解析SQL Server 2008高可用性技術(shù)特點(diǎn)
基于磁盤(pán)的備份
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首先來(lái)看的是最簡(jiǎn)單的技術(shù)——備份。在SQL Server 2008的企業(yè)版中，備份有了一個(gè)新的特性，那就是備份壓縮。那么備份壓縮對(duì)于高可用有什么幫助呢？
那么就要提到現(xiàn)在業(yè)界非常流行的一種備份解決方案——磁盤(pán)備份解決方案，有很多與該解決方案相近的名稱(chēng)：在線(xiàn)備份、虛擬磁帶庫(kù)等等。這些方案其實(shí)都是基于一個(gè)思想，將數(shù)據(jù)備份到快速的在線(xiàn)磁盤(pán)設(shè)備上，這樣就可以利用磁盤(pán)的高速I(mǎi)O和高速檢索能力。不過(guò)磁盤(pán)的高昂代價(jià)往往是這種企業(yè)在這一解決方案面前駐足不前的主要原因，而現(xiàn)在SQL Server 2008企業(yè)版中的備份壓縮可以大幅度減少備份后的文件尺寸，因此基于磁盤(pán)的備份解決方案看起來(lái)也更加有競(jìng)爭(zhēng)力了。
基于磁盤(pán)的備份帶來(lái)***的好處就是利用磁盤(pán)高速I(mǎi)O的能力進(jìn)行快速的還原。這就可以縮短數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)離線(xiàn)的時(shí)間，同時(shí)也可以減少數(shù)據(jù)庫(kù)備份這一維護(hù)操作對(duì)應(yīng)用的影響。
數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像+故障轉(zhuǎn)移集群
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上面我們介紹的故障轉(zhuǎn)移集群、日志傳送亦或基于磁盤(pán)的備份都是作為單一技術(shù)出現(xiàn)的，而在真實(shí)的大中型企業(yè)環(huán)境中為了確保數(shù)據(jù)應(yīng)用的持續(xù)在線(xiàn)，我們通常有一些組合多種高可用技術(shù)的方案。通過(guò)混合不同可用性技術(shù)，我們將可以采長(zhǎng)補(bǔ)短。
例如數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像技術(shù)。
雖然數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像可以解決故障轉(zhuǎn)移集共享存儲(chǔ)存在單點(diǎn)失效威脅、依賴(lài)于特殊硬件等一系列的問(wèn)題，但是數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像***的問(wèn)題就是故障轉(zhuǎn)移路徑過(guò)短。對(duì)于大中型企業(yè)來(lái)說(shuō)，僅有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障轉(zhuǎn)移路徑有些不足。因此通過(guò)增加一個(gè)故障轉(zhuǎn)移集群作為數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像的鏡像節(jié)點(diǎn)就可以解決了數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像故障轉(zhuǎn)移路徑過(guò)短的問(wèn)題。
上面這種解決方案當(dāng)主體服務(wù)器失效后，數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像會(huì)將啟動(dòng)鏡像節(jié)點(diǎn)，而由于鏡像節(jié)點(diǎn)是由一個(gè)故障轉(zhuǎn)移集群承擔(dān)的，因此當(dāng)鏡像節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)失效后還有一個(gè)后備節(jié)點(diǎn)，因此還可以有一個(gè)后備節(jié)點(diǎn)承擔(dān)。
其實(shí)故障轉(zhuǎn)移集群和數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像是各有利弊，因此這兩種技術(shù)融合在一起后的解決方案不僅僅是上面這一種，下面就給出另外一種解決方案的示意圖：
細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，方案二種沒(méi)有了見(jiàn)證節(jié)點(diǎn)，這意味著從主集群切換到鏡像集群需要手動(dòng)完成。那么為什么這種解決方案中沒(méi)有了見(jiàn)證節(jié)點(diǎn)呢？
因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)鏡像和故障轉(zhuǎn)移集群都擁有自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移的特性，如果兩種技術(shù)的自動(dòng)切換都生效的話(huà)，那么在主體集群的活動(dòng)節(jié)點(diǎn)失效后就會(huì)有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)試圖生效——主體集群的后備節(jié)點(diǎn)和鏡像集群的活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，那么結(jié)果就只有一個(gè)，數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像會(huì)話(huà)失敗。
遠(yuǎn)程故障轉(zhuǎn)移集群
對(duì)于某些跨地區(qū)甚至是跨洲的大型集團(tuán)來(lái)說(shuō)，站點(diǎn)失效這個(gè)困擾會(huì)逐漸進(jìn)入IT主管和DBA的腦海中。
不過(guò)遠(yuǎn)程故障轉(zhuǎn)移集群就不僅僅是SQL Server一個(gè)人就能完成的了，這個(gè)方案要依賴(lài)于SQL Server，Windows Server這些基礎(chǔ)軟件，還要依賴(lài)于存儲(chǔ)設(shè)備、交換機(jī)、服務(wù)器這些硬件。
因?yàn)樵谶h(yuǎn)程故障轉(zhuǎn)移集群中，共享儲(chǔ)存不再存在于一個(gè)數(shù)據(jù)中心，而是可能相距數(shù)十公里，甚至數(shù)千公里，因此中長(zhǎng)距的底層存儲(chǔ)同步往往是這一解決方案的關(guān)鍵。對(duì)于中長(zhǎng)距的底層存儲(chǔ)同步，通常分為兩種，一種是在30公里內(nèi)的，通過(guò)單模光纖可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)設(shè)備間的同步復(fù)制，而另外一種則是在30公里之外了，而這種情況通常都是通過(guò)租用ICP的線(xiàn)路來(lái)實(shí)現(xiàn)兩地間的異步復(fù)制。聽(tīng)上去好像很復(fù)雜，不過(guò)不用擔(dān)心，EMC這樣的廠(chǎng)商有非常成熟的硬件設(shè)備以及相關(guān)軟件。這就是為什么在SQL Server的Always On中會(huì)出現(xiàn)EMC這樣第三方廠(chǎng)商名字的原因。
遠(yuǎn)程故障轉(zhuǎn)移集群的替代方案
其實(shí)對(duì)于遠(yuǎn)程故障轉(zhuǎn)移集群來(lái)說(shuō)，主要解決的問(wèn)題是站點(diǎn)失效的問(wèn)題，因此單純使用SQL Server的功能也可以解決這個(gè)問(wèn)題。盡管沒(méi)有基于硬件的那么高效和穩(wěn)定。
那么怎么構(gòu)建一個(gè)相對(duì)廉價(jià)的遠(yuǎn)程容災(zāi)方案呢？我們的答案是故障轉(zhuǎn)移集群+日志傳送/復(fù)制。在不提到這兩項(xiàng)技術(shù)的話(huà)，他們兩個(gè)一定會(huì)有意見(jiàn)的。
日志傳送依賴(lài)于日志備份以及還原來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步的，而復(fù)制呢，除了日志外多了一個(gè)快照(注意：復(fù)制中使用日志的方式與日志傳送是不一樣的)。因此我們只要確保主服務(wù)器的日志能夠以一個(gè)合理的頻率傳送給遠(yuǎn)端的后備服務(wù)器，我們就可以提供一定程度上遠(yuǎn)程容災(zāi)能力了。
可是在SQL Server 2005之前，復(fù)制和日志傳送都有一些小問(wèn)題，日志傳送是依賴(lài)于日志備份作業(yè)、日志傳送作業(yè)和日志還原作業(yè)，因此日志傳送無(wú)法做到連續(xù)性，他的嘴短同步間隔是一分鐘，無(wú)法再短了。事務(wù)復(fù)制盡管能做連續(xù)，但是事務(wù)復(fù)制有主從之分，如果是多站點(diǎn)這項(xiàng)技術(shù)會(huì)嚴(yán)重限制后備服務(wù)器的自治能力。
不過(guò)從SQL Server 2005開(kāi)始，事務(wù)復(fù)制有了一種新的模式，叫做對(duì)等事務(wù)復(fù)制。對(duì)等事務(wù)復(fù)制平等看待參與復(fù)制的所有節(jié)點(diǎn)，而取消了主從之分。這就給我們的多站點(diǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)規(guī)劃指出了一條新的道路。
不過(guò)大家在這張有些夸張的圖里面也許可以看出些端倪。通過(guò)對(duì)等事務(wù)復(fù)制，我們確實(shí)可以設(shè)計(jì)出一個(gè)非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)復(fù)制拓?fù)?，利用高?低速線(xiàn)路，優(yōu)質(zhì)/常規(guī)線(xiàn)路，我們可以在分布于多個(gè)站點(diǎn)的服務(wù)器之間構(gòu)建出一個(gè)復(fù)制拓?fù)?。說(shuō)上面這張圖是開(kāi)玩笑，原因是通常復(fù)制拓?fù)洳粫?huì)這么混亂，但是對(duì)等復(fù)制一定可以制成這張圖上出現(xiàn)的服務(wù)器數(shù)量，關(guān)鍵是要良好規(guī)劃和設(shè)計(jì)。
算了，給張清楚點(diǎn)的吧。這是一個(gè)比較真實(shí)地對(duì)等復(fù)制拓?fù)?，我們有兩個(gè)站點(diǎn)。站點(diǎn)內(nèi)擁有高速的鏈接，而站點(diǎn)間則是相對(duì)低速的租用鏈路。A、B、C分別是三個(gè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)，A和C是本地性應(yīng)用，因此僅在單個(gè)站點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行了復(fù)制，保證其容災(zāi)能力，而B(niǎo)是一個(gè)集團(tuán)性的應(yīng)用，為了確保其數(shù)據(jù)的可用性，因此在站點(diǎn)內(nèi)和站點(diǎn)間分別實(shí)現(xiàn)了復(fù)制冗余，同時(shí)站點(diǎn)A和站點(diǎn)B可以互不干擾對(duì)數(shù)據(jù)的使用(當(dāng)然這要依賴(lài)于數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和對(duì)等復(fù)制鏈路的配置)。
SQL Server 2008在對(duì)等復(fù)制方面也有一個(gè)小小的改進(jìn)，那就是沖突檢測(cè)。在SQL Server 2005的對(duì)等事務(wù)復(fù)制中，沖突是一個(gè)非常頭疼的事情，因此才會(huì)要求非常嚴(yán)格的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)隔離設(shè)計(jì)。SQL Server 2008會(huì)在發(fā)生沖突的時(shí)候暫停復(fù)制，既保證了兩個(gè)站點(diǎn)間的正常數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，也保證了在數(shù)據(jù)沖突時(shí)不會(huì)錯(cuò)誤覆蓋正確的數(shù)據(jù)版本。
結(jié)束語(yǔ)
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其實(shí)SQL Server的可用性和數(shù)據(jù)應(yīng)用的可用性完全是兩個(gè)層面的事情，SQL Server僅僅是數(shù)據(jù)應(yīng)用中的一個(gè)組成部分，因此如何達(dá)到真正的系統(tǒng)可用性，還要考慮更多的問(wèn)題，通訊(交換機(jī)、路由器之類(lèi))、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(DNS、DHCP之類(lèi))、操作系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)(IIS、中間件服務(wù)器)，還有很多很多的問(wèn)題。
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