了解微軟Azure PaaS方案簡化部署擴展的實現(xiàn)方法
微軟Azure云的平臺即服務(wù)解決方案（PaaS）主要優(yōu)點之一就是簡化了部署的擴展實現(xiàn)。這里的擴展既包括縱向擴展，也包括橫向擴展。它支持你分別調(diào)整當(dāng)前的報價層次（還包括相應(yīng)的性能目標(biāo)和相關(guān)輔助功能特性）和運行實例的并發(fā)數(shù)量。雖然SQL Database支持兩種擴展方式，但是橫向擴容一般更具有挑戰(zhàn)性，這里討論的是與其他Azure服務(wù)相比。在本文中，我們將簡單介紹Azure SQL Database實現(xiàn)縱向擴展和橫向擴展的方法。
我們先從縱向擴展功能開始介紹。因為涉及到在報價層次和性能層次的切換，我們首先需要識別用來區(qū)分層次的標(biāo)準(zhǔn)。為了簡化差異，微軟引入了一種新的度量方式，稱為數(shù)據(jù)庫吞吐量單元（簡稱DTU），它的意圖是代表一般的Azure SQL Database性能級別，會結(jié)合考慮處理器功率，可用內(nèi)存量和I/O吞吐量。每個報價版本（以及其對應(yīng)的性能級別）都會分配有一定數(shù)量的DTU。每種版本都有指定***數(shù)據(jù)庫容量限制，大小從2GB到500GB。此外，值得注意的是更高報價版本還提供額外的便利，支持異步復(fù)制已提交事務(wù)到4個Azure區(qū)，包括選擇保留用于讀訪問的二級在線復(fù)制（這對報表和數(shù)據(jù)分析應(yīng)用非常有用）。另一個區(qū)別項目是恢復(fù)能力。雖然所有的SQL Database都會定期自動備份（每周做全備份，每天做差異備份，每5分鐘做增量備份），但是相應(yīng)的恢復(fù)時間點能達到多久遠就取決于報價級別了。
Azure非常有效地提供給SQL數(shù)據(jù)庫以下三種報價層次（取代了web層和業(yè)務(wù)層），每種結(jié)構(gòu)都有不同的性能效果和彈性變化功能：
- 基礎(chǔ)版。該版本在預(yù)覽門戶中指定代號為“B”（Basic首字母），主要面向小規(guī)模的單用戶數(shù)據(jù)庫，通常對于開發(fā)和測試用戶比較理想。性能指標(biāo)限制在5DTU，空間不超過2GB，窗口恢復(fù)時點限制是7天。
- 標(biāo)準(zhǔn)版。它是生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)庫最常見的選擇，支持工作組和web應(yīng)用。它可以擴展到250GB大小，支持標(biāo)準(zhǔn)Geo復(fù)制，窗口恢復(fù)時點可以達到14天。它還提供了三個性能級別，在預(yù)覽門戶中的代號是S0、S1和S2（S意為Standard首字母），分別提供10DTU、20DTU和50DTU的性能級別。
- 增強版。主要針對高并發(fā)需求的企業(yè)級應(yīng)用。空間可以擴展到500GB，支持活動Geo復(fù)制和35天的時點恢復(fù)。它的性能級別分為P1、P2和P3（預(yù)覽門戶可以看到，P為Premium首字母），分別對應(yīng)100DTU、200DTU和800DTU性能級別。
報價層次和性能級別可以在Azure管理門戶和預(yù)覽門戶中更改（盡管用戶在切換期間可能會感受到短暫的連接斷開，但你可以在應(yīng)用程序中處理一下讓體驗變得更友好）。這個過程可以利用“Set-AzureSqlDatabase PowerShell”命令行帶上“-ServiceObjective 和-Edition”參數(shù)（代表性能級別和報價級別）自動完成。在收縮調(diào)整時，要記得確保數(shù)據(jù)庫在新目標(biāo)報價層的限制環(huán)境下不受影響（尤其是注意***容量和復(fù)制范圍）。
除了縱向擴展（可以理解為受報價層次和性能級別影響的專項限制），你還可以選擇橫向擴展，把目標(biāo)表分隔放到多個數(shù)據(jù)庫實例中（也可以稱為分區(qū)）。這種做法也被稱為分片，如果不通過Azure平臺的便利操作實現(xiàn)是非常有技術(shù)挑戰(zhàn)的，但是在Azure平臺中就簡單多了，不需要定制設(shè)計和開發(fā)，頻繁修改現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫結(jié)合的應(yīng)用。通常有以下幾種實現(xiàn)分片的方法：
- 聯(lián)邦。它定義了一種聯(lián)合結(jié)構(gòu)。其中包括聯(lián)合分發(fā)主鍵，它又包含分區(qū)中使用的數(shù)據(jù)類型值的差異（比如客戶ID和產(chǎn)品ID）。該主鍵決定了具體數(shù)據(jù)記錄應(yīng)該被分配到哪一個分區(qū)。聯(lián)邦主鍵是聯(lián)邦表主鍵的組成部分，聯(lián)邦表拆分為獨立數(shù)據(jù)庫，它們構(gòu)成了聯(lián)邦。聯(lián)邦元數(shù)據(jù)存儲在聯(lián)邦根數(shù)據(jù)庫中，它作為應(yīng)用訪問聯(lián)邦數(shù)據(jù)的邏輯終點（順便說一下，一個根數(shù)據(jù)庫就可以包含多個聯(lián)邦的元數(shù)據(jù)）。實際數(shù)據(jù)的定位非常高效，從應(yīng)用角度看是不受連帶影響的。要注意，聯(lián)邦成員個體數(shù)據(jù)庫也包含非聯(lián)邦表（也可以稱為引用），它們不是聯(lián)邦的組成部分。這些表通常存儲聯(lián)邦內(nèi)容需要的其它數(shù)據(jù)。我們應(yīng)該認(rèn)識到基于Azure的聯(lián)邦取消了傳統(tǒng)的報價層次（Web層和業(yè)務(wù)層），這一點很重要。這樣我們可以把另外兩種橫向擴展解決方案用于其它新部署的情況。
- 定制分片。與聯(lián)邦形式類似，它需要考慮設(shè)計和開發(fā)工作量，以便為數(shù)據(jù)分區(qū)、分發(fā)和連接路由實施定制的方法。你可以在微軟Azure博客找到關(guān)于本話題的更多信息。
- 彈性擴展。目前還在預(yù)覽階段，它利用模板納入.NET庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理基礎(chǔ)設(shè)施，幫助你簡化了數(shù)據(jù)分區(qū)流程（橫向縱向兩種都有效）和請求路由。實施方面可以通過PowerShell腳本和Azure自動服務(wù)自動完成。綁定數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以利用彈性擴展API訪問分片數(shù)據(jù)庫。該解決方案還包含有遷移工具，支持你從現(xiàn)有聯(lián)邦部署遷移過去。
