乾貨 | 京東雲數據庫RDS SQL Server高可用概述

數據庫的高可用是指在硬件、軟件故障發生時，能夠將業務從發生故障的數據庫節點遷移至備用節點。本文主要講述SQL Server高可用方案，以及京東雲RDS數據庫的高可用實現。

 

1、高可用解決方案總覽

一、故障轉移集羣

故障轉移集羣爲整個SQL Server實例提供高可用性支持，這意味着在集羣上某個節點的SQL Server實例發生了硬件錯誤、操做系統錯誤等會故障轉移到該集羣上的其它節點。經過多個服務器（節點）共享一個或多個磁盤來實現高可用性，故障轉移集羣在網絡中出現的方式就像單臺計算機同樣，可是具備高可用特性。值得注意的是，因爲故障轉移集羣是基於共享磁盤，所以會存在磁盤單點故障，所以須要在磁盤層面部署SAN複製等額外的保護措施。最多見的故障轉移集羣是雙節點的故障轉移集羣，包括主主節點和主從節點。

二、事務日誌傳送

事務日誌傳送提供了數據庫級別的高可用性保護。日誌傳送可用來維護相應生產數據庫（稱爲「主數據庫」）的一個或多個備用數據庫（稱爲「輔助數據庫」）。發生故障轉移以前，必須經過手動應用所有未還原的日誌備份來徹底更新輔助數據庫。日誌傳送具備支持多個備用數據庫的靈活性。若是須要多個備用數據庫，能夠單獨使用日誌傳送或將其做爲數據庫鏡像的補充。當這些解決方案一塊兒使用時，當前數據庫鏡像配置的主體數據庫同時也是當前日誌傳送配置的主數據庫。

事務日誌傳送可用於作冷備份和暖備份的方式。

三、數據庫鏡像

數據庫鏡像維護一個數據庫的兩個副本，這兩個副本必須駐留在不一樣的 SQL Server 數據庫引擎服務器實例上。 一般，這些服務器實例駐留在不一樣位置的計算機上。 啓動數據庫上的數據庫鏡像操做時，在這些服務器實例之間造成一種關係，稱爲「數據庫鏡像會話」 。

其中一個服務器實例使數據庫服務於客戶端（主體服務器）。 另外一個服務器實例則根據鏡像會話的配置和狀態，充當熱備用或溫備用服務器（鏡像服務器）。 同步數據庫鏡像會話時，數據庫鏡像提供熱備用服務器，可支持在已提交事務不丟失數據的狀況下進行快速故障轉移。 未同步會話時，鏡像服務器一般用做熱備用服務器（可能形成數據丟失）。

在「數據庫鏡像會話 」中，主體服務器和鏡像服務器做爲「夥伴 」進行通訊和協做。 兩個夥伴在會話中扮演互補的角色：「主體角色」 和「鏡像角色」 。 在任何給定的時間，都是一個夥伴扮演主體角色，另外一個夥伴扮演鏡像角色。 每一個夥伴擁有 其當前角色。 擁有主體角色的夥伴稱爲「主體服務器」 ，其數據庫副本爲當前的主體數據庫。 擁有鏡像角色的夥伴稱爲「鏡像服務器」 ，其數據庫副本爲當前的鏡像數據庫。 若是數據庫鏡像部署在生產環境中，則主體數據庫即爲「生產數據庫 」。

數據庫鏡像會話以同步操做或異步操做運行。 在異步操做下，事務不須要等待鏡像服務器將日誌寫入磁盤即可提交，這樣可最大程度地提升性能。 在同步操做下，事務將在夥伴雙方處提交，但會延長事務滯後時間。

可是，SQL Server鏡像在2012之後的版本中被標記未過期，將有AlwaysOn取代。

四、複製

複製嚴格來講並不算是一個爲高可用性設計的功能，但的確能夠被應用於高可用性。複製提供了數據庫對象級別的保護。複製使用的是發佈-訂閱模式，即由主服務器（稱爲發佈服務器）向一個或多個輔助服務器或訂閱服務器發佈數據。複製可在這些服務器間提供實時的可用性和可伸縮性。它支持篩選，以便爲訂閱服務器提供數據子集，同時還支持分區更新。訂閱服務器處於聯機狀態，而且可用於報表或其餘功能，而無需進行查詢恢復。SQL Server 提供四種複製類型：快照複製、事務複製、對等複製以及合併複製。
AlwaysOn可用性組

AlwaysOn可用性組是SQL Server 2012推出的新功能。一樣提供了數據庫級別的保護。它取數據庫鏡像和故障轉移集羣之長，使得業務上有關聯的數據庫做爲一個可用性組共同故障轉移，該功能還拓展了數據庫鏡像只能1對1的限制，使得1個主副本能夠對應最多4個輔助副本（在SQL Server 2014中，該限制被拓展到8個），其中2個輔助副本能夠被做爲熱備份和主副本實時同步，而另外兩個異步輔助副本能夠做爲暖備份。此外，輔助副本還能夠被配置爲只讀，並可用於承擔備份的負載。

正由於如此，數據庫鏡像在SQL Server 2012中被標記爲「過期」。

 

2、京東雲RDS高可用實現

一、實現原理

京東雲SQL Server在確保一樣的功能和性能的前提下，以合理的預算，幫助您大量地屏蔽底層的技術細節，從而極大低下降管理複雜度。

毫無疑問，你能夠選擇本身搭建一套同城熱備的高可用數據庫，操心：租機櫃、買服務器、配置服務器、配置存儲、安裝操做系統、安裝並配置數據庫、配置異地通訊。不管從管理上仍是週期上考慮，都很頭疼。雖然你也能夠選擇把這一切都事先準備好，可是這意味着浪費。而云數據庫：默認跨機架的熱備高可用配置，數十秒創建完畢，可選跨機房配置；自動故障轉移，一鍵主備切換，同時IP自動漂移。

京東雲高可用基於SQL Server鏡像原理，默認一主一備，可選跨機房部署，故障遷移極速完成，IP自動捆綁飄逸，主備切換一鍵完成，詳細原理圖以下：

硬件層面的高可用： 高性能SSD盤，磁盤損壞問題無需用戶操心；服務器硬件方面，京東雲方負責監控與維護。

二、便捷操做

數十秒生成高可用實例：

一鍵主動主備切換：

 

數據庫高可用不等於應用高可用，要確保業務高可用，還要從硬件、服務區、網絡等多方面進行跨機架、跨機房甚至是跨地區的冗餘設置。

 

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