台计算机的内存，并且不需要占用目标计算机的CPU资源。RDMA技术结合超高速网络，如InfiniBand，使得DB2 pureScale能高效地伸缩。

第二，DB2集群服务整合在DB2 pureScale中，以支持错误检测和自动恢复。这些技术包括IBM Tivoli Systems Automation for Multiplatforms (TSAMP)和Reliable Scalable Cluster Technology (RSCT)。谈到RSCT技术，读者知道，集群中各个节点通过心跳机制来通报彼此的情况，例如，集群中只有2个节点，某一时刻节点1的心跳出现故障，但是节点1还在运行，节点2也在运行，但是接收不到节点1的心跳了，于是集群就分裂为两个小的集群了，这种场景被称为脑裂（Split-Brain）。那么出现了这种情况，哪个节点来接管整个集群吗？通常需要借助仲裁盘（Tiebreaker disk）或者仲裁IP，即由仲裁者来决定由哪个节点来接管。上述脑裂处理的细节都通过RSCT技术被自动整合到DB2 pureScale中了。

第三，关于GPFS文件系统。DB2 pureScale各个节点通过GPFS文件系统访问共享存储。DB2 pureScale 强烈推荐使用支持“SCSI-3 永久保留”(Persistent Reservations)的存储设备，尽管 DB2 pureScale 也可以支持非 SCSI-3 协议的存储，但是发生故障时，IO 屏蔽的时间将大为延长，这将严重影响成员宕机时数据库受影响数据的恢复时间。为了方便用户，DB2 提供GPFS文件系统的安装和配置。