MS SQL Server數(shù)據(jù)庫高可用性技術(shù)方案

MSSQLServer2012數(shù)據(jù)庫高可用性技術(shù)方案TOC\o"1-8"\h\z\u1、 SQLServer高可用性概述 12、 SQLServer高可用性分類 12.1、 數(shù)據(jù)庫復(fù)制 12.4.1、 數(shù)據(jù)庫復(fù)制類型 12.4.2、 數(shù)據(jù)庫復(fù)制應(yīng)用場景 22.4.3、 數(shù)據(jù)庫復(fù)制運行模式 22.2、 日志傳輸 22.4.4、 日志傳輸概述 22.4.5、 日志傳輸優(yōu)點 32.3、 數(shù)據(jù)庫鏡像 32.4.6、 數(shù)據(jù)庫鏡像概述 32.4.7、 數(shù)據(jù)庫鏡像運行模式 32.4、 故障轉(zhuǎn)移 42.4.8、 數(shù)據(jù)庫故障轉(zhuǎn)移概述 42.4.9、 數(shù)據(jù)庫故障轉(zhuǎn)移優(yōu)缺點 43、 數(shù)據(jù)庫高可用性技術(shù)方案比較 53.1、 數(shù)據(jù)庫鏡像的優(yōu)劣分析 53.2、 日志傳送的優(yōu)劣分析 53.3、 故障轉(zhuǎn)移群集的優(yōu)劣分析 63.4、 復(fù)制解決方案的優(yōu)劣分析 6SQLServer高可用性概述SQLServer數(shù)據(jù)庫的高可用性方案主要有數(shù)據(jù)庫復(fù)制、日志傳送、數(shù)據(jù)庫鏡像與故障轉(zhuǎn)移群集等多種技術(shù)，本方案簡單闡述各種技術(shù)的特性。SQLServer高可用性分類數(shù)據(jù)庫復(fù)制數(shù)據(jù)庫復(fù)制類型數(shù)據(jù)庫復(fù)制是一組技術(shù)，它將數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫對象從一個數(shù)據(jù)庫復(fù)制和分發(fā)到另一個數(shù)據(jù)庫，然后在數(shù)據(jù)庫之間進行同步以保持一致性。使用復(fù)制，可以在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)、撥號連接、無線連接和Internet上將數(shù)據(jù)分發(fā)到不同位置以及分發(fā)給遠程或移動用戶。數(shù)據(jù)庫復(fù)制包括以下三種類型，利用這三種復(fù)制，SQLServer提供功能強大且靈活的系統(tǒng)，以便使企業(yè)范圍的數(shù)據(jù)同步。事務(wù)性復(fù)制是一種單向的復(fù)制，也就是說數(shù)據(jù)從一個主發(fā)布端流向一個或多個訂閱端，在訂閱端做出的任何修改都不會影響到發(fā)布端，因為數(shù)據(jù)流是單向的；事務(wù)復(fù)制通常用于需要高吞吐量的服務(wù)器到服務(wù)器方案，包括提高伸縮性和可用性、數(shù)據(jù)倉庫和報告、集成多個站點的數(shù)據(jù)、集成異類數(shù)據(jù)以及減輕批處理的負荷。合并復(fù)制主要是為可能存在數(shù)據(jù)沖突的移動應(yīng)用程序或分步式服務(wù)器應(yīng)用程序設(shè)計的。它允許每一個參與的數(shù)據(jù)庫拷貝都能成為發(fā)布端或訂閱端，也就是說每一個數(shù)據(jù)庫拷貝都是完全讀寫的。在應(yīng)對數(shù)據(jù)沖突上，它需要特別的決議模塊,不同地點的數(shù)據(jù)也是同時進行著更改。常見應(yīng)用場景包括：與移動用戶交換數(shù)據(jù)、POS（消費者銷售點）應(yīng)用程序以及集成來自多個站點的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)庫快照時原始數(shù)據(jù)庫需要被鎖定，也就意味著快照生成過程中，這個數(shù)據(jù)庫暫時不可用，這也確保了結(jié)果拷貝是獨一無二的?？煺諒?fù)制用于為事務(wù)復(fù)制和合并復(fù)制提供初始數(shù)據(jù)集，在適合數(shù)據(jù)完全刷新時也可以使用快照復(fù)制。數(shù)據(jù)庫復(fù)制應(yīng)用場景負載均衡通過將數(shù)據(jù)復(fù)制到其它數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來減少當(dāng)前服務(wù)器的負載，比如說最典型的應(yīng)用就是分發(fā)數(shù)據(jù)來分離OLTP和OLAP環(huán)境；分區(qū)將經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)隔離，將歷史數(shù)據(jù)復(fù)制到其它數(shù)據(jù)庫中；授權(quán)將一部分數(shù)據(jù)提供給需要使用數(shù)據(jù)的人，以供其使用；數(shù)據(jù)合并-每個區(qū)域都有其各自的數(shù)據(jù)，將其數(shù)據(jù)進行合并。比如一個大公司，每個地區(qū)都有其各自的銷售數(shù)據(jù)，總部需要匯總這些數(shù)據(jù)；故障轉(zhuǎn)移復(fù)制所有數(shù)據(jù)，以便故障時進行轉(zhuǎn)移。數(shù)據(jù)庫復(fù)制運行模式高性能：數(shù)據(jù)進行異步同步，在主體數(shù)據(jù)庫上進行的操作不需同步至鏡像服務(wù)器即可提交。高安全：數(shù)據(jù)進行實時同步，在主體數(shù)據(jù)庫上進行的操作，需要在鏡像服務(wù)器上執(zhí)行完成，方可提交。日志傳輸日志傳輸概述數(shù)據(jù)庫日志傳送功能可自動復(fù)制數(shù)據(jù)庫的日志文件，并回存到備份服務(wù)器(standbyserver)的另外一個數(shù)據(jù)庫。因此可大幅提高SQLServer數(shù)據(jù)庫的可用性。因為備份數(shù)據(jù)庫完整地接收來源數(shù)據(jù)庫的變化情況，所以它就是一份來源數(shù)據(jù)庫的復(fù)本，它們之間的差別僅在于日志復(fù)制與加載過程所產(chǎn)生的時間差。然而，當(dāng)主服務(wù)器因故障停機時，可以將備份服務(wù)器更改為新的主服務(wù)器。如果原來的主服務(wù)器可重新上線使用，那么您可以將其設(shè)定為新的備份服務(wù)器，事實上就是對調(diào)兩臺服務(wù)器的角色。日志傳輸優(yōu)點日志傳輸有兩個主要的優(yōu)點。首先，解決方案提供商能夠?qū)崿F(xiàn)一種延遲，這樣日志就不會即時重放。這是很重要的，因為如果主(或鏡像)數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題，日志可以在重放之前攔截，因此可以防止問題擴散。日志傳輸?shù)诙€主要的優(yōu)點是它支持實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)庫副本。有一些單位使用日志傳輸作為在備份數(shù)據(jù)中心維護數(shù)據(jù)庫副本的方法，這能夠防止主數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)問題時發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。數(shù)據(jù)庫鏡像數(shù)據(jù)庫鏡像概述數(shù)據(jù)庫鏡像維護一個數(shù)據(jù)庫的兩個副本，這兩個副本必須駐留在不同的SQLServer數(shù)據(jù)庫引擎服務(wù)器實例上。通常，這些服務(wù)器實例駐留在不同位置的計算機上。其中一個服務(wù)器實例使數(shù)據(jù)庫服務(wù)于客戶端（“主體服務(wù)器”），另一個服務(wù)器實例則根據(jù)鏡像會話的配置和狀態(tài)，充當(dāng)熱備用或溫備用服務(wù)器（“鏡像服務(wù)器”）。同步數(shù)據(jù)庫鏡像會話時，數(shù)據(jù)庫鏡像提供熱備用服務(wù)器，可支持在已提交事務(wù)不丟失數(shù)據(jù)的情況下進行快速故障轉(zhuǎn)移。未同步會話時，鏡像服務(wù)器通常用作備用服務(wù)器（可能造成數(shù)據(jù)丟失）。數(shù)據(jù)庫鏡像運行模式異步數(shù)據(jù)庫鏡像（高性能模式）介紹異步數(shù)據(jù)庫鏡像的工作原理，何時適合使用高性能模式以及在主體服務(wù)器發(fā)生故障時如何應(yīng)對。同步數(shù)據(jù)庫鏡像（高安全性模式）討論了同步數(shù)據(jù)庫鏡像的工作原理，包括備用高安全模式（帶自動故障轉(zhuǎn)移和不帶自動故障轉(zhuǎn)移）在內(nèi)，并且包含有關(guān)自動故障轉(zhuǎn)移中見證服務(wù)器的角色的信息。故障轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)庫故障轉(zhuǎn)移概述集群技術(shù)是微軟可用性的最高級形式，它需要你設(shè)置一個Windows集群。在集群中并不會涉及傳輸以及鏡像，取而代之，兩臺或更多的電腦將會彼此連接在一個共享的外部存儲器中，通常是存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)。數(shù)據(jù)庫文件就存放在這個共享存儲器上，同樣設(shè)置的SQLServer實例都運行在集群節(jié)點上。集群中的所有節(jié)點中，實際上只有一個節(jié)點是一直處在活動狀態(tài)的，如果這個節(jié)點發(fā)生故障，其它的節(jié)點將啟動相應(yīng)的SQLServer實例，并連接共享存儲器的數(shù)據(jù)文件。而整個故障轉(zhuǎn)移過程往往只有幾秒鐘時間，對于任何給定的SQLServer實例，Windows集群技術(shù)都可以確?？蛻舳耸冀K注視活動的節(jié)點。數(shù)據(jù)庫故障轉(zhuǎn)移優(yōu)缺點優(yōu)點：SQLServer故障轉(zhuǎn)移群集可以算是一種硬件解決方案，體現(xiàn)在共享存儲的采用上，實現(xiàn)了不同節(jié)點數(shù)據(jù)的一致性和安全性程度。SQLServer故障轉(zhuǎn)移群集具有一個與節(jié)點名稱無關(guān)的數(shù)據(jù)庫實例名稱，對外提供服務(wù)。因此，應(yīng)用程序不需要配置特殊的連接，也不需關(guān)心當(dāng)前提供服務(wù)的是哪個節(jié)點數(shù)據(jù)庫，更不需要重定向。故障轉(zhuǎn)移群集在自動監(jiān)測和故障轉(zhuǎn)移方面的優(yōu)勢較為明顯。缺陷：SQLServer故障轉(zhuǎn)移群集是運行在windows故障轉(zhuǎn)移群集平臺上的，因此，windows故障轉(zhuǎn)移群集的可靠性制約著SQL故障轉(zhuǎn)移群集的可靠性。SQLServer故障轉(zhuǎn)移群集有些限制條件，如：只能夠使用單一副本；對硬件要求有簽名等。SQLServer故障轉(zhuǎn)移群集不能預(yù)防共享存儲故障。數(shù)據(jù)庫高可用性技術(shù)方案比較數(shù)據(jù)庫鏡像的優(yōu)劣分析數(shù)據(jù)庫鏡像是一個軟件解決方案，可以提供幾乎是瞬時的故障轉(zhuǎn)移，以提高數(shù)據(jù)庫的可用性。簡單的說，數(shù)據(jù)庫鏡像解決方案就是設(shè)置多個數(shù)據(jù)庫，在多個數(shù)據(jù)庫之間進行數(shù)據(jù)多同步。不同在同一個時間內(nèi)，只有一個生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(或者叫做主體數(shù)據(jù)庫)，而其他數(shù)據(jù)庫都是備用數(shù)據(jù)庫(又叫做鏡像數(shù)據(jù)庫)。當(dāng)主體數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會自動切換到鏡像數(shù)據(jù)庫上。此時這個鏡像數(shù)據(jù)庫就變?yōu)榱酥黧w數(shù)據(jù)庫。由于主體數(shù)據(jù)庫與鏡像數(shù)據(jù)庫之間數(shù)據(jù)進行了實時的同步，所以對于用戶訪問來說，基本不受影響。鏡像服務(wù)器解決方案最大的優(yōu)點就是可以提供幾乎是瞬時的故障轉(zhuǎn)移。不過所采用的數(shù)據(jù)庫鏡像的方案不同，對于這個“瞬時”的影響也是不同的。數(shù)據(jù)庫鏡像可以具體分為高安全模式與高性能模式。在高安全模式下，主要體現(xiàn)“安全”兩個字，已提交的事務(wù)會交給伙伴雙方提交，此時雖然比較安全，大那時會延長事務(wù)滯后的時間。而在高性能模式下，事務(wù)部需要等待鏡像服務(wù)器將日志寫入到硬盤中便可以提交，為此可以最大程度的提高數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不同的性能。不過這個解決方案也有一定的缺陷，最主要是其限制條件比較多。如只能夠使用標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器;只能夠使用數(shù)據(jù)庫快照對鏡像服務(wù)器進行有限的報告;只能夠使用數(shù)據(jù)庫單一、重復(fù)的副本。如果需要其他的副本的話，在可以在使用數(shù)據(jù)庫鏡像的同時，采用數(shù)據(jù)庫的日志傳送功能。可見幾個不同的解決方案可以一起結(jié)合使用，吸長補短，以提高數(shù)據(jù)庫的性能與高可用性。日志傳送的優(yōu)劣分析跟數(shù)據(jù)庫鏡像一樣，日志傳送也是數(shù)據(jù)庫級別的操作。通常情況下，可以使用日志傳送來維護相應(yīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的一個或者多個備用數(shù)據(jù)庫。在日志傳送中，這個生產(chǎn)服務(wù)器叫做主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，備份服務(wù)器叫做輔助數(shù)據(jù)庫。而在數(shù)據(jù)庫鏡像解決方案中，這個生產(chǎn)服務(wù)器也叫做主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，不過這個輔助數(shù)據(jù)庫則叫做鏡像數(shù)據(jù)庫。雖然他們的名字相同，但是實際上代表著同一種含義。日志傳送配置包括一個主服務(wù)器(包含主數(shù)據(jù)庫)，一個或多個輔助服務(wù)器(每個服務(wù)器包含一個輔助數(shù)據(jù)庫)和一個監(jiān)視服務(wù)器。每個輔助服務(wù)器從主數(shù)據(jù)庫的日志備份按設(shè)置的時間間隔更新其輔助數(shù)據(jù)庫。日志傳送涉及到主服務(wù)器創(chuàng)建主數(shù)據(jù)庫日志備份和輔助服務(wù)器還原日志備份之間用戶可修改的延遲。發(fā)生故障轉(zhuǎn)移之前，必須通過手動應(yīng)用全部未還原的日志備份來完全更新輔助數(shù)據(jù)庫。日志傳送的優(yōu)勢也很明顯，如最大的優(yōu)勢可以根據(jù)需要來定義數(shù)據(jù)同步的時間，如可以將延遲的時間定義為從主服務(wù)器備份主數(shù)據(jù)庫日志到輔助服務(wù)器必須還原日志備份之間的時間。在某些特定的應(yīng)用環(huán)境中，這個特性會非常的有用。而且，針對單個主數(shù)據(jù)庫可以在多個服務(wù)器實例上支持多個輔助數(shù)據(jù)庫等等。不過在有些情況下，這個日志傳送解決方案往往不單獨使用。例如將日志傳送解決方案與數(shù)據(jù)庫鏡像結(jié)合使用。如此的話，這兩個解決方案就能夠各自發(fā)揮彼此的優(yōu)勢，以實現(xiàn)互補的目的。如日志傳送具有支持多個備用數(shù)據(jù)庫的靈活性。如果需要多個備用數(shù)據(jù)庫，可以單獨使用日志傳送或?qū)⑵渥鳛閿?shù)據(jù)庫鏡像的補充。當(dāng)這些解決方案一起使用時，當(dāng)前數(shù)據(jù)庫鏡像配置的主體數(shù)據(jù)庫同時也是當(dāng)前日志傳送配置的主數(shù)據(jù)庫。故障轉(zhuǎn)移群集的優(yōu)劣分析故障轉(zhuǎn)移群集由具有兩個或多個共享硬盤的一個或多個節(jié)點或服務(wù)器組成。各應(yīng)用程序?qū)惭b到一個稱為資源組的群集服務(wù)群集組中。在任何時候，每個資源組都僅屬于群集中的一個節(jié)點。該應(yīng)用程序服務(wù)具有一個與節(jié)點名稱無關(guān)的虛擬名稱，稱為故障轉(zhuǎn)移群集實例名稱。應(yīng)用程序可以通過引用故障轉(zhuǎn)移群集實例名稱與故障轉(zhuǎn)移群集實例連接。應(yīng)用程序不必知道哪一節(jié)點承載該故障轉(zhuǎn)移群集實例。跟上面兩個解決方案相比，這個故障轉(zhuǎn)移群集解決方案可以說是一個基于硬件的解決方案。故障轉(zhuǎn)移群集解決方案也有不少的限制條件。有些限制條件跟數(shù)據(jù)庫鏡像的解決方案是相同的。如兩個方案都只能夠利用數(shù)據(jù)庫的單個副本;需要在服務(wù)器實例范圍內(nèi)進行方案的實施(在鏡像解決方案中比較確切的說法是需要在服務(wù)器作用范圍內(nèi)進行實施)。另外對于股指群集解決方案中，還有另外的一些限制。如是因為基于硬件的解決方案，為此對于硬件有比較特殊的要求，如要求硬件必須是簽名的硬件等等;另外也不能夠防止磁盤故障等等。其次就是在報告功能上的限制。由于故障轉(zhuǎn)移群集不致此后備用部分的報告功能，這或多或少讓一些數(shù)據(jù)庫管理員感到遺憾。不過與其他解決方案相比，這個故障轉(zhuǎn)移群集也有很大的優(yōu)勢。如具有自動監(jiān)測和故障轉(zhuǎn)移的特性。如在當(dāng)前節(jié)點不可用時，這個解決方案可以自動監(jiān)測到這種故障，并可以自動在節(jié)點之間進行故障轉(zhuǎn)移。假設(shè)在發(fā)生操作系統(tǒng)故障、非磁盤硬件故