DB2 Data Sharing Overview 
 Dr. Jim Teng 
 IBM Distinguished Engineer

DB2 for z/OS Technical Forum 
July 23­25, 2007 
 l What is DB2 Data Sharing 

 lDB2 Data Sharing Environment 

                                          DB2 Data S...
What is DB2 Data Sharing ? 

 §Allows concurrent R/W access data from 
  multiple DB2s 
 §Data on shared devices 
DB2 and Parallel Sysplex Clusters 
              Sysplex timers 
DB2 Data Sharing
                                                                                         Data Sharing 
Customers Go to DB2 Data Sharing 
nMost common drivers: 
  lCapacity: outgrow single system size 
   –Avoid splitting the ...
Critical Performance Factors 
  These are the factors that must be addressed and resolved to 
  preserve data integrity in...
Data Sharing Performance Goals
 nLittle or no performance impact if data is not actually 
  inter­DB2 R/W shared 
DB2 Data Sharing Design for High Availability
 Many of the old single points of               Coupling Facilities 
DB2's Use of Coupling Facility

    DB2A     COUPLING FACILITY              DB2B 
               Cache Structure 
CF Lock Structure 

  §Used by DB2/IRLM for global locking 
  §One lock structure per DB2 DS group 
   –Name: DB2groupnam_...
Global Locking Overview 
 System 1                            System 2 

  DB2A         IRLM                   IRLM     DB...
CF Group Buffer Pool Structure 

  §Support data coherency for shared data 
  §Updated data are written to GBP before 
Buffer Pool Coherency
          DB2A                                                  DB2B 
  TX1:                        ...
Group Buffer Pool
                    DB2A         Group Buffer Pool 
                                   GBP Class Castout...
Physical Locks (P Locks) 
 §A new kind of locks 
 §Owned by DB2 , not by transactions 
 §P locks can be negotiated between...
Page P lock Example

         DB2A                                                   DB2B 
 TX1:                          ...
CF SCA Structure 
 §Used by DB2s to communicate persistent information 
  within the group 
   –Database exception status ...
EDM Pool Coherency                               DBD 
Client/Server Distributed Data
 LUDB2A                     Member Specific 
On­line Utilities 

  §Can be submitted to any Member in the Group 
  §Establish system affinity 
  §Can be restarted on a...
Surviving System Outages 
  lPlanned or unplanned 
  lWork is routed away from the 
   down system 
  lData is...
DB2 Release Migration 
                    Group can be up across release migration 
      11 12 1         lN/N+1 release ...
Planning For DB2 Data Sharing

            Application Development 

 lApplication Interface to DB2 has not changed 
DB2 and Parallel Sysplex leadership 
§DBMS clusters can deliver increased availability, scalability, and 
 flexibility com...
Performance and Scalability summary 

 DB2DS                            O­RAC 
 Exploits hardware coupling       CF and ti...
Availability technical comparison 

DB2DS                               O­RAC 
Mixed releases allowed in a         No rel...
Availability: When a Node Fails 
                                                                               As explain...
Availability: Maintenance and Upgrades 
                         Coupling Facility 
Scalability: Average Capacity Utilization 
Oracle RAC vs. DB2 Parallel Sysplex 
       § ITG surveyed selected sets of cro...

§DB2 data sharing uses Parallel Sysplex coupling
 technology to deliver maximum coupling efficiency
nCross­industry references 
 lManufacturing: Boeing, Deere, Toyota, Catterpillar 
 lFinance: Allstate, Blue Cro...
§External Web Site:  http://www.ibm.com/software/data/db2/zos/index.html 

§The Business Value of DB2 UDB for z...
Upcoming SlideShare
Loading in...5

DB2 Data Sharing Overview


Published on

1 Comment
1 Like
  • Ask Datatech is a India based I.T. company and providing Data Entry, Data conversion, Data Processing, Scanning and OCR services. We are famous for our accuracy and competitive cost. We are offering data Entry and Data Conversion services with very high accuracy. We have 10 years of experience in providing data capture services. We provide high quality time bound cost effective back office IT services to our clients in USA, UK, CANADA, JAPAN, ISERAL, ISERAL, SPAIN and HONG-KONG. With our operations in India.
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
No Downloads
Total Views
On Slideshare
From Embeds
Number of Embeds
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

DB2 Data Sharing Overview

  1. 1. DB2 Data Sharing Overview  Dr. Jim Teng  IBM Distinguished Engineer DB2 for z/OS Technical Forum  July 23­25, 2007  Taipei, Taiwan 
  2. 2. Agenda l What is DB2 Data Sharing  lDB2 Data Sharing Environment  DB2 Data Sharing  l DB2's use of the coupling facility  l Planning for DB2 data sharing  l Distributed connections to DB2 group  l DB2 Parallel Sysplex verus Oracle RAC  DB2 for z/OS Technical Forum 
  3. 3. What is DB2 Data Sharing ?  §Allows concurrent R/W access data from  multiple DB2s  §Data on shared devices  –Single DB2 Catalog/Directory database  §DDL/BIND/Application can run on any DB2  §Single system image for operational control  §Runs in a zOS Parallel Sysplex  environment DB2 for z/OS Technical Forum 
  4. 4. DB2 and Parallel Sysplex Clusters  Sysplex timers  11  12  1  DB2 data sharing and  DB2 node1  10  2  DB2 node2  Parallel Sysplex allow you to:  9  3  8  4  7  5  6  Coupling Facilities §Efficiently scale beyond a single  SMP for OLTP and mixed workloads  Caching  Locking  §Eliminates single points of failure to  achieve high availability  §Non disruptively add capacity  §Preserve application investment  §Maximize use of available machine  DB2 node n  resources  .      .. §Dynamic workload balancing  §Operate the cluster as a "single  system image"  DB2 for z/OS Technical Forum 
  5. 5. DB2 Data Sharing Data Sharing  Coupling  Group  Facility  Sysplex  Group  Timer  Global  Buffer  12  12  11  1  11  1  Locks  10  10  2  2  Pools  9  9  3 3 8  8  4  4  7  6  5 7  6  5  DB2  Subsystems  Locks  DB2A  Buffer  Pools  Locks  DB2B  Buffer  Pools  ...  Locks  DB2n  Buffer  Pools  DB2A  DB2B  DB2n  Log  Log  DB2 Data  Log  DB2 Data  Shared  Shared  Shared  DB2 Data  DB2 Catalog  Disks  DB2 for z/OS Technical Forum 
  6. 6. Customers Go to DB2 Data Sharing  nMost common drivers:  lCapacity: outgrow single system size  –Avoid splitting the databases  lNeed higher availability  –Increasingly important requirement for web access  –"Five nines" means 5 minutes of outage per year!  lEasier growth accommodation  –Need scalable, non­disruptive growth:  –Dynamic workload balancing  –Effective utilization of "white space" for mixed workloads  –Increased thruput, consistent response times  lSystem consolidation for easier systems management  –High performance alternative to distributed data or data  replication DB2 for z/OS Technical Forum 
  7. 7. Critical Performance Factors  These are the factors that must be addressed and resolved to  preserve data integrity in a multi­system data sharing environment:  DB2  DB2  lInter­system concurrency control  ("global locking")  CF  lInter­system buffer coherency  control when data is updated  "Data sharing overhead" is attributable to the extra CPU cost  needed to manage these two factors èDB2 makes full use of Parallel Sysplex coupling technology to  minimize data sharing overheads  DB2 for z/OS Technical Forum 
  8. 8. Data Sharing Performance Goals nLittle or no performance impact if data is not actually  inter­DB2 R/W shared  l"Dynamic recognition of sharing"  nMinimal and acceptable CPU overhead when data is  inter­DB2 R/W shared  lOverhead will vary based on individual workload  characteristics  nNear­linear scalability as nodes are added past 2­way  DB2 for z/OS Technical Forum 
  9. 9. DB2 Data Sharing Design for High Availability Many of the old single points of  Coupling Facilities  failure are eliminated  §DB2 subsystem  DB2A  DB2B  DB2n  §Operating system  ...  §Processors  §I/O paths  Goal:  Continuous availability across any planned or unplanned  outage of any single hardware or software element  Strategy:  §Remove all causes for planned outages  §Build on legacy of robust, fault tolerant zSeries components  §On a failure:  –Isolate failure to lowest granularity possible  –Automate recovery and recover fast  DB2 for z/OS Technical Forum 
  10. 10. DB2's Use of Coupling Facility DB2A  COUPLING FACILITY  DB2B  Cache Structure  Group  BP0  BP0  Bufferpool 0  Group  BP3  Bufferpool 3  BP3  List Structure  SCA  Database Status  Lock Structure  IRLMA  IRLMB  Locking Control  DB2 for z/OS Technical Forum 
  11. 11. CF Lock Structure  §Used by DB2/IRLM for global locking  §One lock structure per DB2 DS group  –Name: DB2groupnam_LOCK1  §Use the MVS CFRM policy to define the  structure  §Update mode (IX/SIX/X) locks are kept  in CF to protect uncommitted data when  DB2 fails DB2 for z/OS Technical Forum 
  12. 12. Global Locking Overview  System 1  System 2  DB2A  IRLM  IRLM  DB2B  TX2:  TX1:  Lock P1 S  Lock P1 X  "Suspend"  "OK"  CF  Lock  Update P1  Structure Commit:  Force Log  Unlock  "OK"  Read P1  DB2 for z/OS Technical Forum 
  13. 13. CF Group Buffer Pool Structure  §Support data coherency for shared data  §Updated data are written to GBP before  commit  §GBP and BP association is one­to­one  §Use MVS CFRM policy to define GBP  size (name ­ DB2grpname_GBPxxxx)  §DB2 is responsible to castout changed  pages from GBP to DASD DB2 for z/OS Technical Forum 
  14. 14. Buffer Pool Coherency DB2A  DB2B  TX1:  COUPLING FACILITY  Lock P1 S  Read P1 into BP  (1)  Use P1  GBP  TX2:  Commit: Release Locks  Lock P1  X  P1'  TX3:  Read P1 into BP  (2)  Lock P1 S  Change P1 in BP to P1' (3)  Detect P1 invalid  (6)  (4)  Commit:  Refresh P1' from GBP (6)  Write p1' to GBP (4,5)  Use P1' in BP  (5(XI))  Release Locks  VBP  VBP  P1'  P1  P1  P1  P1'  (1)  (2)  (3)  DB2 for z/OS Technical Forum 
  15. 15. Group Buffer Pool DB2A  Group Buffer Pool  GBP Class Castout  Threshold  Private  Area  GBP Checkpoint  Virtual Buffer  Pool  GBP Castout  Hiperpool  Threshold  Option to cache clean pages:  lGBPCACHE ALL  lPageset or Partition level  lHiperpool not used  DB2 uses the GBP as a store­in Cache:  lGives better performance  lImplications:  lForce at Commit  üCastout Process is needed  lCross Invalidation  üRecovery in case GBP  fails  DB2 for z/OS Technical Forum 
  16. 16. Physical Locks (P Locks)  §A new kind of locks  §Owned by DB2 , not by transactions  §P locks can be negotiated between DB2s  §No timeout/deadlock detection  §Major types of P locks  –Pageset/Partition P locks  –Page P locks (used for sub­page concurrency)  ØData Pages for Row Level Locking  ØIndex Leaf Pages and Space Map Pages  §Need to plan more IRLM storage for P locks DB2 for z/OS Technical Forum 
  17. 17. Page P lock Example DB2A  DB2B  TX1:  COUPLING FACILITY  Lock RID 201 X  Read P2 into BP  (1)  P­lock P2 in X  GBP  Update RID 201 (Change  P2 to P2')  P2'  TX2:  Lock RID 202 in X  Read P2 into BP (2)  P­lock Exit:  P­lock P2 in X mode (3)  Write P2' to GBP (4, 5)  Refresh P2' from GBP(7)  Release P­lock on P2' (6)  (5(XI))  (7)  Update RID 202 (Change  (4)  P2' to P2'') (8)  VBP  VBP  P2'  P2  P2  P2  P2'  P2''  (1)  (2)  (8)  DB2 for z/OS Technical Forum 
  18. 18. CF SCA Structure  §Used by DB2s to communicate persistent information  within the group  –Database exception status (i.e. RO, Recover/Check  pending, LPL, ...)  –Control information to support Lock Avoidance  –GBP checkpoint/recovery data, thresholds, and size  information  –Member BSDS dataset names  –Enabling/Disabling/ Reenabling  §Use MVS CFRM policy to define SCA size (name ­  DB2groupname_SCA) DB2 for z/OS Technical Forum 
  19. 19. EDM Pool Coherency DBD  SKPT  No Swimming  SKPT  DBD  DBD  SKCT  SKCT  lChanges to the DBD  üDatabase DDL from one DB2 subsystem causes  invalidation of all DBDs loaded in other subsytems.  üCurrently executing static SQL continues using its copy  of the DBD until deallocate.  üLots of concurrent DDL with static DML could cause  multiple copies (not just two) of a DBD in an EDM pool  è EDM Pool may need to be increased by  approximately ten percent  lChanges to SCKTs/SKPTs  üBinder of plan waits until SKCT/SKPT is released  üBinder of plan invalidates the SKCT/SKPT  DB2 for z/OS Technical Forum 
  20. 20. Client/Server Distributed Data DB2DS  LUDB2A  Member Specific  LUDB2B  LUDB2B  LUDB2C  DB2 MVS Remote Req/Srv  DB2 MVS DRDA/Pvt protocol  DB2DS  Group Specific  LUDB2DS  LUDB2A  LUDB2C  DB2 MVS Remote Req/Srv  DB2 MVS DRDA/Pvt protocol  Data  DB2DS  LUDB2DS  Location = DB2DS  Group Specific  GenericLU = LUDB2DS  DRDA remote requester  DB2 for z/OS Technical Forum 
  21. 21. On­line Utilities  §Can be submitted to any Member in the Group  §Establish system affinity  §Can be restarted on any Member as long as the  Member on which the Utility originally ran is up  §If termination is necessary, must be terminated on  the Member on which the Utility originally ran  §Claim/Drain is extended to support global scope  §QUIESCE WRITE(YES) will castout all changed  data to DASD DB2 for z/OS Technical Forum 
  22. 22. Surviving System Outages  lPlanned or unplanned  outages  lWork is routed away from the  down system  lData is still accessible from  DB2A  DB2B  DB2n  the N­1 surviving members  lFailed member to hold  retained locks to protect data  X  .  ..  integrity  lz/OS Automatic Restart Mgr  lRoll in software maintenance  one DB2 member at a time  lRoll in new DB2 release one  DB2 member at a time DB2 for z/OS Technical Forum 
  23. 23. DB2 Release Migration  Group can be up across release migration  11 12 1  lN/N+1 release levels can coexist  10  2  9  3  Mixed releases add complexity  8  4  7  6  5  lConsult DB2 Data Sharing Planning Guide for  details  Process:  lApply SPE to each subsystem  lRestart each subsystem  lPut in new release  lRestart each subsystem  Catalog migration locks some of the catalog  lDone once per data sharing group  DB2 for z/OS Technical Forum 
  24. 24. Planning For DB2 Data Sharing Application Development  lApplication Interface to DB2 has not changed  lThe same application can attach to any DB2 of the data  sharing group  lDDL & DCL operations take affect across the entire group  lMight need to be sensitive to or include:  üNew reason codes  üNew DB2 commands and command options  üNew ABEND codes and new messages  lFrequent commits reduce log scans at restart and  increase lock avoidance  DB2 for z/OS Technical Forum 
  25. 25. DB2 and Parallel Sysplex leadership  §DBMS clusters can deliver increased availability, scalability, and  flexibility compared with single­system images  §Two relational DBMS clustering architectures exist: ƒShared Nothing  –DB2 for LUW , Informix, Sybase, SQL Server, Teradata, ... ƒShared Disk  –DB2 for z/OS data sharing (DB2DS)  –Oracle OPS or RAC (O­RAC)  §DB2DS and O­RAC implementations differ signficantly  §DB2DS deep integration with zSeries Parallel Sysplex gives a  strong technological advantage DB2 for z/OS Technical Forum 
  26. 26. Performance and Scalability summary  DB2DS  O­RAC  Exploits hardware coupling  CF and timer funtions emulated  facility and sysplex timer  in software  Locking and caching logic is  Locking and caching logic is  centralized in hardware for  distributed ­ requires software  efficiency  messaging  Adding nodes does not  Adding nodes increases  increase locking overhead  overhead since only 1/n of  resources are managed locally  (n = # of nodes)  Integrated Workload Manager  No WLM. (WLM) allows for efficient  running of mixed workloads in a  sysplex  DB2 for z/OS Technical Forum 
  27. 27. Availability technical comparison  DB2DS  O­RAC  Mixed releases allowed in a  No release coexistence  single cluster ­ non disruptive  allowed.  Entire cluster must  release migration  be brought down to migrate  Fallback to previous release  No fallback support.  supported.  Fast page cleaning to CF.  Fast page cleaning not  Redo log recovery is faster.  possible due to disk I/O.  Redo  log recovery takes longer.  Fine granularity (page/row)  Entire DB unavailable while  retained locks kept in CF  locks are remastered via log  scan. DB2 for z/OS Technical Forum 
  28. 28. Availability: When a Node Fails  As explained in the Oracle 9i R2  RAC Admin manual:  § Entire database unavailable during  GCS reconfiguration, reading redo  log, and obtaining DB locks  Instance  Database Availability  recovery  complete §Only partially available during  Node  failure  §Roll forward  recovery  detected  recovery  §Roll backward  recovery  §GCS Reconfigured  §Read redo log  § DB2 for z/OS and Oracle RAC  §Obtain DB locks  have different design points:  Time  ØDB2:  continuous availability  model  ØRAC:  failover model  DB2 for z/OS Technical Forum 
  29. 29. Availability: Maintenance and Upgrades  Coupling Facility  DB2 can be maintained and  upgraded one image at a time  without taking downtime  DB2 7  DB2 7  DB2 8  DB2 7  One DB2 member stopped at a  I B M  time  Planned outages are minimized  Disk  8i  8i  8i  8i  8i  9i  § The Oracle RAC solution  requires downtime to upgrade  the database DB2 for z/OS Technical Forum 
  30. 30. Scalability: Average Capacity Utilization  Oracle RAC vs. DB2 Parallel Sysplex  § ITG surveyed selected sets of cross industry users Enterprise Database Cluster Solutions,  Oracle RAC = 9 organizations; Parallel Sysplex = 15 organizations  Business Case for IBM DB2 Parallel  Sysplex;   ITG ­ October 2003  DB2 for z/OS Technical Forum 
  31. 31. Summary  §DB2 data sharing uses Parallel Sysplex coupling technology to deliver maximum coupling efficiency §Performance will vary based on workload characteristics §Work is ongoing to deliver further data sharing improvements in future releases §Data sharing technology provides the base to allow DB2 to deliver continuous availability and nearly unlimited scalability into the future DB2 for z/OS Technical Forum 
  32. 32. References nCross­industry references  lManufacturing: Boeing, Deere, Toyota, Catterpillar  lFinance: Allstate, Blue Cross, Medstat, Cigna, Northern Trust, USAA, Victoria  Group, Charles Schwab  lGovernment: GZAOP, Health Insurance Commission Australia, Texas  Workforce Commission, U.K. Benefits Agency  lRetail: Fred Meyer, Safeway U.K., UPS, Wal*Mart  lHealth Care: Hewitt Associates, Merck, UNC Hospitals, State Farm  lUtility: Southern California Edison, Nippon Telephone & Telegraph, Baldor  lBanking: CTCB, Postbank AG, GAD, ICBC, HSBC, UBS, Toronto Dominion,  Den Danske, Caixa, Banesto, Mellon, Roy Bank of Scotland, PNC, RBG,  Deutsche Bank, CommerzBank...  DB2 for z/OS Technical Forum 
  33. 33. Resources  §External Web Site:  http://www.ibm.com/software/data/db2/zos/index.html  §The Business Value of DB2 UDB for z/OS (Redbook)  http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg246763.html?Open  §DB2 UDB for z/OS Version 8: Everything You Ever Wanted to Know, ... and More (Redbook)  http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/sg246079.pdf  §Planning for Migration to DB2 UDB for z/OS, Version 8  ftp://ftp.software.ibm.com/software/data/db2zos/S1322rm2.pdf  §Utilities in DB2 UDB for z/OS V8  ftp://ftp.software.ibm.com/software/db2storedprocedure/db2zos390/techdocs/Z06m.pdf  §DB2 UDB for z/OS V8 Specifics:  http://www.ibm.com/software/data/db2/zos/db2zosv8.html  §White paper: DB2 for z/OS Version 8 ­ Driving Business Value  http://www.ibm.com/support/docview.wss?uid=swg27005465  §White paper: Managing Enterprise Java Applications for DB2  ftp://ftp.software.ibm.com/software/db2storedprocedure/db2zos390/techdocs/mngentjv.p  df  §Customer Success Stories:  http://www.ibm.com/software/success/cssdb.nsf/topstoriesFM?OpenForm&Site=swzseri  es DB2 for z/OS Technical Forum 
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.