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sql server2005實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫讀寫分離介紹

Internet的規(guī)模每一百天就會增長一倍，客戶希望獲得7天×24小時的不間斷可用性及較快的系統(tǒng)反應(yīng)時間，而不愿屢次看到某個站點“Server Too Busy”及頻繁的系統(tǒng)故障。

隨著業(yè)務(wù)量的提高,以及訪問量和數(shù)據(jù)流量的快速增長，網(wǎng)絡(luò)各個核心部分的處理性能和計算強度也相應(yīng)增大，使得單一設(shè)備根本無法承擔(dān)。在此情況下，如果扔掉現(xiàn)有設(shè)備去做大量的硬件升級，必將造成現(xiàn)有資源的浪費，而且下一次業(yè)務(wù)量的提升，又將導(dǎo)致再一次硬件升級的高額成本投入。于是，負(fù)載均衡機制應(yīng)運而生。

對于負(fù)載均衡，筆者經(jīng)常接觸的當(dāng)屬Oracle的負(fù)載均衡機制。下面，我們先簡單了解Oracle的負(fù)載均衡的實現(xiàn)方案。

Real Application Clusters是雙機并行服務(wù)器(8i及以前版本稱作Oracle Parallel Server，OPS)，用來在集群環(huán)境下實現(xiàn)多機共享數(shù)據(jù)庫，以保證應(yīng)用的高可用性，同時可以自動實現(xiàn)并行處理及均分負(fù)載，還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫在故障時的排錯和無斷點恢復(fù)。它可以自動進(jìn)行負(fù)載平衡、故障修復(fù)和規(guī)劃停機時間，以支持高可用性應(yīng)用程序。若并行服務(wù)器中某節(jié)點失效，透明的應(yīng)用程序容錯能夠把用戶自動轉(zhuǎn)接到另一節(jié)點上繼續(xù)運行，應(yīng)用程序在用戶沒有察覺的情況下繼續(xù)執(zhí)行。這使周期性和非周期性發(fā)生故障的系統(tǒng)增大了連續(xù)可用性。進(jìn)程的失效可以完全透明地轉(zhuǎn)移到另一節(jié)點上去，通過適當(dāng)?shù)嘏渲?，可以指定所有查詢都在客戶端進(jìn)行緩存，這樣它們便可以在轉(zhuǎn)移后的節(jié)點上重新設(shè)置。

下面我們重點介紹Sql Server 2005是如何實現(xiàn)負(fù)載均衡的。

Sql Server 2005的新特性

端到端拓?fù)涞氖聞?wù)性復(fù)制

SQL Server 2005對端到端(P2P)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上事務(wù)性的復(fù)制加強了支持。P2P的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)支持無限的發(fā)布服務(wù)器，它們彼此之間可以互相交換事務(wù)。

P2P拓?fù)涫荢QL Server的一個巨大進(jìn)步?，F(xiàn)在，多端點服務(wù)器可以更改數(shù)據(jù)，并且向其他的發(fā)布者復(fù)制事務(wù)。這就是說，訂閱服務(wù)器不再被限制在主要的報告環(huán)境中，可以通過事務(wù)性負(fù)載全球共享的方式將服務(wù)器分布開來。當(dāng)用戶的數(shù)量增加的時候，只要簡單地向這個群體中添加服務(wù)器即可。

除了將負(fù)載分布之外，這個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還增加了可用性。如果任何一個點的服務(wù)器不可達(dá)，則池中其他服務(wù)器就會共享這個負(fù)載，因為每個服務(wù)器都有其他所有服務(wù)器上可獲得的全部數(shù)據(jù)集合。

數(shù)據(jù)庫鏡像和快照

SQL Server 2005引入了數(shù)據(jù)庫鏡像的概念，來幫助獲得高可用性。特別提醒的是，只要它正式發(fā)布了，數(shù)據(jù)庫鏡像就可以在SQL Server 2005上使用。然而，只有到SQL Server 2005 Service Pack 1才會支持鏡像。

數(shù)據(jù)庫快照是SQL Server 2005中引入的另一項特性?？煺帐悄骋粋€時間點上的數(shù)據(jù)庫的克隆。只要對鏡像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了快照，就可以讓用戶查詢快照?？煺盏纳赏ǔＶ恍枰獛酌腌?，因為它實際上在這個過程中并沒有拷貝任何數(shù)據(jù)。因此，要把負(fù)載分布到主服務(wù)器和備用服務(wù)器上，就可以將數(shù)據(jù)庫做鏡像，然后階段性地對備份服務(wù)器進(jìn)行快照。而且還可以使用快照在主服務(wù)器上進(jìn)行報告。

軟件實現(xiàn)SQL Server 2005的負(fù)載均衡

中間層

實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的負(fù)載均衡技術(shù)，首先要有一個可以控制連接數(shù)據(jù)庫的控制端。在這里，它截斷了數(shù)據(jù)庫和程序的直接連接，由所有的程序來訪問這個中間層，然后再由中間層來訪問數(shù)據(jù)庫。這樣，我們就可以具體控制訪問某個數(shù)據(jù)庫了，然后還可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫的當(dāng)前負(fù)載來調(diào)整每次連接到哪個數(shù)據(jù)庫。好處在兩個方面:首先，它成功地將數(shù)據(jù)庫放到了內(nèi)網(wǎng)之中，更好地保護(hù)了數(shù)據(jù)庫的安全性。如果數(shù)據(jù)庫也在公網(wǎng)上，1433端口是很容易被攻擊的，所以要保護(hù)數(shù)據(jù)庫與之的連接，就用到了中間層。它可以將數(shù)據(jù)庫更加好地保護(hù)在內(nèi)網(wǎng)。其次，連接數(shù)據(jù)庫的所有連接都可以控制，更方便DBA對數(shù)據(jù)的管理，看哪些連接更耗費數(shù)據(jù)庫資源，以便更好地優(yōu)化代碼。

但是，也有兩點要注意:第一，必須要做成Windows的服務(wù)程序。Windows發(fā)展到今天，如果以一個集成的大系統(tǒng)來講，做成服務(wù)程序更加穩(wěn)定，也更加安全，這樣做即使用戶不登錄機器，也可以使用。第二，必須要使用多個中間層。從中間層的作用可以看出，它承接了數(shù)據(jù)庫的所有連接，所以，一旦出了問題，就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓。所以做多個中間層是必要的，這樣，如果一個壞了可以登錄到另一個。

實現(xiàn)多據(jù)庫數(shù)據(jù)同步

中間層有了，下一步的工作是設(shè)置構(gòu)建數(shù)據(jù)庫集群。對于負(fù)載均衡，最重要的就是所有服務(wù)器的數(shù)據(jù)都是同步的。這是一個集群所必需的，因為，如果數(shù)據(jù)不同步，那么用戶從一臺服務(wù)器讀出的數(shù)據(jù)，就有別于從另一臺服務(wù)器讀出的數(shù)據(jù)，這是不能允許的。所以必須實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步。這里設(shè)置一個用于寫入的數(shù)據(jù)庫，設(shè)置兩個用于讀出的數(shù)據(jù)庫，因為據(jù)統(tǒng)計，一般來講，70%的數(shù)據(jù)庫操作為讀操作。

首先，在寫入數(shù)據(jù)庫上做一個發(fā)布服務(wù)器，主要基于SQL Server 2005的復(fù)制技術(shù)，將即將用到的表都選上。注意，在連接上要選用模擬用戶，然后共享時選擇sa用戶，這樣就可以將數(shù)據(jù)共享了。

其次，在兩個讀服務(wù)器上做訂閱服務(wù)，要注意同樣的事項，這樣一個“一寫兩讀”的數(shù)據(jù)庫集群就完成了。

數(shù)據(jù)庫的安全備份

在一個大的系統(tǒng)中，系統(tǒng)的無故障性是很重要的，但是在剛才的系統(tǒng)下，如果用于寫的服務(wù)器突然壞了，整個系統(tǒng)就會出現(xiàn)問題，所以，再做個備份是必要的。

數(shù)據(jù)庫鏡像是SQL Server 2005大力推出的，它就是要實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的安全轉(zhuǎn)移，所以需要再單獨拿出一臺機器來做備份服務(wù)器，將完全鏡像寫入該服務(wù)器，這樣，即使寫入服務(wù)器壞了，它也可以自動轉(zhuǎn)移到備份服務(wù)器上來，保證不影響用戶。

這實際上就相當(dāng)于實現(xiàn)了對服務(wù)器的容災(zāi)管理，但是有一點需要注意，在這種鏡像的體系中，必須要有一臺服務(wù)器作為監(jiān)視服務(wù)器，以便察看哪臺服務(wù)器壞了，用以在機器出錯之后迅速調(diào)整。

回傳數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器均已配完，整體的機器集群架構(gòu)已經(jīng)構(gòu)建，接下來的工作就是配置程序。

首先，在讀和寫的服務(wù)器都放上一個監(jiān)控程序，它同樣必須是Windows的服務(wù)，這樣更穩(wěn)定;其次，它可以設(shè)定成每隔30秒或者一定時間，將服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)卡流量和當(dāng)前數(shù)據(jù)庫狀態(tài)等信息發(fā)送回來。在這里需要設(shè)置一個權(quán)值，用以衡量CPU、內(nèi)存利用率等信息的各自比例。在這個系統(tǒng)中，建議以CPU利用率為準(zhǔn)。

中間層實現(xiàn)的負(fù)載均衡

到此為止，所有的準(zhǔn)備工作都已完成，包括數(shù)據(jù)庫的建立和配置，中間層的位置，下面所作的就是用軟件來實現(xiàn)這個負(fù)載均衡。

首先，當(dāng)一個用戶有數(shù)據(jù)庫請求時，先判斷是讀還是寫，如果是寫的話，就直接返回寫入服務(wù)器，這樣當(dāng)寫服務(wù)器寫完數(shù)據(jù)以后，差不多可以在3秒內(nèi)返回其他兩臺機器。

其次，當(dāng)遇到一個讀的請求時，根據(jù)監(jiān)控返回來的數(shù)據(jù)判斷，根據(jù)剛才的權(quán)值返回一個當(dāng)前最空閑的機器。需要注意的是，這時最好做一個記錄器，用以保持一段時間的數(shù)值，可以讓管理員自行設(shè)定，更好地做到幾臺數(shù)據(jù)庫的壓力平衡。

最后，如果為主的寫入服務(wù)器突然壞掉，程序可以自動把備份的服務(wù)器切換過來，用剛才的備份服務(wù)器當(dāng)作寫服務(wù)器，然后做一個報警系統(tǒng)，用以通知管理員。同樣，當(dāng)監(jiān)控服務(wù)器發(fā)現(xiàn)其他兩臺讀服務(wù)器壞掉時，也會自動通知管理員，來處理服務(wù)器的異常情況，這樣就可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，而且易于管理和維護(hù)。

總之，用軟件和微軟SQL Server 2005的一些新技術(shù)，可以很輕松地實現(xiàn)負(fù)載均衡，這樣不但可以不用硬件來實現(xiàn)，方便管理員的操控，更有利于DBA管理數(shù)據(jù)庫，及時發(fā)現(xiàn)問題。

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