SQL-Server-AlwaysOn架構(gòu)及原理

1、 SQL Server AlwaysOn架構(gòu)及原理SQL Server2012所支持的AlwaysOn技術(shù)集中了故障轉(zhuǎn)移群集、數(shù)據(jù)庫鏡像和日志傳送三者的優(yōu)點(diǎn)，但又不相同。故障轉(zhuǎn)移群集的單位是SQL實(shí)例，數(shù)據(jù)庫鏡像和日志傳送的單位是單個(gè)用戶數(shù)據(jù)庫，而AlwaysOn支持的單位是可用性組，每個(gè)組中可以包括一個(gè)或者是多個(gè)用戶數(shù)據(jù)庫。也就是說，一旦發(fā)生切換，則可用性組中的所有數(shù)據(jù)組會(huì)作為一個(gè)整體進(jìn)行切換。   AlwaysOn底層依然采用Windows 故障轉(zhuǎn)移群集的機(jī)制進(jìn)行監(jiān)測和轉(zhuǎn)移，因此也需要先建立Windows Cluster，只不過可用性組中的數(shù)據(jù)庫不一定非要再存放在共享存

2、儲(chǔ)上了?？梢允谴鎯?chǔ)在本地磁盤上。   AlwaysOn的關(guān)鍵特性：   1. 同故障轉(zhuǎn)移群集一樣，也需要一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)名稱用于客戶端的統(tǒng)一連接。   2.一個(gè)主服務(wù)器可以最多對(duì)應(yīng)四個(gè)輔助服務(wù)器，總數(shù)達(dá)到五個(gè)，而且輔助服務(wù)器支持只讀功能。   3.輔助服務(wù)器可以獨(dú)立執(zhí)行備份和DBCC維護(hù)命令。通過配置，可以實(shí)現(xiàn)客戶端的只讀請(qǐng)求可以被自動(dòng)定向到輔助服務(wù)器。   4.主服務(wù)器和輔助服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)會(huì)被加密和壓縮，以提高安全性和網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。   5.支持自動(dòng)、手動(dòng)和強(qiáng)制三種故障轉(zhuǎn)移方

3、式。   6.有儀表盤用于監(jiān)控AlwaysOn的運(yùn)行狀態(tài)。   7.可以實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)的部署，即主站點(diǎn)和輔助站點(diǎn)可以跨物理網(wǎng)絡(luò)。AlwaysOn的基本架構(gòu)   在Windows MSCS故障轉(zhuǎn)移群集的基礎(chǔ)上部署AlwaysOn高可用組，用戶可以在群集節(jié)點(diǎn)上安裝SQL Server單機(jī)實(shí)例，也可以安裝SQL Server群集實(shí)例，AlwaysOn僅要求所有SQL Server實(shí)例都運(yùn)行在同一個(gè)MSCS中，但SQL Server實(shí)例本身是不需要群集模式的，這與SQL Server2008 群集的實(shí)例完全不同。在此推薦使用單機(jī)模式的SQL Se

4、rver，好處是：可用性副本是個(gè)單機(jī)實(shí)例，那么數(shù)據(jù)庫副本就存放在該運(yùn)行該實(shí)例節(jié)點(diǎn)的本地磁盤上；如果可用性副本是個(gè)群集實(shí)例，那么數(shù)據(jù)庫副本就存放在共享磁盤上。推薦精選   可用性組從Windows群集角度來看，就是一個(gè)群集資源，其中的所有數(shù)據(jù)庫作為一個(gè)整體在節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移，當(dāng)然這不包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是不能加入高可用性組中的。   因?yàn)樾枰柚鶺indos群集實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和轉(zhuǎn)移，所以AlwaysOn會(huì)受到一些限制：   一個(gè)可用性組中的所有可用性副本必須運(yùn)行在單一的Windows群集上，跨不同Windows群集的SQL Serve

5、r實(shí)例不能配置成一個(gè)AlwaysOn可用性組。   一個(gè)可用性組的所有可用性副本必須運(yùn)行在Windows群集的不同節(jié)點(diǎn)上。運(yùn)行在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的兩個(gè)不同實(shí)例不能用作同一個(gè)可用性組的副本。   如果某個(gè)可用性副本實(shí)例是一個(gè)SQL群集實(shí)例，那同一個(gè)SQL群集的其他非活躍節(jié)點(diǎn)上安裝的任何其他SQL實(shí)例都不能作為它的輔助副本。   一個(gè)數(shù)據(jù)庫只能屬于一個(gè)可用性組。   AlwaysOn最多可以支持五個(gè)副本，但只有一個(gè)可用性副本上運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫是處于可讀寫狀態(tài)。這個(gè)可讀寫的數(shù)據(jù)庫被稱為主數(shù)據(jù)庫（PrimaryDatabase），

6、同時(shí)這個(gè)可用性副本被稱為主副本（primaryreplica）。其余的副本都被稱為輔助副本（secondaryreplica），輔助副本上的數(shù)據(jù)庫可能是不可訪問的，或者是只能接受只讀操作（取決于可用性組的配置），這些數(shù)據(jù)庫被稱為輔助數(shù)據(jù)庫。一但發(fā)生故障轉(zhuǎn)移，任何一個(gè)輔助副本都可以成為新的主副本實(shí)例。主副本會(huì)不斷地將主數(shù)據(jù)庫上的數(shù)據(jù)變化發(fā)送到輔助副本，來實(shí)現(xiàn)副本間的數(shù)據(jù)庫同步。下圖就顯示了一個(gè)可用性組中各副本之間的關(guān)系。推薦精選 下圖展示了AlwaysOn可用性組與Windows故障轉(zhuǎn)移群集之間的關(guān)系，在這個(gè)圖中，Windows的故障轉(zhuǎn)移群集使用到了兩個(gè)子網(wǎng)，在左邊的子網(wǎng)里，有兩個(gè)節(jié)點(diǎn) ；右邊的

7、子網(wǎng)里有三個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中最右邊兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建了一個(gè)SQL Server的群集實(shí)例，存放于共享存儲(chǔ)；其他三個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝的是單機(jī)實(shí)例，存放于本地存儲(chǔ)；一共四個(gè)實(shí)例組成了一個(gè)AlwaysOn可用性組，其中一個(gè)主副本，其他的都是輔助副本。推薦精選偵聽器   AlwaysOn創(chuàng)建后，客戶端就需要進(jìn)行連接，為了讓應(yīng)用程序能夠透明地連接到主副本而不受故障故障轉(zhuǎn)移的影響，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)偵聽器，偵聽器就是一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)名稱，可以通過這個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)名稱訪問可用性組，而不用關(guān)心連接的是哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它會(huì)自動(dòng)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到主節(jié)點(diǎn)，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障后，輔助節(jié)點(diǎn)會(huì)變?yōu)橹鞴?jié)點(diǎn)，偵聽器也會(huì)自動(dòng)去偵聽主節(jié)點(diǎn)。一個(gè)偵

8、聽器包括虛擬IP地址、虛擬網(wǎng)絡(luò)名稱、端口號(hào)三個(gè)元素，一旦創(chuàng)建成功，虛擬網(wǎng)絡(luò)名稱會(huì)注冊(cè)到DNS中，同時(shí)為可用性組資源添加IP地址資源和網(wǎng)絡(luò)名稱資源。用戶就可以使用此名稱來連接到可用性組中。與故障轉(zhuǎn)移群集不同，除了使用虛擬網(wǎng)絡(luò)名稱之外，主副本的真實(shí)實(shí)例名還可以被用來連接。   SQL Server2012早期版本的SQL Server只有在實(shí)例啟動(dòng)的時(shí)候地會(huì)嘗試綁定IP和端口，但是SQL Server2012卻允許在副本實(shí)例處于運(yùn)行狀況的時(shí)候隨時(shí)綁定新的IP地址、網(wǎng)絡(luò)名稱和端口號(hào)。因此可以為隨時(shí)為為可用性組添加偵聽器，而且這個(gè)操作會(huì)立即生效。當(dāng)添加了偵聽器之后，在SQL Ser

9、ver的錯(cuò)誤日志中可以看到類似：在虛擬網(wǎng)絡(luò)名稱上停止和啟動(dòng)偵聽器的消息。推薦精選   要注意的是，SQLBrowser服務(wù)是不支持Listener的。這是因?yàn)閼?yīng)用程序在使用Listener的虛擬網(wǎng)絡(luò)名連接SQLServer時(shí)，是以一個(gè)默認(rèn)實(shí)例的形式進(jìn)行訪問的（只有主機(jī)名，沒有實(shí)例名），因此客戶端根本就不會(huì)去嘗試使用SQLBrowser服務(wù)。各副本間的數(shù)據(jù)同步   AlwaysOn必須要維護(hù)各副本間的數(shù)據(jù)一致性，當(dāng)主副本上的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，會(huì)同步到輔助副本上。這里AlwaysOn通過三個(gè)步驟來完成：步驟1：主副本記錄發(fā)生變化的數(shù)據(jù)；步驟2：將記錄傳輸?shù)礁鱾€(gè)輔

10、助副本；步驟3:把數(shù)據(jù)變化操作在輔助副本上執(zhí)行一遍。具體實(shí)現(xiàn)如下：   在主副本和輔助副本上，SQL Server都會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的線程來完成相應(yīng)的任務(wù)。對(duì)于一般的SQL Server服務(wù)器，即沒有配置高可用性，會(huì)運(yùn)行Log Writer的線程，當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)修改事務(wù)時(shí)，此線程負(fù)責(zé)將本次操對(duì)應(yīng)的日志信息記錄到日志緩沖區(qū)中，然后再寫入到物理日志文件。但如果配置了AlwaysOny主副本的數(shù)據(jù)庫，SQL Server會(huì)為它建立一個(gè)叫Log Scanner的線程，不間斷的工作，負(fù)責(zé)將日志從日志緩沖區(qū)或日志文件里讀出，打包成日志塊，發(fā)送到輔助副本。因此可以保證發(fā)生的數(shù)據(jù)變化，不斷送給各輔助副本。  輔助副本上存在固化和重做兩個(gè)線程完成數(shù)據(jù)更新操作，固化線程會(huì)將主副本Log Scanner所發(fā)過來的日志塊寫入輔助副本磁盤上的日志文件里，因此稱為固化，然后重做線程負(fù)責(zé)從磁盤上讀取日志塊，將日志記錄對(duì)應(yīng)的操作重演一遍，此時(shí)主副本和輔助副本上的數(shù)據(jù)就一致了。重做線程每隔固定的時(shí)間點(diǎn)，會(huì)跟主副本通信，告知自己的工作進(jìn)度。主副本由此知道