數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡解決方案

1、雙節(jié)點數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡解決方案問題的提出？在 SQL Server 數(shù)據(jù)庫平臺上，企業(yè)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存在的形式主要有單機(jī)模式和集群模式（為了保證數(shù)據(jù)庫的可用性或?qū)崿F(xiàn)備份）如：失敗轉(zhuǎn)移集群（MSCS ）、鏡像（ Mirror ）、第三方的高可用（HA ）集群或備份軟件等。伴隨著企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)的數(shù)據(jù)量和訪問量也會迅猛增加，此時數(shù)據(jù)庫就會面臨很大的負(fù)載和壓力，意味著數(shù)據(jù)庫會成為整個信息系統(tǒng)的瓶頸。這些“集群 ”技術(shù)能解決這類問題嗎？SQL Server數(shù)據(jù)庫上傳統(tǒng)的集群技術(shù)Microsoft Cluster Server(MSCS)相對于單點來說Microsoft Cluster Server(MSC

2、S) 是一個可以提升可用性的技術(shù)，屬于高可用集群，Microsoft 稱之為失敗轉(zhuǎn)移集群。MSCS從硬件連接上看，很像Oracle 的 RAC ，兩個節(jié)點，通過網(wǎng)絡(luò)連接，共享磁盤；事實上SQL Server數(shù)據(jù)庫只運行在一個節(jié)點上，當(dāng)出現(xiàn)故障時，另一個節(jié)點只是作為這個節(jié)點的備份；因為始終只有一個節(jié)點在運行，在性能上也得不到提升 ,系統(tǒng)也就不具備擴(kuò)展的能力。當(dāng)現(xiàn)有的服務(wù)器不能滿足應(yīng)用的負(fù)載時只能更換更高配置的服務(wù)器。Mirror鏡像是 SQL Server 2005 中的一個主要特點，目的是為了提高可用性，和MSCS 相比，用戶實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的高可用更容易了，不需要共享磁盤柜，也不受地域的限制。共設(shè)

3、了三個服務(wù)器，第一是工作數(shù)據(jù)庫（ Principal Datebase ），第二個是鏡像數(shù)據(jù)庫（ Mirror ），第三個是監(jiān)視服務(wù)器（ Witness Server ，在可用性方面有了一些保證，但仍然是單服務(wù)器工作；在擴(kuò)展和性能的提升上依舊沒有什么幫助。Mirror結(jié)論： 在 SQL Server 數(shù)據(jù)庫平臺上，用戶遇到性能瓶頸只能更換更高配置的服務(wù)器，如果用戶搭建了鏡像、失敗轉(zhuǎn)移集群或其它 HA 集群，則要同時更換兩臺更大的服務(wù)器。這種擴(kuò)展方式稱為向上擴(kuò)展，即向單一節(jié)點添加硬件設(shè)備或?qū)⑵渖墳橐粋€大型節(jié)點，然而升級到綜合性能更強(qiáng)大的硬件，帶來的問題是硬件的浪費，單節(jié)點體系結(jié)構(gòu)最終會達(dá)到一個

4、瓶頸并無法實現(xiàn)進(jìn)一步的有效擴(kuò)展。具體表現(xiàn)為逐漸縮小的回報率或者價格驚人的昂貴硬件設(shè)備，系統(tǒng)得不到可持續(xù)的擴(kuò)展。Moebius 集群解決方案Moebius 集群是融合數(shù)據(jù)庫的負(fù)載均衡、高可用于一體的綜合集群解決方案，在Moebius兩個數(shù)據(jù)庫是同等地位的，都是可讀寫的， Moebius 中間件保證兩個節(jié)點中數(shù)據(jù)實時一致性。集群中，Moebius 雙節(jié)點集群功能對比價值所在實現(xiàn)兩個節(jié)點同時提供服務(wù)，而且相互之間可以負(fù)載均衡，顯著提升數(shù)據(jù)庫的性能，提高設(shè)備利用率。同時 Moebius 集群提供故障檢測及自動故障轉(zhuǎn)移，保證了系統(tǒng)的可用性。冗余的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以保證數(shù)據(jù)的安全。在原有系統(tǒng)上升級，充分利用企業(yè)

5、原有設(shè)備，總體擁有成本（TCO ）低?？梢猿浞掷矛F(xiàn)有設(shè)備組建集群，Moebius 支持無共享磁盤架構(gòu)，節(jié)約成本。HA 集群中，隨著服務(wù)器配置的增加，設(shè)備的浪費越嚴(yán)重，Moebius 集群可以提升設(shè)備的利用率?？沙掷m(xù)發(fā)展的架構(gòu)，方便擴(kuò)展，隨著系統(tǒng)壓力的增長只需簡單增加服務(wù)器的數(shù)量就可以了，不需要升級現(xiàn)有系統(tǒng)的硬件配置，不需要改動應(yīng)用程序。橫向多節(jié)點數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡解決方案問題的提出？對于一些企業(yè)級的應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫的訪問量比較大，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的快速響應(yīng)，用戶往往會選擇一些高配置的服務(wù)器如小型機(jī)；為了保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可用性，還要搭建高可用集群（失敗轉(zhuǎn)移集群、鏡像或其他的高可用集群） ，這樣的設(shè)計將

6、會帶來高額的硬件投入， 與此同時設(shè)備的利用率卻很低，而且系統(tǒng)也得不到持續(xù)擴(kuò)展。那如何方便地解決用戶所遇到的數(shù)據(jù)庫高性能、高可伸縮性與低價格之間的矛盾呢？傳統(tǒng)的一些解決辦法更改業(yè)務(wù)系統(tǒng)，人工分拆業(yè)務(wù)、分拆數(shù)據(jù)庫在這樣的應(yīng)用背景下，用戶通過對應(yīng)用程序的更改，將一個統(tǒng)一的業(yè)務(wù)拆分成多個并行的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)而數(shù)據(jù)庫也拆分成多個并行的數(shù)據(jù)庫，達(dá)到化整為零的目的。業(yè)務(wù)分拆通過分拆，實現(xiàn)了擴(kuò)展，但是，這樣的調(diào)整是非常有限的，僅僅限于用戶自己開發(fā)的系統(tǒng)或者允許更改的應(yīng)用系統(tǒng)，對于一些軟件產(chǎn)品則無法更改；這樣的操作將給數(shù)據(jù)庫管理人員、開發(fā)人員帶來非常大的麻煩，實現(xiàn)起來不透明，要經(jīng)常更改應(yīng)用程序的代碼。數(shù)據(jù)庫遷移在

7、這樣的應(yīng)用背景下， 一些 SQL Server 用戶甚至選擇移植到其它數(shù)據(jù)庫平臺上，如采用 Oracle RAC（可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的負(fù)載均衡）來解決此類問題，大家都知道， 這將是一個即費財力又費物力、人力，同時還要面臨很大風(fēng)險的一個艱難過程。數(shù)據(jù)庫遷移Moebius 集群解決方案采用 Moebius for SQL Server企業(yè)版或高級版構(gòu)通過多個中小服務(wù)器構(gòu)建集群，取代單個大型服務(wù)器，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡、橫向擴(kuò)展及高可用的同時節(jié)約大量的成本。Moebius 多節(jié)點集群價值所在通過幾臺服務(wù)器構(gòu)建集群，不但實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)庫的高可用，而且實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的持續(xù)擴(kuò)展，為企業(yè)提供了一個穩(wěn)

8、健的數(shù)據(jù)庫平臺。用戶無需采購價格高昂的大型服務(wù)器，利用Moebius 集群軟件，可以用幾個廉價的PC 服務(wù)器組建數(shù)據(jù)庫集群，實現(xiàn)優(yōu)于單個大型服務(wù)器的綜合性能，節(jié)約投資（幾個PC 服務(wù)器的綜合性能>>單個大型服務(wù)器） ?？梢猿浞掷矛F(xiàn)有設(shè)備組建集群，Moebius 支持無共享磁盤架構(gòu)，節(jié)約成本。HA 集群中，隨著服務(wù)器配置的增加，設(shè)備的浪費越嚴(yán)重，Moebius 集群可以提升設(shè)備的利用率?？沙掷m(xù)發(fā)展的架構(gòu)，方便擴(kuò)展，隨著系統(tǒng)壓力的增長只需要添加進(jìn)新的機(jī)器就可以了，不需要升級現(xiàn)有系統(tǒng)的硬件配置，不需要改動應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)實時復(fù)制解決方案問題的提出？經(jīng)過分析，大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)以查詢操作為主，

9、造成數(shù)據(jù)庫壓力迅速增加的主要因素也是復(fù)雜的查詢操作，為了能夠得到同一份數(shù)據(jù)的多個副本來響應(yīng)用戶的查詢，SQL Server 提供了復(fù)制技術(shù)（ Replication ），主要有合并復(fù)制、事務(wù)復(fù)制、快照復(fù)制等，這些技術(shù)可以有效緩解查詢的壓力。伴隨著企業(yè)發(fā)展的需要，企業(yè)對信息實時性要求越來越高，如股票、航空票務(wù)、連鎖店甚至是一些服務(wù)系統(tǒng)等等， 這些系統(tǒng)的用戶希望更新的數(shù)據(jù)馬上就可以查詢到， 那 SQL Server 提供的復(fù)制技術(shù)能夠很好地解決這些問題嗎？SQL Server數(shù)據(jù)庫的復(fù)制/ 訂閱技術(shù)復(fù)制 /訂閱數(shù)技術(shù)可以實現(xiàn)讀、寫分離，數(shù)據(jù)先寫到中心數(shù)據(jù)庫上，寫成功即返回給應(yīng)用程序；通過復(fù)制將數(shù)據(jù)

10、復(fù)制到只讀服務(wù)器，查詢時從只讀服務(wù)器查。復(fù)制 /訂閱這就意味著訂閱端的數(shù)據(jù)和中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不同步，是個異步的過程，所以數(shù)據(jù)滯后嚴(yán)重，數(shù)據(jù)同步的實時性得不到保障，中心數(shù)據(jù)庫在正常的壓力下 10秒左右。當(dāng)訪問負(fù)荷很高或者中心數(shù)據(jù)庫在整理數(shù)據(jù)時，將出現(xiàn)大量 DML 操作延遲時間比較長或者出現(xiàn)堵塞的情況；某些修改操作需要重新建立復(fù)制關(guān)系并初始化，這期間需要停止數(shù)據(jù)庫的讀取服務(wù)，規(guī)模越大的應(yīng)用停止的時間越長，嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)庫的可用性。結(jié)論： 復(fù)制訂閱技術(shù)的實時性差，初始化時對系統(tǒng)的影響非常大；在數(shù)據(jù)復(fù)制過程中沒有采用智能的策略，數(shù)據(jù)的復(fù)制速度慢；中心數(shù)據(jù)庫仍然為失敗轉(zhuǎn)移集群模式。Moebius 實時復(fù)

11、制技術(shù)Moebius 構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫集群中，節(jié)點間數(shù)據(jù)同步都是實時的，數(shù)據(jù)是一致性的，可以部署為讀、寫分離，也可以部署為所有節(jié)點可讀可寫； Moebius 中間件監(jiān)測到數(shù)據(jù)庫變化并同步數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)同步完成后客戶端才會得到響應(yīng)，同步過程是并發(fā)完成的，所以同步到多個數(shù)據(jù)庫和同步到一個數(shù)據(jù)庫的時間基本相等；另外同步的過程是在事務(wù)的環(huán)境下完成的，保證了多份數(shù)據(jù)在任何時刻數(shù)據(jù)的一致性。 Moebius 中間件在同步數(shù)據(jù)時采用了多項智能同步策略，滿足了不同類型的應(yīng)用模式，可以同步數(shù)據(jù)，同步 SQL 語句，并行執(zhí)行 SQL 語句，升級數(shù)據(jù)庫的鎖，啟用數(shù)據(jù)壓縮等。更多關(guān)于 Moebius 中間件同步策略，請參見

12、幫助文檔Moebius 實時復(fù)制價值所在同步過程是在 SQL Server 的執(zhí)行環(huán)境中進(jìn)行的，整個操作是在事務(wù)的環(huán)境下完成的，解決了數(shù)據(jù)實時性問題，滿足了用戶對數(shù)據(jù)實時性的要求。Moebius 中間件在同步數(shù)據(jù)時采取了智能同步策略，同步速度更快；提供了多種人工干預(yù)的機(jī)制，對數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)的調(diào)整、批量更改數(shù)據(jù)等操的時間大幅縮減。無需搭建失敗轉(zhuǎn)移集群， 中心數(shù)據(jù)庫 Cluster 中閑置的一臺機(jī)器被利用起來，使用率；系統(tǒng)支持無共享磁盤架構(gòu)，可以節(jié)省共享的存儲設(shè)備。提高了整個系統(tǒng)的連接數(shù)據(jù)庫，提供專門針對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的負(fù)載均衡軟件，無需使用昂貴的均衡硬件，無需程序員自己實現(xiàn)。提供故障檢測及失敗轉(zhuǎn)移功能

13、。數(shù)據(jù)庫實時災(zāi)備解決方案問題的提出？對重要的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，除了保證核心數(shù)據(jù)不丟失，同時保證其能持續(xù)、可靠地提供服務(wù)是非常關(guān)鍵的。傳統(tǒng)備份解決方案往往是從存儲角度出發(fā)，保證存儲數(shù)據(jù)的安全性，不是專業(yè)針對數(shù)據(jù)庫來解決，面臨的問題是出現(xiàn)故障時，備用系統(tǒng)恢復(fù)速度及其緩慢，而且備用系統(tǒng)不能提供服務(wù)，硬件資源浪費非常嚴(yán)重。Moebius 實時災(zāi)備解決方案Moebius 實時災(zāi)備技術(shù)是專門針對數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用而開發(fā)的，兩個節(jié)點處于實時的工作狀態(tài)，發(fā)生故障時，另一個節(jié)點是不需要重新恢復(fù)數(shù)據(jù)的，可以直接對外提供服務(wù)，極大地降低了停止服務(wù)所導(dǎo)致的損失，所以 Moebius 災(zāi)備方案是一種可以提供持續(xù)服務(wù)的容災(zāi)方案。Moe

14、bius 實時災(zāi)備價值所在保障關(guān)鍵的業(yè)務(wù)系統(tǒng)持續(xù)服務(wù)，支撐企業(yè)的運營；針對數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，采用 SQL Server 應(yīng)用系統(tǒng)專屬的復(fù)制引擎；實時復(fù)制，達(dá)到 “零丟失 ”的數(shù)據(jù)保護(hù)，實現(xiàn) “零窗口 ”備份；實時同步 ,發(fā)生故障時無需恢復(fù)數(shù)據(jù)，目標(biāo)系統(tǒng)直接處于運行狀態(tài)，提高抗災(zāi)性；對主備系統(tǒng)硬件一致性無要求，極大的降低系統(tǒng)投入成本。備用系統(tǒng)可以提供服務(wù)，提升了設(shè)備的利用率。大型分布式數(shù)據(jù)庫解決方案問題的提出？企業(yè)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量很大時候，即使服務(wù)器在沒有任何壓力的情況下，某些復(fù)雜的查詢操作都會非常緩慢，影響最終用戶的體驗；當(dāng)數(shù)據(jù)量很大的時候，對數(shù)據(jù)庫的裝載與導(dǎo)出，備份與恢復(fù)，結(jié)構(gòu)的調(diào)整，索引的調(diào)整等都

15、會讓數(shù)據(jù)庫停止服務(wù)或者高負(fù)荷運轉(zhuǎn)很長時間，影響數(shù)據(jù)庫的可用性和易管理性。如大型網(wǎng)站、省級人口系統(tǒng)、大型考試系統(tǒng)、大型物流系統(tǒng)、游戲平臺等等，涉及海量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。微軟提供了分區(qū)表、分布式分區(qū)視圖、庫表散列等，這些技術(shù)能很好的解決這類問題嗎？SQL Server 數(shù)據(jù)庫的一些數(shù)據(jù)分區(qū)技術(shù)分區(qū)表技術(shù)SQL Server 2005引入的分區(qū)表技術(shù)，讓用戶能夠把數(shù)據(jù)分散存放到不同的物理磁盤中，提高這些磁盤的并行處理能力，達(dá)到優(yōu)化查詢性能的目的。但是分區(qū)表只能把數(shù)據(jù)分散到同一機(jī)器的不同磁盤中，也就是還是依賴于一個機(jī)器的硬件資源，不能從根本上解決問題。分區(qū)表分布式分區(qū)視圖分布式分區(qū)視圖允許用戶將大型表中的數(shù)

16、據(jù)分散到不同機(jī)器的數(shù)據(jù)庫上，用戶不需要知道直接訪問哪個基礎(chǔ)表而是通過視圖訪問數(shù)據(jù)，在開發(fā)上有一定的透明性。但是并沒有簡化分區(qū)數(shù)據(jù)集的管理、設(shè)計。用戶使用分區(qū)視圖時，必須單獨創(chuàng)建、管理每個基礎(chǔ)表（在其中定義視圖的表） ,而且必須單獨為每個表管理數(shù)據(jù)完整性約束，管理工作變得非常復(fù)雜。而且還有一些限制，比如不能使用自增列，不能有大數(shù)據(jù)對象。對于全局查詢并不是并行計算，有時還不如不分區(qū)的響應(yīng)快。分布式分區(qū)視圖庫表散列一些大公司在開發(fā)基于庫表散列的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，比如My Space 經(jīng)過數(shù)次數(shù)據(jù)庫升級，最終采用按照用戶進(jìn)行的庫表散列，微軟為MSN/Hotmail和納斯達(dá)克開發(fā)的數(shù)據(jù)依賴型路由(Data-D

17、ependentRouting ，DDR ）。但是這些都是基于自己業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行的，沒有一個通用的實現(xiàn)?？蛻粼趯嶋H應(yīng)用中要投入很大的研發(fā)成本，面臨很大的風(fēng)險。Moebius 集群解決方案面對海量數(shù)據(jù)庫在高并發(fā)的應(yīng)用環(huán)境下，僅僅靠提升服務(wù)器的硬件配置是不能從根本上解決問題的， Moebius 分布式網(wǎng)格集群通過數(shù)據(jù)分區(qū)把數(shù)據(jù)拆分成更小的部分，分配到不同的服務(wù)器中。查詢可以由多個服務(wù)器上的 CPU、I/O 來共同負(fù)載，通過各節(jié)點并行處理數(shù)據(jù)來提高性能；寫入時，可以在多個分區(qū)數(shù)據(jù)庫中并行寫入，顯著提升數(shù)據(jù)庫的寫入速度。Moebius 分布式網(wǎng)格集群價值所在通過分區(qū)把數(shù)據(jù)放到不同的機(jī)器中，每次查詢可以由多個機(jī)器上的CPU,I/O