SQL Server 2005實現負載均衡

Internet的規模每一百天就會增加一倍，客戶但願得到7天×24小時的不間斷可用性及較快的系統反應時間，而不肯多次看到某個站點「Server Too Busy」及頻繁的系統故障。

隨着業務量的提升,以及訪問量和數據流量的快速增加，網絡各個核心部分的處理性能和計算強度也相應增大，使得單一設備根本沒法承擔。在此狀況下，若是扔掉現有設備去作大量的硬件升級，必將形成現有資源的浪費，並且下一次業務量的提高，又將致使再一次硬件升級的高額成本投入。因而，負載均衡機制應運而生。

對於負載均衡，筆者常常接觸的當屬Oracle的負載均衡機制。下面，咱們先簡單瞭解Oracle的負載均衡的實現方案。

Real Application Clusters是雙機並行服務器(8i及之前版本稱做Oracle Parallel Server，OPS)，用來在集羣環境下實現多機共享數據庫，以保證應用的高可用性，同時能夠自動實現並行處理及均分負載，還能實現數據庫在故障時的排錯和無斷點恢復。它能夠自動進行負載平衡、故障修復和規劃停機時間，以支持高可用性應用程序。若並行服務器中某節點失效，透明的應用程序容錯可以把用戶自動轉接到另外一節點上繼續運行，應用程序在用戶沒有察覺的狀況下繼續執行。這使週期性和非週期性發生故障的系統增大了連續可用性。進程的失效能夠徹底透明地轉移到另外一節點上去，經過適當地配置，能夠指定全部查詢都在客戶端進行緩存，這樣它們即可以在轉移後的節點上從新設置。

下面咱們重點介紹Sql Server 2005是如何實現負載均衡的。

Sql Server 2005的新特性

端到端拓撲的事務性複製

SQL Server 2005對端到端(P2P)拓撲結構上事務性的複製增強了支持。P2P的拓撲結構支持無限的發佈服務器，它們彼此之間能夠互相交換事務。

P2P拓撲是SQL Server的一個巨大進步。如今，多端點服務器能夠更改數據，而且向其餘的發佈者複製事務。這就是說，訂閱服務器再也不被限制在主要的報告環境中，能夠經過事務性負載全球共享的方式將服務器分佈開來。當用戶的數量增長的時候，只要簡單地向這個羣體中添加服務器便可。

除了將負載分佈以外，這個拓撲結構還增長了可用性。若是任何一個點的服務器不可達，則池中其餘服務器就會共享這個負載，由於每一個服務器都有其餘全部服務器上可得到的所有數據集合。

數據庫鏡像和快照

SQL Server 2005引入了數據庫鏡像的概念，來幫助得到高可用性。特別提醒的是，只要它正式發佈了，數據庫鏡像就能夠在SQL Server 2005上使用。然而，只有到SQL Server 2005 Service Pack 1纔會支持鏡像。

數據庫快照是SQL Server 2005中引入的另外一項特性。快照是某一個時間點上的數據庫的克隆。只要對鏡像數據庫進行了快照，就可讓用戶查詢快照。快照的生成一般只須要幾秒鐘，由於它實際上在這個過程當中並無拷貝任何數據。所以，要把負載分佈到主服務器和備用服務器上，就能夠將數據庫作鏡像，而後階段性地對備份服務器進行快照。並且還可使用快照在主服務器上進行報告。

軟件實現SQL Server 2005的負載均衡

中間層

實現數據庫的負載均衡技術，首先要有一個能夠控制鏈接數據庫的控制端。在這裏，它截斷了數據庫和程序的直接鏈接，由全部的程序來訪問這個中間層，而後再由中間層來訪問數據庫。這樣，咱們就能夠具體控制訪問某個數據庫了，而後還能夠根據數據庫的當前負載來調整每次鏈接到哪一個數據庫。好處在兩個方面:首先，它成功地將數據庫放到了內網之中，更好地保護了數據庫的安全性。若是數據庫也在公網上，1433端口是很容易被攻擊的，因此要保護數據庫與之的鏈接，就用到了中間層。它能夠將數據庫更加好地保護在內網。其次，鏈接數據庫的全部鏈接均可以控制，更方便DBA對數據的管理，看哪些鏈接更耗費數據庫資源，以便更好地優化代碼。

可是，也有兩點要注意:第一，必需要作成Windows的服務程序。Windows發展到今天，若是以一個集成的大系統來說，作成服務程序更加穩定，也更加安全，這樣作即便用戶不登陸機器，也可使用。第二，必需要使用多箇中間層。從中間層的做用能夠看出，它承接了數據庫的全部鏈接，因此，一旦出了問題，就會致使整個系統癱瘓。因此作多箇中間層是必要的，這樣，若是一個壞了能夠登陸到另外一個。

實現多據庫數據同步

中間層有了，下一步的工做是設置構建數據庫集羣。對於負載均衡，最重要的就是全部服務器的數據都是同步的。這是一個集羣所必需的，由於，若是數據不一樣步，那麼用戶從一臺服務器讀出的數據，就有別於從另外一臺服務器讀出的數據，這是不能容許的。因此必須實現一個數據庫的數據同步。這裏設置一個用於寫入的數據庫，設置兩個用於讀出的數據庫，由於據統計，通常來說，70%的數據庫操做爲讀操做。

首先，在寫入數據庫上作一個發佈服務器，主要基於SQL Server 2005的複製技術，將即將用到的表都選上。注意，在鏈接上要選用模擬用戶，而後共享時選擇sa用戶，這樣就能夠將數據共享了。

其次，在兩個讀服務器上作訂閱服務，要注意一樣的事項，這樣一個「一寫兩讀」的數據庫集羣就完成了。

數據庫的安全備份

在一個大的系統中，系統的無端障性是很重要的，可是在剛纔的系統下，若是用於寫的服務器忽然壞了，整個系統就會出現問題，因此，再作個備份是必要的。

數據庫鏡像是SQL Server 2005大力推出的，它就是要實現數據庫的安全轉移，因此須要再單獨拿出一臺機器來作備份服務器，將徹底鏡像寫入該服務器，這樣，即便寫入服務器壞了，它也能夠自動轉移到備份服務器上來，保證不影響用戶。

這實際上就至關於實現了對服務器的容災管理，可是有一點須要注意，在這種鏡像的體系中，必需要有一臺服務器做爲監視服務器，以便察看哪臺服務器壞了，用以在機器出錯以後迅速調整。

回傳數據庫的狀態

數據庫服務器均已配完，總體的機器集羣架構已經構建，接下來的工做就是配置程序。

首先，在讀和寫的服務器都放上一個監控程序，它一樣必須是Windows的服務，這樣更穩定;其次，它能夠設定成每隔30秒或者必定時間，將服務器的CPU、內存、網卡流量和當前數據庫狀態等信息發送回來。在這裏須要設置一個權值，用以衡量CPU、內存利用率等信息的各自比例。在這個系統中，建議以CPU利用率爲準。

中間層實現的負載均衡

到此爲止，全部的準備工做都已完成，包括數據庫的創建和配置，中間層的位置，下面所做的就是用軟件來實現這個負載均衡。

首先，當一個用戶有數據庫請求時，先判斷是讀仍是寫，若是是寫的話，就直接返回寫入服務器，這樣當寫服務器寫完數據之後，差很少能夠在3秒內返回其餘兩臺機器。

其次，當遇到一個讀的請求時，根據監控返回來的數據判斷，根據剛纔的權值返回一個當前最空閒的機器。須要注意的是，這時最好作一個記錄器，用以保持一段時間的數值，可讓管理員自行設定，更好地作到幾臺數據庫的壓力平衡。

最後，若是爲主的寫入服務器忽然壞掉，程序能夠自動把備份的服務器切換過來，用剛纔的備份服務器看成寫服務器，而後作一個報警系統，用以通知管理員。一樣，當監控服務器發現其餘兩臺讀服務器壞掉時，也會自動通知管理員，來處理服務器的異常狀況，這樣就能夠保證系統的穩定運行，並且易於管理和維護。

總之，用軟件和微軟SQL Server 2005的一些新技術，能夠很輕鬆地實現負載均衡，這樣不但能夠不用硬件來實現，方便管理員的操控，更有利於DBA管理數據庫，及時發現問題。