Inside Microsoft.com: Getting Started with Database Mirroring

[アーティクル]
08/25/2016

Microsoft.com の内部事情データベースミラーリングの概要

Saleem Hakani

使用中のデータベースがいきなりオフラインになったらどうしますか? SQL Server 2005 SP1 のデータベースミラーリング機能を使用すれば、障害を防ぐことができます。この新しい高可用性テクノロジでは、実稼働データベースサーバーが使用できなくなったときに備えて、もう 1 つのデータベースをホットスタンバイ状態で稼働しておけるのです。

データベースミラーリング機能は、プライマリサーバーのデータベースのトランザクションログレコードを、ホットスタンバイ状態のセカンダリサーバーに転送することによって機能します。データの変更内容は、SQL Server™ の通常の更新動作と同じように、実際のデータページに適用される前にトランザクションログに記録されます。このログレコードは、プリンシパルデータベースのメモリ内ログバッファに書き込まれ、その後ディスクに保存されます。同じログは、ミラーサーバーのデータベースにもコピーされ、再生されます。これで、プリンシパルデータベースの変更内容がミラーデータベース上にコピーされます。なお、クライアント接続からアクセスできるのはプリンシパルデータベースだけです。プリンシパルデータベースがクライアントからの変更要求を受け取ると、プリンシパルサーバーにより、アクティブな変更内容がミラーサーバーに送信されます。一方、ミラー側では、このような決定処理は行われません。データベースミラーリング機能を有効にすると、プリンシパルデータベースで障害が発生した場合に、ミラーデータベースが使用可能になります。

データベースミラーリング機能のしくみ

データベースミラーリング機能は、SQL Server 2005 をサポートするすべての標準ハードウェアに対応し、データベース障害の発生時にデータが失われないよう保護します。ミラーデータベースは、プライマリデータベースサーバー上で実行されるトランザクションによって常時更新されます。図 1 に、このデータフローを示します。

プリンシパルサーバーがダウンしても、前回トランザクションがコミットされた時点のプリンシパルデータベースがミラーサーバーに正確にコピーされているので安心です。このミラーサーバーで、プリンシパルサーバーの役割を即座に引き継ぐことができます。

Figure 1 Data replication to the mirror

Figure 1** Data replication to the mirror **(画像を拡大するには、ここをクリックします)

プリンシパルからミラー、またはミラーからプリンシパルに自動的にフェールオーバーするためには、データベースミラーリングトポロジにミラーリング監視サーバーと呼ばれる 3 台目のサーバーを用意する必要があります。SQL Server 2005 をサポートしていれば、どのコンピュータでもミラーリング監視サーバーに指定できます。

動作モード

どのようなデータベースミラーリングトポロジを使用するかは、トランザクションの安全性と動作モードの選択によって異なります。データベースミラーリング機能で選択できる動作モードには、高安全性モード (自動フェールオーバーは有効または無効) と高パフォーマンスモードがあります。

高安全性モード (自動フェールオーバー有効)。ミラーデータベースへの同期データ転送および自動フェールオーバーにより、データベースの可用性を最大限に高めます。プリンシパルサーバーとミラーサーバー間の通信の信頼性と速度が優れており、単一データベースの自動フェールオーバーが必要な場合に最適です。この動作モードでは、プリンシパルデータベースは、ミラーサーバーからトランザクションログをディスクに保存したというメッセージを受け取ってからトランザクションをコミットします。

高安全性モード (自動フェールオーバー無効)。ミラーデータベースへの同期データ転送により、データベースの可用性を最大限に高めます。ただし、自動フェールオーバーは行いません。このモードでは、ミラーサーバーインスタンスが使用できなくなってもプリンシパルサーバーインスタンスは無事ですが、データのミラーリングはできなくなります。プリンシパルサーバーがダウンした場合、データベースミラーリングは中断されます。サービスの強制的なフェールオーバーは、手動で実行することができます。

高パフォーマンスモード。非同期データ転送を行います。プリンシパルサーバーは、上の 2 つのモードとは異なり、ミラーからの受信確認を待ちません。ミラーサーバーはプリンシパルサーバーとの同期を最大限確保しようとしますが、プリンシパルサーバー上の最新のトランザクションがすべてミラーサーバーのトランザクションログに保存される保証はありません。プリンシパルサーバーがダウンした場合、データベースミラーリングは中断されます。サービスの強制的なフェールオーバーは、手動で実行することができます。

準備作業

ベストプラクティスに従ってしっかり下準備をしておけば、データベースミラーリングのセットアップは簡単です。

サーバーのエディションプリンシパルサーバーとミラーサーバーで実行されている SQL Server 2005 のエディションが同じであることをもう一度確認してください。Standard Edition または Enterprise Edition のいずれかを使用できます。

ミラーリング監視サーバーの可用性自動フェールオーバーが有効な高安全性モードを使用する計画の場合は、SQL Server 2005 (任意のエディション) がインストールされたミラーリング監視サーバーが使用できることを確認してください。ミラーリング監視サーバーは、SQL Server 2005 をサポートする信頼性の高い任意のコンピュータシステムで実行できます。

ミラーイメージミラーサーバーインスタンスとプリンシパルサーバーインスタンスのジョブ、ログイン、SQL Server Integration Service (SSIS) パッケージ、ディスクパーティション、ファイルの格納場所、およびサーバー構成が完全に一致していることを確認してください。ミラーサーバーをプリンシパルサーバーとまったく同じ構成にすることで、プリンシパルサーバーと同じように動作させることができます。

完全復旧データベースミラーリング機能を使用するすべてのデータベースは、完全復旧モデルに設定する必要があります。

マスタデータベースと TempDB ミラーリングトポロジに含まれるすべてのサーバーインスタンスで、マスタデータベースと TempDB の照合順序およびコードページが一致していることを確認してください。照合順序やコードページが異なる場合、データベースミラーリングのセットアップ中に問題が発生することがあります。

バックアップミラー化するデータベースのサイズが大きい場合は、最初にデータベースの完全バックアップを実行します。その後、ミラーサーバーインスタンス上で NORECOVERY オプションを使用してバックアップを復元します。

事前の計画サーバー名、ポート番号、セキュリティアカウント、およびデータベースの配置場所をすべて事前に決定し、文書化しておきます。補足記事「データベースミラーリングのベストプラクティス」のチェックリストを参照してください。

準備作業が完了したら、いよいよデータベースミラーリングのセットアップ開始です。

セットアップ

では、データベースミラーリングのセットアップを開始しましょう。ここでは、自動フェールオーバーを有効にした高安全性モードを選択するので、前述のようにミラーリング監視サーバーが必要になります。図 2 に、サンプルのサーバー名、データベース名、および各サーバーの役割を示します。

データベースミラーリングでは、保留中のトランザクションログをプリンシパルサーバーからミラーサーバーにコピーします。このため、構成内容によってはパフォーマンスに悪影響が出る場合があります。データベースミラーリングの初期構成は、ピーク時を避けて行うことをお勧めします。

ミラーのセットアップは 3 段階で行います。まず、データベースミラーリングに使用する各サーバー上にエンドポイントを作成します。次に、プリンシパルデータベースのバックアップと復元を実行します。そして最後に、データベースミラーリングに使用するすべてのサーバー上でセッションのミラーリングを有効にします。

データベースミラーリングセッションを開始する前に、データベースミラーリングに使用するすべてのサーバーの通信メカニズムを確立する必要があります。このためには、ServerA と ServerB の両方で次のステートメントを実行することにより、すべてのサーバー上にエンドポイントを作成します。

Create Endpoint Mirroring_Endpoint
State= Started as TCP (Listener_Port=5001)
For Database_Mirroring (Role=Partner);

ServerC (ミラーリング監視サーバー) では、このステートメントの (Role=Partner) の部分を (Role=Witness) に変更して実行します。これで、各インスタンスがリッスンする TCP ポートが決まります。

次に、データベースの完全バックアップを実行し、続いてプリンシパルサーバーの DBM_Demo データベースのログバックアップを実行します。その後、NORECOVERY オプションを指定して、このバックアップをミラーサーバーインスタンス上で復元します。NORECOVERY オプションを指定すると、ミラーデータベースは "復元中" 状態になるので、トランザクションログを適用することができます。

次の T-SQL ステートメントを実行すると、ServerA (プリンシパルサーバーインスタンス) の DBM_Demo データベースの完全バックアップが実行されます。

Backup Database DBM_Demo to DISK='E:\MSSQL\Bak\DBM_Demo_FULL.bak';

データベースの完全バックアップの実行後に、データベースに変更が加えられた場合は、データベースのログバックアップを実行します。変更がない場合は必要ありません。

必要に応じ、次の T-SQL ステートメントを使用して、ServerA の DBM_Demo データベースのログバックアップを実行します。

Backup Log DBM_Demo to Disk='E:\MSSQL\Bak\DBM_Demo_Log.bak';

すべてのバックアップが完了したら、ServerB 上でバックアップを復元できるように、バックアップファイルを ServerB または共有の場所に移動します。バックアップファイルを ServerB 上で復元したら、前回 ServerA のデータベースの完全バックアップを実行した後に実行したすべてのトランザクションログバックアップも復元します。

次の T-SQL ステートメントを実行すると、ServerB 上で、完全バックアップおよびログバックアップの復元 (NORECOVERY オプション指定) が実行されます。

--Restore full database backup on the mirror --server instance
Restore Database DBM_Demo from Disk='E:\MSSQL\Bak\DBM_Demo_FULL.bak' with NORECOVERY;

最後に、次の T-SQL ステートメントを実行します。このステートメントでは、ミラーサーバー上で、ログバックアップの復元 (NORECOVERY オプション指定) が実行されます。

Restore Log DBM_Demo from Disk='E:\MSSQL\Bak\DBM_Demo_Log.bak' with NORECOVERY;

すべてのバックアップを復元できたら、最終段階です。データベースミラーリングに使用するすべてのサーバー上で、データベースミラーリングセッションを有効にします。

データベースミラーリングセッションをセットアップするには、各サーバーインスタンスのサーバーネットワークアドレスが必要です。このアドレスは各サーバーインスタンスを識別するアドレスであり、システムアドレスとそのサーバーインスタンスがリッスンしているポート番号で構成されます。サーバーネットワークアドレスは、次のようになります。

TCP://<System-address>:<port>

<System-address> の部分は、完全修飾ドメイン名または IP アドレスで置き換えます。この情報を確認するには、ローカルコンピュータのコマンドプロンプトで IPCONFIG を実行します。

<Port> の部分は、エンドポイントの作成時に設定したポート番号で置き換えます。

次のステートメントを実行して、ServerB 上でデータベースミラーリングセッションを開始します。

Alter Database DBM_Demo
Set Partner= 'TCP://ServerA.com:5001';

続いて次の T-SQL ステートメントを実行し、ServerA 上でもセッションを開始します。

Alter Database DBM_Demo
Set Partner='TCP://ServerB.com:5001';

さらに、ServerC (ミラーリング監視サーバー) 上でミラーリングセッションを有効にします。

Alter Database DBM_Demo
Set Witness='TCP://ServerC.com:5001';

これで、データベースミラーリング機能の設定は完了です。DBM_Demo データベース上でデータベースオブジェクトが追加または変更されると、同じ内容が ServerB 上のミラーデータベースに転送されます。ServerA のデータベースが使用できなくなった場合は、フェールオーバーが行われ、ミラーデータベースがプリンシパルの役割を引き継ぎます。

これで、データベースミラーリング機能の導入は完了です。ホットスタンバイ状態のデータベースが待機しているので、実稼働データベースがダウンしても、対策は万全です。

Saleem Hakani は、Microsoft で 14 年以上データベースシステム関係の業務を担当しているシニアデータベースエンジニアです。彼は、Microsoft SQL コミュニティの創設者として、SQL Server における標準の策定と Windows Live サービス全体での自動化業務に従事しており、MCTS、MCDBA、および MCSA の資格を取得しています。連絡先は、Saleem@sqlcommunity.net (英語のみ) です。

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