数据库集群技术漫谈
作者:网络转载 发布时间:[ 2014/10/11 11:09:04 ] 推荐标签:数据库 集群技术
首先谈谈不可负载均衡的集群,在不可负载均衡的技术中,集群中的节点会被分为主节点和辅助节点,主节点向外提供服务,辅助节点作为热备(二阶段事务提交)或暖备(不需要保证事务同步),同时有可能使得辅助节点提供只读的服务。使用这个架构的技术包括:SQL Server AlwaysOn,SQL Server Mirror,Oracle Data Guard这种架构带来的好处包括:
辅助节点数据和主节点保持同步或准同步,当搭配第三方仲裁后,可以实现自动的故障转移,从而实现了高可用
辅助节点由于和主节点完全独立且数据同步或准同步,因此主节点出现数据损坏后,可以从辅助节点恢复数据(自动或手动)
由于Share-Nothing架构使用了本地存储(或SAN),相较于Share-Disk架构在慢速网络时有非常大的性能优势
当然,弊端也显而易见,因为辅助节点无法对外提供服务或只能提供只读服务,因此该类集群的弊端包括:
扩展能力非常有限
对性能没有提升,因为涉及到各节点的数据同步,甚至带来性能的下降
辅助节点如果可读,虽然提升性能,但需要修改前端应用程序,对应用程序不透明
另一类Share-Nothing架构中,是允许负载均衡的。所谓负载均衡是是将对数据库的负载分布到集群中的多个节点上,在集群中的每一个节点都可以对外提供服务,从而达到更高的吞吐量,更好的资源利用率和更低的响应时间。前端通过代理进行调度。使用该类架构的技术包括:MySQL上的Amoeba(架构如图3,摘自MySQL大师陈畅亮的博客:http://www.cnblogs.com/gaizai/archive/2012/06/12/2546755.html),MySQL上的HA Proxy(如图4所示),格瑞趋势(www.grqsh.com)在SQL Server上的Moebius集群(如图5所示)。

图3.Amoeba

图4.HA Proxy

图5.Moebius集群
可负载均衡的Share-Nothing架构的好处是每台服务器都能提供服务,能充分利用现有资源,达到更高的吞吐量。其中Amoeba中可能会涉及到数据分片,数据分片的好处是对于海量数据的处理更加高效,但同时也引入了其他问题,比如说需要应用程序端对应数据分片进行调整、跨分片节点查询的处理问题、每一个数据分片节点是否能够承受各自业务负载的高峰问题等。该类架构需要实施的人员水平比较高,且需要应用层面做调整,因此更适合于互联网企业。
另一类不涉及到数据分片的架构,比如一类可以使用组合方案,比如说Oracle RAC+F5。另一类是使用单个厂商提供的方案,比如说SQL Server上的Moebius。这类方案集群中的每个节点都会对外提供服务,因此有如下好处:
由于每一个节点都可以对外提供服务,因此可以提升性能
扩展性得到提升,可以通过向集群添加节点直接进行Scale-Out扩充
由于前端应用通过代理连接到集群,而集群中的每一个节点都保持完整的数据集,因此不存在分片不到位反而造成性能下降的问题,因此对应用程序端完全透明
但相比较于MySQL的数据分片,该类方案的弊端也显而易见,因为每一个节点都需要完整的数据集,因此需要占用更多的存储空间。
小结
本文从一个比较高的层面谈到了数据库集群技术。从数据库应用层面的Share-Disk集群直到集群的高形式-能够提供负载均衡的集群,并列举了一些主流的商用产品。集群的存在意义是为了保证高可用、数据安全、扩展性以及负载均衡。如果现在的集群产品不能包含这几个特性,而业务场景也需要,也可以将和一些现有的技术结合来实现,但毕竟不是每一个人都是数据库专家,即使给你一堆工具和材料你也做不出来iPhone,因此在系统设计之初对数据库方面的方案有所考虑会免去很多麻烦。

sales@spasvo.com