sql server2005實現數據庫讀寫分離介紹

2024-08-31 01:01:03

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Internet的規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反應時間，而不愿屢次看到某個站點“Server Too Busy”及頻繁的系統故障。

隨著業務量的提高,以及訪問量和數據流量的快速增長，網絡各個核心部分的處理性能和計算強度也相應增大，使得單一設備根本無法承擔。在此情況下，如果扔掉現有設備去做大量的硬件升級，必將造成現有資源的浪費，而且下一次業務量的提升，又將導致再一次硬件升級的高額成本投入。于是，負載均衡機制應運而生。

對于負載均衡，筆者經常接觸的當屬Oracle的負載均衡機制。下面，我們先簡單了解Oracle的負載均衡的實現方案。

Real Application Clusters是雙機并行服務器(8i及以前版本稱作Oracle Parallel Server，OPS)，用來在集群環境下實現多機共享數據庫，以保證應用的高可用性，同時可以自動實現并行處理及均分負載，還能實現數據庫在故障時的排錯和無斷點恢復。它可以自動進行負載平衡、故障修復和規劃停機時間，以支持高可用性應用程序。若并行服務器中某節點失效，透明的應用程序容錯能夠把用戶自動轉接到另一節點上繼續運行，應用程序在用戶沒有察覺的情況下繼續執行。這使周期性和非周期性發生故障的系統增大了連續可用性。進程的失效可以完全透明地轉移到另一節點上去，通過適當地配置，可以指定所有查詢都在客戶端進行緩存，這樣它們便可以在轉移后的節點上重新設置。

下面我們重點介紹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復制

SQL Server 2005對端到端(P2P)拓撲結構上事務性的復制加強了支持。P2P的拓撲結構支持無限的發布服務器，它們彼此之間可以互相交換事務。

P2P拓撲是SQL Server的一個巨大進步。現在，多端點服務器可以更改數據，并且向其他的發布者復制事務。這就是說，訂閱服務器不再被限制在主要的報告環境中，可以通過事務性負載全球共享的方式將服務器分布開來。當用戶的數量增加的時候，只要簡單地向這個群體中添加服務器即可。

除了將負載分布之外，這個拓撲結構還增加了可用性。如果任何一個點的服務器不可達，則池中其他服務器就會共享這個負載，因為每個服務器都有其他所有服務器上可獲得的全部數據集合。

數據庫鏡像和快照

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

數據庫快照是SQL Server 2005中引入的另一項特性。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據。因此，要把負載分布到主服務器和備用服務器上，就可以將數據庫做鏡像，然后階段性地對備份服務器進行快照。而且還可以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，首先要有一個可以控制連接數據庫的控制端。在這里，它截斷了數據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據庫。這樣，我們就可以具體控制訪問某個數據庫了，然后還可以根據數據庫的當前負載來調整每次連接到哪個數據庫。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。如果數據庫也在公網上，1433端口是很容易被攻擊的，所以要保護數據庫與之的連接，就用到了中間層。它可以將數據庫更加好地保護在內網。其次，連接數據庫的所有連接都可以控制，更方便DBA對數據的管理，看哪些連接更耗費數據庫資源，以便更好地優化代碼。

但是，也有兩點要注意:第一，必須要做成Windows的服務程序。Windows發展到今天，如果以一個集成的大系統來講，做成服務程序更加穩定，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，它承接了數據庫的所有連接，所以，一旦出了問題，就會導致整個系統癱瘓。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。

實現多據庫數據同步

中間層有了，下一步的工作是設置構建數據庫集群。對于負載均衡，最重要的就是所有服務器的數據都是同步的。這是一個集群所必需的，因為，如果數據不同步，那么用戶從一臺服務器讀出的數據，就有別于從另一臺服務器讀出的數據，這是不能允許的。所以必須實現一個數據庫的數據同步。這里設置一個用于寫入的數據庫，設置兩個用于讀出的數據庫，因為據統計，一般來講，70%的數據庫操作為讀操作。

首先，在寫入數據庫上做一個發布服務器，主要基于SQL Server 2005的復制技術，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，這樣就可以將數據共享了。

其次，在兩個讀服務器上做訂閱服務，要注意同樣的事項，這樣一個“一寫兩讀”的數據庫集群就完成了。

數據庫的安全備份

在一個大的系統中，系統的無故障性是很重要的，但是在剛才的系統下，如果用于寫的服務器突然壞了，整個系統就會出現問題，所以，再做個備份是必要的。

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，所以需要再單獨拿出一臺機器來做備份服務器，將完全鏡像寫入該服務器，這樣，即使寫入服務器壞了，它也可以自動轉移到備份服務器上來，保證不影響用戶。

這實際上就相當于實現了對服務器的容災管理，但是有一點需要注意，在這種鏡像的體系中，必須要有一臺服務器作為監視服務器，以便察看哪臺服務器壞了，用以在機器出錯之后迅速調整。

回傳數據庫的狀態

數據庫服務器均已配完，整體的機器集群架構已經構建，接下來的工作就是配置程序。

首先，在讀和寫的服務器都放上一個監控程序，它同樣必須是Windows的服務，這樣更穩定;其次，它可以設定成每隔30秒或者一定時間，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。在這里需要設置一個權值，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利用率為準。

中間層實現的負載均衡

到此為止，所有的準備工作都已完成，包括數據庫的建立和配置，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，先判斷是讀還是寫，如果是寫的話，就直接返回寫入服務器，這樣當寫服務器寫完數據以后，差不多可以在3秒內返回其他兩臺機器。

其次，當遇到一個讀的請求時，根據監控返回來的數據判斷，根據剛才的權值返回一個當前最空閑的機器。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值，可以讓管理員自行設定，更好地做到幾臺數據庫的壓力平衡。

最后，如果為主的寫入服務器突然壞掉，程序可以自動把備份的服務器切換過來，用剛才的備份服務器當作寫服務器，然后做一個報警系統，用以通知管理員。同樣，當監控服務器發現其他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情況，這樣就可以保證系統的穩定運行，而且易于管理和維護。

總之，用軟件和微軟SQL Server 2005的一些新技術，可以很輕松地實現負載均衡，這樣不但可以不用硬件來實現，方便管理員的操控，更有利于DBA管理數據庫，及時發現問題。

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