DB2 für zOS bzw. OS/390 auf zSeries

1. DB2 für zOS bzw. OS/390 auf zSeries Nutzung des Parallel Sysplex

2. Inhalt • Data Sharing Konzepte • Share Group • Sysplex im Übeblick • Global Locking • Group Buffer Pool • Update Beispiel • Castout • Global Logging und Recovery

3. Data-Sharing Konzepte • Partitioned or Shared-Nothing (SN) Technologie Kopplung mehrere getrennter Systeme zu einem Rechnerverbund Jeder Knoten mit eigenem I/O System 2 Zugriffsmethoden: - Function Shipping Methode Funktionen wird auf entfernten Knoten Aufgerufen und das Ergebnis übertragen. - I/O Shipping Methode Starten entfernter I/O Operation Daten werden transportiert Locking übernimmt entfernter Knoten

4. Data-Sharing Konzepte • Shared-Disk (SDi) Technologie Rechnerverbund mit gemeinsam genutztem I/O System - dafür notwendig: Global Locking und Synchronisationsprotokolle - Lock Manager verwaltet Locks auf einem Knoten - Knoten der Seite Anfordert verwaltet Lock - Buffer Invalidation !!!  Shared Data (SDa)

5. Anspruch • - Skalierbarkeit des Systems  aufteilen der Arbeitslast auf zwei CPC (central prozess complexes) - gleiche Lese- und Schreibzugriffsrecht für alle DBMS - Aufnahme neuer Subsysteme ohne weiteres möglich - capacity when you need it • Multisystemüberwachung wird nur aktiviert, wenn wirklich gleichzeitiger Zugriff erfolgt • Data Sharing auf jedem Granulat unterstützten (table space, table, page, row) • vollen Zugriff auf: - den OS/390 Nutzerkatalog - gemeinsam genutzte Datenbanken/ICF (integrated catalog facility) Nutzerkatalog - DB2 Katalog und Systemkatalog - Recovery Log’s und Bootstrap Data Sets (BSDSs) jedes Mitgliedes

6. Share Gruppen • DB2 Subsysteme, die auf das DASD (direct access storage device) zugreiffen werden zu einer data sharing group gefasst • DB2 Systeme Arbeiten auf einzelnen MVS (multiple virtual storage)/OS390 Systemen • in jeder Gruppe können mehrere OS/390 Systeme vorkommen • Nutzung eines Datenbankkatalogs • in einer Sysplex können mehrere Gruppen definiert werden

7. Parallel Sysplex - Überblick • - GBP Group Buffer Pool • - SCA Shared Communication Area • - Sysplex Timer für Logging • DASD Direct Access Shared Disk • BSDS Bootstrap Data Set

8. Global Locking • IRLM kommuniziert über die XES (system extended services) mit der CF lock struktur • Konfliktbehebung erfolgt über direkte CTC (channel to channel) Verbindung mit Hilfe der XCF (cross-system coupling facility) Wesentlichen Bestandteile der CF Lock Struktur : - Lock Table - Record List

9. Nutzung der Lock Table Lockzustände Exklusiv (EXC) Shared (SHR) Frei SHR Besitzer Bitmap für 32 Systeme EXC Besitzer Hashklassen • Real Contention: Realer Wettbewerb um dasselbe Betriebsmittel • False Contention: System mit Hasheintrag hält anderes Lock

10. DB2 ULWO Buffer Konzept • Cachen von Seiten • 50 buffer pools mit 4k großen Seiten  4k table space oder index space • 10 buffer pools mit 32k großen Seiten Local Buffer Pool Virtual buffer poolHiperpool - Direkter zugriff über - optional Adressraum - Auslagerungsspeicher des Virtual - R/W Operationen Pool - Abdeckung durch Hauptspeicher, - Expanded Storage Expanded Storage und Auxilary Storage - bis zu 8GB - bis zu 1,6GB „no force at commit“ Strategie (außer logs)

11. DB2 OS/390 Buffer Konzept Problem: zweites DBMS kann down level version kurz nach Transaktion in seinen eigenen Puffer laden • Cache Coherence Idee: force-at-commit (SDi) - veränderte Seiten werden sofort auf Platte geschrieben - Seiten in anderen buffer pools müssen als ungültig deklariert werden Bessere Lösung (SDa): group buffer pools in der Coupling Facility - nutzung der high speed channels und fiber optic links

12. Group Buffer Pool

13. Nutzung des Coherency Protocol zum Lesen einer Seite

14. SDa Update Beispiel UPDATE Angest SET Gehalt = ‚10000‘ WHERE name = ‚Hans‘ DB2A DB2B DB2C BP4 BP4 BP4 GBP4 Shared Disk Coupling Facility

15. SDa Update Beispiel UPDATE Angest SET Beruf = ‚Siebenschläfer‘ WHERE name = ‚Hans‘ DB2A DB2B DB2C BP4 BP4 BP4 GBP4 GBP4 Secondary GBP4 Shared Disk Coupling Facility Coupling Facility

16. SDa Update Beispiel COMMIT DB2A DB2B DB2C BP4 BP4 BP4 X GBP4 GBP4 Secondary GBP4 Shared Disk Coupling Facility Coupling Facility

17. SDa Update Beispiel SELECT * FROM Angest THERE name = ‚Hans‘ DB2A DB2B DB2C BP4 BP4 BP4 X GBP4 GBP4 Secondary GBP4 Shared Disk Coupling Facility Coupling Facility

18. Castout DB2A 1 Yes Yes Yes DB2B 0 … DB2A DB2B DB2C BP4 BP4 BP4 GBP4 GBP4 Secondary GBP4 Shared Disk Coupling Facility Coupling Facility

19. Logging und Data Recovery • LRSN log record sequential number für die ganze Gruppe (6byte) erzeugt durch Sysplex Timer • diese ersten 6 Stellen des Time Stamp werden alle 16microsec. um eins erhöht  Problem: Zwei Updates auf die selbe Seite innerhalb der 16microsec.  Log Manager kontrolliert LRSN BSDS (Boot Strap Data Set): - Übersicht über alle active Log‘s und archive Log‘s - enthält LRSN der Logs - Checkpoints… Was passiert bei einem Fehler der CF ? Sicherheitsmaßnahmen: mind. 2 CF paralell laufen lassen prim. und sec. GBP - dazu noch SFM (Sysplex Failure Manager)

20. Fakten und Zahlen SDi: Verwendet Intersystem Messaging um Lockkonflikte zu lösen (asynchron)  CPU Belastung Zeit: ~20msec SDa: Synchrone Interaktion mit der CF um Lockkonflikte zu lösen Zeit: ~100µsec Benötigt zum Auslesen einer 4K großen Seite 175µsec Begriff: Overhead  zusätzlich benötigte CPU Leistung um die selbe Leistung zu erreichen Statistik des IBM Santa Teresa Laboratory • Test durch 7 verschiedene Tabellen und 7 Transaktionen  13,29% data sharing Overhead in two-way data sharing  13,55% data sharing overhead in three-way data sharing