データベースミラーリング (SQL Server)

[アーティクル]
06/25/2013

注
この機能は、将来のバージョンの Microsoft SQL Server では削除される予定です。新しい開発作業では、この機能の使用を避け、現在この機能を使用しているアプリケーションは修正するようにしてください。代わりに AlwaysOn 可用性グループを使用してください。

データベースミラーリングは、SQL Server データベースの可用性を高めるためのソリューションです。ミラーリングはデータベースごとに実装され、完全復旧モデルを使用するデータベースでのみ機能します。

重要
データベースミラーリングのサポート、制限事項、推奨事項、パートナーサーバーの構成に関する前提条件については、「データベースミラーリングの前提条件、制限事項、および推奨事項」を参照してください。

このトピックの内容

データベースミラーリングの利点
用語と定義
データベースミラーリングの概要
データベースミラーリングセッションの設定
その他のデータベースエンジン機能との相互運用性と共存
このセクションの内容
関連タスク

データベースミラーリングの利点

データベースミラーリングは単純なストラテジで、次に示す利点があります。

データベースの可用性が向上します。

障害が発生した場合、自動フェールオーバーを伴う高い安全性モードでは、フェールオーバーによりデータベースのスタンバイコピーが即座にオンラインになります (データ損失の可能性はありません)。他の動作モードでは、データベース管理者はデータベースのスタンバイコピーにサービスを強制する代替の方法 (データ損失の可能性あり) を使用できます。詳細については、このトピックの「役割の交代」を参照してください。
データの保護が強化されます。

データベースミラーリングを使用すると、動作モードが高い安全性モードであるか高パフォーマンスモードであるかに応じて、データの冗長化が完全に、またはほぼ完全に行われます。詳細については、このトピックの「動作モード」を参照してください。

SQL Server 2008 Enterprise 以降のバージョンで動作するデータベースミラーリングパートナーには、データページの読み取りを妨げるエラーを自動的に解決するための機能が備わっています。ミラーリングセッションを構成する一方のパートナーは、ページを読み取れない場合、もう一方のパートナーに新しいコピーを要求します。要求が受け入れられ、新しいコピーを取得できた場合は、読み取り不可能なページがそのコピーに置き換えられます。通常、これによりエラーは解決します。詳細については、「ページの自動修復 (可用性グループ/データベースミラーリング)」を参照してください。
アップグレード中の実稼働データベースの可用性が向上します。

ミラー化されたデータベースのダウンタイムを最小限に抑えるために、フェールオーバーパートナーをホストしている SQL Server のインスタンスを順次アップグレードできます。これにより、ダウンタイムはフェールオーバー 1 回分のみになります。このようなアップグレード形態をローリングアップグレードと呼びます。詳細については、「ミラー化されたデータベースのダウンタイムを最小限に抑えた Service Pack のシステムへのインストール」を参照してください。

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データベースミラーリングの用語と定義

自動フェールオーバー (automatic failover)
プリンシパルサーバーが使用できなくなった場合に、ミラーサーバーがプリンシパルサーバーの役割を引き継ぎ、ミラーサーバーのデータベースのコピーをプリンシパルデータベースとしてオンラインにする処理のこと。
フェールオーバーパートナー (failover partners)
ミラー化されたデータベースに関する役割交代用のパートナーとして動作する、2 つのサーバーインスタンス (プリンシパルサーバーまたはミラーサーバー)。
強制的なサービスの起動 (forced service)
プリンシパルサーバーの障害発生時にデータベース所有者が開始するフェールオーバー。その状態が不明である間、ミラーデータベースにサービスが転送されます。
高パフォーマンスモード (High-performance mode)
データベースミラーリングセッションは非同期に動作し、プリンシパルサーバーとミラーサーバーのみを使用します。役割の交代の形式は、強制されたサービス (データ損失の可能性あり) のみです。
高い安全性モード (High-safety mode)
データベースミラーリングセッションは同期して動作し、必要に応じてミラーリング監視サーバー、およびプリンシパルサーバーとミラーサーバーを使用します。
手動フェールオーバー (manual failover)
プリンシパルサーバーがまだ稼働しているときにデータベース所有者が開始するフェールオーバー。同期された状態のまま、プリンシパルデータベースからミラーデータベースにサービスが転送されます。
ミラーデータベース (mirror database)
通常はプリンシパルデータベースと完全に同期されるデータベースのコピー。
ミラーサーバー (mirror server)
データベースミラーリング構成で、ミラーデータベースが存在するサーバーインスタンス。
ミラーサーバー (mirror server)
データベースミラーリング構成で、ミラーデータベースが存在するサーバーインスタンス。
プリンシパルデータベース (principal database)
データベースミラーリングで、そのトランザクションログレコードがデータベース (ミラーデータベース) の読み取り専用コピーに適用される読み書き可能なデータベース。
プリンシパルサーバー (principal server)
データベースミラーリングで、現在のプリンシパルデータベースを保持するパートナー。
再実行キュー (redo queue)
ミラーサーバーのディスクで待機している、受信したトランザクションログレコード。
役割 (role)
プリンシパルサーバーおよびミラーサーバーは補完的にプリンシパルおよびミラーの役割を果たします。必要に応じて、3 番目のサーバーインスタンスがミラーリング監視の役割を果たします。
役割の交代 (role switching)
プリンシパルの役割がミラーに引き継がれること。
送信キュー (send queue)
プリンシパルサーバーのログディスクに蓄積されている未送信のトランザクションログレコード。
セッション (session)
プリンシパルサーバー、ミラーサーバー、およびミラーリング監視サーバー (存在する場合) 間でデータベースミラーリング時に発生するリレーションシップ。
ミラーリングセッションが開始または再開された後で、プリンシパルサーバーに蓄積されたプリンシパルデータベースのログレコードがミラーサーバーに送信される処理のこと。この処理では、遅延を解消するために、送信されたログレコードをできるだけ短時間でディスクに書き込みます。
トランザクションの安全性 (Transaction safety)
データベースミラーリングセッションが同期して動作するか、非同期で動作するかを決定する、ミラーリング固有のデータベースプロパティ。安全性レベルには FULL と OFF の 2 種類があります。
ミラーリング監視サーバー (Witness)
高い安全性モードの場合にのみ使用します。必要に応じて配置できる SQL Server のインスタンスです。ミラーリング監視サーバーを使用することにより、ミラーサーバーが自動フェールオーバーをいつ開始するかを認識できるようになります。 2 つのフェールオーバーパートナーとは異なり、ミラーリング監視サーバーではデータベースの操作は行いません。ミラーリング監視サーバーの唯一の役割は、自動フェールオーバーをサポートすることです。

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データベースミラーリングの概要

データベースミラーリングでは、データベースのコピーが 2 つ保持されます。2 つのコピーは、SQL Server データベースエンジンの異なるサーバーインスタンスにそれぞれ配置する必要があります。通常、これらのサーバーインスタンスは、別の場所のコンピューターに存在します。データベース上でデータベースミラーリングを開始すると、これらのサーバーインスタンス間でデータベースミラーリングセッションと呼ばれるリレーションシップが開始されます。

一方のサーバーインスタンスは、クライアントにデータベースを提供します (プリンシパルサーバー)。もう一方のインスタンスは、ミラーリングセッションの構成と状態に応じて、ホットスタンバイサーバーまたはウォームスタンバイサーバーとして動作します (ミラーサーバー)。データベースミラーリングセッションが同期されていれば、データベースミラーリングにより、高速のフェールオーバーをサポートするホットスタンバイサーバーが提供され、コミット済みのトランザクションのデータが失われることはありません。セッションが同期されない場合、ミラーサーバーは通常ウォームスタンバイサーバーとして使用できます (データ損失の可能性があります)。

プリンシパルサーバーとミラーサーバーは、データベースミラーリングセッションの中でパートナーとして相互に通信および連携します。 2 つのパートナーは、セッション内でプリンシパルおよびミラーという相互に補完する役割を担います。任意の時点で、一方のパートナーがプリンシパルの役割を担い、もう一方のパートナーがミラーの役割を担います。それぞれのパートナーは現在の役割を所有しているといいます。プリンシパルの役割を所有するパートナーをプリンシパルサーバーといい、このパートナーのデータベースのコピーが現在のプリンシパルデータベースになります。ミラーの役割を所有するパートナーをミラーサーバーといい、このパートナーのデータベースのコピーが現在のミラーデータベースになります。データベースミラーリングを実稼働環境に配置した場合、プリンシパルデータベースが実稼働データベースとなります。

データベースミラーリングでは、プリンシパルデータベースで発生したすべての挿入、更新、および削除操作が、可能な限り早くミラーデータベースで再実行は、アクティブなトランザクションログレコードのストリームをミラーサーバーに送信することにより行われます。ログレコードは、できるだけ早く順番にミラーデータベースに適用されます。論理レベルで機能するレプリケーションとは異なり、データベースミラーリングは物理ログレコードのレベルで機能します。 SQL Server 2008 以降では、トランザクションログレコードのストリームが、ミラーサーバーへの送信前にプリンシパルサーバーで圧縮されます。このログ圧縮はすべてのミラーリングセッションで行われます。

注
特定のサーバーインスタンスを、同じパートナーまたは別のパートナーを含む複数の同時実行データベースミラーリングセッションに参加させることができます。また、サーバーインスタンスを、あるセッションではパートナーとし、別のセッションではミラーリング監視にすることができます。ミラーサーバーインスタンスでは、同じエディションの SQL Server を実行している必要があります。

特定のサーバーインスタンスを、同じパートナーまたは別のパートナーを含む複数の同時実行データベースミラーリングセッションに参加させることができます。また、サーバーインスタンスを、あるセッションではパートナーとし、別のセッションではミラーリング監視にすることができます。ミラーサーバーインスタンスでは、同じエディションの SQL Server を実行している必要があります。

このセクションの内容

動作モード
役割の交代
同時実行セッション
クライアント接続
プリンシパルのトランザクションログに対するセッションの一時停止の影響

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動作モード

データベースミラーリングセッションは、同期動作または非同期動作のどちらかで実行されます。非同期動作では、ミラーサーバーでログがディスクに書き込まれるのを待機することなくトランザクションがコミットされるので、パフォーマンスが最大限に高められます。同期動作では、トランザクションが両方のパートナーでコミットされる反面、トランザクションの遅延が大きくなるというデメリットがあります。

ミラーリングには、2 つの動作モードがあります。 1 つ目の動作モードである高い安全性モードでは、同期操作がサポートされています。このモードでは、セッションが開始すると、可能な限り早くミラーサーバーのミラーデータベースとプリンシパルデータベースが同期されます。トランザクションの遅延が大きくなるというデメリットもありますが、2 つのデータベースが同期されると、トランザクションは直ちに両方のパートナーでコミットされます。

2 つ目の動作モードである高パフォーマンスモードで非同期的に実行されます。ミラーサーバーはプリンシパルサーバーから送信されるログレコードとの時間差を埋めようとします。ミラーデータベースは、プリンシパルデータベースよりやや遅れることがあります。ただし、通常はデータベース間の差は小さなものです。ところが、プリンシパルサーバーのワークロードが高い場合やミラーサーバーのシステムの負荷が過剰に高い場合は、この時間差が大きくなることがあります。

高パフォーマンスモードでは、プリンシパルサーバーはミラーサーバーにログレコードを送信すると、その直後にクライアントに確認を送信します。ミラーサーバーからの受信確認を待機することはありません。これは、ミラーサーバーでログがディスクに書き込まれるのを待機することなくトランザクションがコミットされることを意味します。このような非同期動作では、トランザクションの遅延を最小限に抑えてプリンシパルサーバーを実行できますが、データが損失する可能性があります。

すべてのデータベースミラーリングセッションでは、1 つのプリンシパルサーバーと 1 つのミラーサーバーだけがサポートされます。この構成を次の図に示します。

データベースミラーリングセッションのパートナー

自動フェールオーバーを伴う高い安全性モードでは、ミラーリング監視サーバーと呼ばれる第 3 のサーバーインスタンスが必要です。 2 つのパートナーとは異なり、ミラーリング監視サーバーではデータベースの操作は行いません。ミラーリング監視サーバーは、プリンシパルサーバーが正常に動作しているかどうかを確認することにより、自動フェールオーバーをサポートします。ミラーサーバーが自動フェールオーバーを開始するのは、ミラーサーバーとミラーリング監視サーバーの両方がプリンシパルサーバーから切断された後、そのまま相互に接続されている場合だけです。

次の図に、ミラーリング監視サーバーを含めた構成を示します。

ミラーリング監視サーバーを含むミラーリングセッション

詳細については、このトピックの「役割の交代」を参照してください。

注
新しいミラーリングセッションを確立したり、既存のミラーリング構成にミラーリング監視サーバーを追加したりするには、関係するすべてのサーバーインスタンスが同じバージョンの SQL Server を実行している必要があります。ただし、SQL Server 2008 以降のバージョンにアップグレードする際には、関係するインスタンスのバージョンが必ずしも同じバージョンであるとは限りません。詳細については、「サーバーインスタンスのアップグレード時に、ミラー化されたデータベースのダウンタイムを最小化する」を参照してください。

新しいミラーリングセッションを確立したり、既存のミラーリング構成にミラーリング監視サーバーを追加したりするには、関係するすべてのサーバーインスタンスが同じバージョンの SQL Server を実行している必要があります。ただし、SQL Server 2008 以降のバージョンにアップグレードする際には、関係するインスタンスのバージョンが必ずしも同じバージョンであるとは限りません。詳細については、「サーバーインスタンスのアップグレード時に、ミラー化されたデータベースのダウンタイムを最小化する」を参照してください。

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トランザクションの安全性と動作モード

動作モードは、トランザクションの安全性の設定によって、同期または非同期のいずれかになります。 SQL Server Management Studio だけを使用してデータベースミラーリングを構成する場合、動作モードを選択するとトランザクションの安全性の設定が自動的に構成されます。

Transact-SQL を使用してデータベースミラーリングを構成する場合は、トランザクションの安全性の設定方法を理解しておく必要があります。トランザクションの安全性は、ALTER DATABASE ステートメントの SAFETY プロパティにより制御されます。ミラー化されるデータベースでは、SAFETY は FULL または OFF になります。

SAFETY オプションが FULL に設定されている場合、初期同期フェーズの後、データベースミラーリング動作が同期されます。ミラーリング監視サーバーが高い安全性モードに設定されている場合、セッションでは自動フェールオーバーがサポートされます。
SAFETY オプションを OFF に設定している場合、データベースミラーリング動作は非同期になります。セッションは高パフォーマンスモードで実行され、WITNESS オプションを OFF にする必要があります。

詳細については、「データベースミラーリングの動作モード」を参照してください。

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役割の交代

データベースミラーリングセッションでは、役割の交代という処理により、一般的にプリンシパルとミラーの役割を相互交換できます。役割の交代では、プリンシパルの役割がミラーサーバーに移行されます。役割の交代では、ミラーサーバーがプリンシパルサーバーのフェールオーバーパートナーとして動作します。役割の交代が発生すると、ミラーサーバーがプリンシパルの役割を継承し、データベースのコピーがプリンシパルデータベースとしてオンラインになります。以前のプリンシパルサーバーは利用可能であればミラーの役割を担い、サーバー内のデータベースを新しいミラーデータベースにします。場合によっては、役割を何度も交代できます。

役割の交代には次の 3 つの形態があります。

自動フェールオーバー

これには高い安全性モードが必要で、ミラーサーバーとミラーリング監視サーバーが存在している必要があります。データベースは既に同期されている必要があり、ミラーリング監視サーバーはミラーサーバーに接続している必要があります。

ミラーリング監視サーバーの役割は、特定のパートナーサーバーが稼働しているかどうかを確認することです。ミラーサーバーがプリンシパルサーバーへの接続を失っても、ミラーリング監視サーバーがそのままプリンシパルサーバーに接続している場合、ミラーサーバーはフェールオーバーを開始しません。詳細については、「データベースミラーリング監視サーバー」を参照してください。
手動フェールオーバー

これには高い安全性モードが必要です。パートナーは互いに接続されている必要があり、データベースは既に同期されている必要があります。

サービスの強制 (データ損失の可能性あり)

自動フェールオーバーを伴わない高パフォーマンスモードと高い安全性モードでは、プリンシパルサーバーで障害が発生し、ミラーサーバーが使用可能な場合、サービスの強制が可能です。

重要
高パフォーマンスモードは、ミラーリング監視サーバーなしでの実行を想定しています。ミラーリング監視サーバーが存在する場合、サービスの強制を行うにはミラーリング監視サーバーがミラーサーバーに接続している必要があります。

どの役割交代シナリオでも、新しいプリンシパルデータベースがオンラインになると、クライアントアプリケーションはデータベースに再接続することにより即座に復旧できます。

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同時実行セッション

特定のサーバーインスタンスを、同じサーバーインスタンスまたは別のサーバーインスタンスを含む複数の同時実行データベースミラーリングセッションに (ミラー化されたデータベースごとに 1 回) 参加させることができます。多くの場合、サーバーインスタンスは、パートナーまたはミラーリング監視サーバーとしてすべてのデータベースミラーリングセッション内で排他的に機能します。ただし、各セッションはその他のセッションから独立しているので、サーバーインスタンスは一部のセッションではパートナーとして機能し、それ以外のセッションではミラーリング監視サーバーとして機能することができます。たとえば、3 つのサーバーインスタンス (SSInstance_1、SSInstance_2、および SSInstance_3) の間に次の 4 つのセッションがあるとします。各サーバーインスタンスは、一部のセッションではパートナーとして機能し、それ以外のセッションではミラーリング監視サーバーとして機能します。

サーバーインスタンス	データベース A のセッション	データベース B のセッション	データベース C のセッション	データベース D のセッション
SSInstance_1	ミラーリング監視サーバー	パートナー	パートナー	パートナー
SSInstance_2	パートナー	ミラーリング監視サーバー	パートナー	パートナー
SSInstance_3	パートナー	パートナー	ミラーリング監視サーバー	ミラーリング監視サーバー

次の図に、2 つのミラーリングセッションに共にパートナーとして参加している 2 つのサーバーインスタンスを示します。一方のセッションは Db_1 というデータベース用で、もう一方のセッションは Db_2 というデータベース用です。

2 つの同時実行セッションにおける 2 つのサーバーインスタンス

それぞれのデータベースは互いに独立しています。たとえば、1 つのサーバーインスタンスが最初は 2 つのデータベースのミラーサーバーである場合があります。 2 つのデータベースのいずれかでフェールオーバーが発生すると、そのサーバーインスタンスはもう一方のデータベースのミラーサーバーのまま、フェールオーバーしたデータベースのプリンシパルサーバーになります。

別の例として、自動フェールオーバーを伴う高い安全性モードで実行されている複数のデータベースのプリンシパルサーバーであるサーバーインスタンスを考えてみます。このインスタンスに障害が発生した場合、すべてのデータベースが自動的にそれぞれのミラーデータベースにフェールオーバーされます。

あるサーバーインスタンスをパートナーとしてもミラーリング監視サーバーとしても動作するように構成するときは、データベースミラーリングエンドポイントで 2 つの役割がサポートされるようにしてください (詳細については、「データベースミラーリングエンドポイント (SQL Server)」を参照してください)。また、リソースの競合を回避するため、システムに十分なリソースを確保してください。

注
ミラー化したデータベースは互いに独立しているので、データベースをグループとしてフェールオーバーすることはできません。

クライアント接続

データベースミラーリングセッションのクライアント接続サポートは、Microsoft .NET Data Provider for SQL Server によって提供されます。詳細については、「データベースミラーリングセッションへのクライアントの接続 (SQL Server)」を参照してください。

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プリンシパルのトランザクションログに対するセッションの一時停止の影響

データベース所有者はいつでもセッションを一時停止できます。一時停止では、ミラーリングは削除されますが、セッションの状態は保たれます。セッションが一時停止すると、プリンシパルサーバーからミラーサーバーに新しいログレコードが送信されなくなります。これらのレコードはすべてアクティブなままになり、プリンシパルデータベースのトランザクションログに蓄積されていきます。データベースミラーリングセッションが一時停止している限り、トランザクションログを切り捨てることはできません。したがって、データベースミラーリングセッションが長時間一時停止になっていると、ログがいっぱいになります。

詳細については、「データベースミラーリングの一時停止と再開 (SQL Server)」を参照してください。

データベースミラーリングセッションの設定

ミラーリングセッションを開始するには、あらかじめデータベース所有者またはシステム管理者がミラーデータベースを作成し、エンドポイントおよびログインを構成する必要があります。また、場合によっては証明書を作成および構成する必要もあります。詳細については、「データベースミラーリングの設定 (SQL Server)」を参照してください。

その他のデータベースエンジン機能との相互運用性と共存

データベースミラーリングは、SQL Server の次の機能またはコンポーネントと共に使用できます。

このセクションの内容

データベースミラーリングの前提条件、制限事項、および推奨事項
データベースミラーリングを設定するための前提条件と推奨事項について説明します。
データベースミラーリングの動作モード
データベースミラーリングセッションの同期動作モードおよび非同期動作モードと、データベースミラーリングセッション中のパートナーの役割交代について説明します。
データベースミラーリング監視サーバー
データベースミラーリングにおけるミラーリング監視サーバーの役割、複数のミラーリングセッションで 1 つのミラーリング監視サーバーを使用する方法、ミラーリング監視用のソフトウェアとハードウェアの推奨事項、および自動フェールオーバーにおけるミラーリング監視サーバーの役割について説明します。また、ミラーリング監視サーバーの追加または削除に関する情報も含まれます。
データベースミラーリングセッション中の役割の交代 (SQL Server)
自動フェールオーバー、手動フェールオーバー、および強制的なサービスの起動 (データ損失の可能性あり) を含む、データベースミラーリングセッション中のパートナーの役割交代について説明します。役割の交代中に発生するサービスの中断時間の算出についても説明します。
データベースミラーリング中に発生する可能性のあるエラー
データベースミラーリングセッションの失敗の原因となる物理的な問題、オペレーティングシステムの問題、および SQL Server の問題 (ハードエラーとソフトエラーを含む) について説明します。ミラーリングタイムアウトメカニズムがソフトエラーに対応する方法について説明します。
データベースミラーリングエンドポイント (SQL Server)
データベースミラーリングエンドポイントがどのように機能するかについて説明します。
データベースミラーリングの設定 (SQL Server)
データベースミラーリングを設定するための前提条件、推奨事項、および手順について説明します。
データベースミラーリングセッションへのクライアントの接続 (SQL Server)
クライアントの接続文字列の属性と、ミラー化されたデータベースにクライアントを接続および再接続するためのアルゴリズムについて説明します。
データベースミラーリングの一時停止と再開 (SQL Server)
データベースミラーリングを一時停止するとどのような状態になるのか (トランザクションログの切り捨てに与える影響を含む) について説明します。データベースミラーリングを一時停止および再開する方法の説明も含まれます。
データベースミラーリングの削除 (SQL Server)
ミラーリングの削除による影響について説明します。セッションを終了する方法の説明も含まれます。
データベースミラーリングの監視 (SQL Server)
データベースミラーリングモニターまたは dbmmonitor ストアドプロシージャを使用したデータベースミラーリングまたはセッションの監視について説明します。

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データベースミラーリング (SQL Server)

データベースミラーリングの利点

データベースミラーリングの用語と定義