SQL-Server-2012-AlwaysOn高可用性解決方案

1、Microsoft SQL Server 2012 AlwaysOn高可用性解決方案編 制 人：*審 批：*編 號(hào)：Q/DF-XX.2.01-2015當(dāng)前版本：V1.0發(fā)布日期：2015年7月8日反饋對(duì)象： 市場(chǎng)中心 銷售中心 融資中心 人資中心 財(cái)務(wù)中心 研發(fā)中心1. 術(shù)語(yǔ)定義1) 高可用性：HA（High Availability） 通常來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)專門的設(shè)計(jì)，從而減少停工時(shí)間，而保持其服務(wù)的高度可用性2) 災(zāi)難恢復(fù)：DR（Disaster Recovery）指自然或人為災(zāi)害后，重新啟用信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、硬件及軟件設(shè)備，恢復(fù)正常商業(yè)運(yùn)作的過(guò)程3) 故障轉(zhuǎn)移群集：WSFC（Windows

2、 Server Failover Cluster）微軟操作系統(tǒng)針對(duì)服務(wù)器提供的一種服務(wù)，該服務(wù)用于防止單臺(tái)服務(wù)器故障導(dǎo)致服務(wù)失效。2. 公司數(shù)據(jù)庫(kù)使用現(xiàn)狀及問(wèn)題瓶頸其他部門對(duì)應(yīng)用開發(fā)部負(fù)責(zé)的融資管理系統(tǒng)性能提出以下問(wèn)題：1) 數(shù)據(jù)部：a) 服務(wù)器不穩(wěn)定b) 數(shù)據(jù)庫(kù)性能配置低2) 市場(chǎng)部：a) 查詢效率太低3) 產(chǎn)品部：a) 報(bào)表、BI支撐難這些性能問(wèn)題無(wú)不涉及到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能及可靠性問(wèn)題。還有一個(gè)安全問(wèn)題也值得重視。目前，公司產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)和融資管系統(tǒng)都部署在一臺(tái)服務(wù)器上。理論上，產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)不應(yīng)與Web應(yīng)用部署在同一臺(tái)機(jī)器而暴露給用戶，產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)最好只交由專職DBA來(lái)管理。因?yàn)?/p>

3、，萬(wàn)一Web應(yīng)用遭受黑客攻擊，產(chǎn)品數(shù)據(jù)將會(huì)面臨巨大威脅，甚至有可能被永久性物理刪除。前不久，就有報(bào)道攜程數(shù)據(jù)遭受有預(yù)謀的內(nèi)部攻擊被物理刪除（/n.shtml）。如果分開部署，那么即使Web應(yīng)用遭受攻擊，只要產(chǎn)品數(shù)據(jù)在，我們?nèi)匀豢梢栽诙虝r(shí)間內(nèi)部署新的Web應(yīng)用。3. SQL Server 高可用技術(shù)簡(jiǎn)介1) 故障轉(zhuǎn)移群集(Failover Cluster) 共享存儲(chǔ)，效率高，但某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)處于活動(dòng)狀態(tài)，造成硬件資源浪費(fèi)。2) 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像(Database Mirror) 提供幾乎是瞬時(shí)的故障轉(zhuǎn)移，以提高數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性。但其最大弊端在于鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)處

4、于不可讀狀態(tài)，同樣造成硬件資源浪費(fèi)。3) 日志傳送(Log Shipping) 還原作業(yè)之間的間隔時(shí)間內(nèi)的只讀訪問(wèn)權(quán)限，可用做報(bào)表查詢。一般用于遠(yuǎn)程的異步容災(zāi)，存在部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失的可能性。4) 復(fù)制(Replication) 基于數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象級(jí)別，靈活性較高，但弊端在于，它不支持DDL命令，不便維護(hù)。5) AlwaysOnAlwaysOn是SQL Server 2012中提供的一種全新的高可用性技術(shù)，其集中了上述4種高可用性技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，以確保企業(yè)無(wú)需增加成本和提高復(fù)雜度，即可實(shí)現(xiàn)最高級(jí)別的可用性和數(shù)據(jù)保護(hù)。可在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部以及跨數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，快速地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序故障轉(zhuǎn)移，保護(hù)現(xiàn)有硬件資源，同

5、時(shí)簡(jiǎn)化了其配置過(guò)程。AlwaysOn可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器實(shí)例級(jí)和數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)配置高可用性，所對(duì)應(yīng)的技術(shù)就是AlwaysOn故障轉(zhuǎn)移群集實(shí)例和AlwaysOn可用性組。下圖1展示了使用Alwayson可用性組的 HA 和 DR 解決方案圖14. AlwaysOn高可用性技術(shù)介紹1) AlwaysOn 故障轉(zhuǎn)移群集實(shí)例一般來(lái)說(shuō)，在單服務(wù)器情況下，當(dāng)服務(wù)器上出現(xiàn)硬件或軟件故障時(shí)，連接到該服務(wù)器的應(yīng)用程序或客戶端將會(huì)停機(jī)。在AlwaysOn故障轉(zhuǎn)移群集實(shí)例環(huán)境中，SQL Server 實(shí)例的高可用性受到冗余節(jié)點(diǎn)的保護(hù)。 在群集環(huán)境中，一次只能有一個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有群集的資源組。 在出現(xiàn)故障(硬件故障、操作系統(tǒng)故障、應(yīng)用

6、程序或服務(wù)故障)或進(jìn)行計(jì)劃的升級(jí)時(shí)，該資源組的所有權(quán)就會(huì)轉(zhuǎn)移至另一個(gè)群集節(jié)點(diǎn)。 此過(guò)程對(duì)于連接到 SQL Server 的客戶端或應(yīng)用程序是透明的，可以最大限度地縮短出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)用程序或客戶端的停機(jī)時(shí)間。因此AlwaysOn故障轉(zhuǎn)移群集實(shí)例必須由一組物理服務(wù)器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，這些服務(wù)器節(jié)點(diǎn)推薦使用類似的硬件配置以及相同的軟件配置，如操作系統(tǒng)的版本、SQL Server 版本、修補(bǔ)程序級(jí)別、組件以及實(shí)例名稱。 相同的配置是確保群集在節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移時(shí)能夠正常運(yùn)行的前提條件。SQL Server 2012在原有SQL Server故障轉(zhuǎn)移群集的基礎(chǔ)上功能得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)，支持跨越子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)群集，

7、此技術(shù)一般用于兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)中心，以同時(shí)提供本地高可用性和遠(yuǎn)程的災(zāi)難恢復(fù)。其中，每個(gè)故障轉(zhuǎn)移群集節(jié)點(diǎn)都連接到其他子網(wǎng)或其他子網(wǎng)組。這些子網(wǎng)可以處于同一位置中，也可以位于地理上分散的站點(diǎn)。 跨地理上分散的站點(diǎn)進(jìn)行群集有時(shí)又被稱為擴(kuò)展群集。 因?yàn)闆]有供所有節(jié)點(diǎn)都可以訪問(wèn)的共享存儲(chǔ)，所以在多個(gè)子網(wǎng)上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間應(yīng)該復(fù)制數(shù)據(jù)。因此，多子網(wǎng)故障轉(zhuǎn)移群集除了具備高可用性之外，還提供了災(zāi)難恢復(fù)解決方案。下面以圖例說(shuō)明：圖2在上圖中共有兩個(gè)數(shù)據(jù)中心并且處于不同子網(wǎng)，本地?cái)?shù)據(jù)中心subnet1使用的IP地址是0，當(dāng)本地?cái)?shù)據(jù)中心發(fā)生故障時(shí)，SQL Server服務(wù)會(huì)轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，

8、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心subnet2所使用的是不同IP地址，為0來(lái)繼續(xù)提供數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，這兩個(gè)IP地址之間是OR的關(guān)系，也就是說(shuō)這兩個(gè)IP地址任意一個(gè)在線的話，虛擬網(wǎng)絡(luò)名稱SQLClus都可以正常的向客戶端提供服務(wù)。在此需要使用到存儲(chǔ)級(jí)別的復(fù)制技術(shù)，將本地?cái)?shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)文件及日志文件復(fù)制到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，當(dāng)本地?cái)?shù)據(jù)中心發(fā)生故障時(shí)，Windows 群集檢測(cè)到故障，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)軟件可以檢測(cè)到復(fù)制失效，會(huì)將存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換為讀寫狀態(tài)，接下來(lái)Windows群集會(huì)將遠(yuǎn)程站點(diǎn)可讀寫的存儲(chǔ)設(shè)備掛接到遠(yuǎn)程的Cluster節(jié)點(diǎn)上，此時(shí)存儲(chǔ)復(fù)制的方向就從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心向本地?cái)?shù)據(jù)中心復(fù)制。也就是說(shuō)，故障轉(zhuǎn)

9、移群集實(shí)例成功啟動(dòng)后，Windows群集服務(wù)將監(jiān)視基礎(chǔ)群集的運(yùn)行狀況和 SQL Server 實(shí)例的運(yùn)行狀況。SQL Server 2012中允許群集服務(wù)使用專用連接來(lái)輪詢活動(dòng) SQL Server 實(shí)例，以便通過(guò)系統(tǒng)存儲(chǔ)過(guò)程獲取詳細(xì)的組件診斷信息。好處是，利用與 SQL Server 實(shí)例的專用連接，能夠?qū)M件診斷信息進(jìn)行可靠輪詢，即使在故障轉(zhuǎn)移群集實(shí)例負(fù)荷較重時(shí)也是如此。利用詳細(xì)的組件診斷信息，可以配置更靈活的故障轉(zhuǎn)移策略，由此用戶能選擇哪些故障條件將觸發(fā)故障轉(zhuǎn)移以及哪些故障條件將不觸發(fā)故障轉(zhuǎn)移。用戶利用產(chǎn)生的診斷信息，還可以通過(guò)追溯方式更好地對(duì)自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移進(jìn)行故障排除。此診斷信息將存儲(chǔ)到

10、與 SQL Server 錯(cuò)誤日志并置的日志文件中。 可以將這些日志文件加載到日志文件查看器中以檢查導(dǎo)致出現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移的組件狀態(tài)，從而確定導(dǎo)致該故障轉(zhuǎn)移的原因。2) AlwaysOn可用性組AlwaysOn可用性組是SQL Server 2012中提供的全新功能，確保了應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的可用性，實(shí)現(xiàn)零數(shù)據(jù)丟失。AlwaysOn可用性組技術(shù)融合了數(shù)據(jù)庫(kù)群集和數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像的優(yōu)點(diǎn)，此技術(shù)的一大好處是提供非共享存儲(chǔ)，可以避免因?yàn)榇鎯?chǔ)的單點(diǎn)故障而造成的整個(gè)可用性方案失效。AlwaysOn可用性組基于數(shù)據(jù)庫(kù)(組)級(jí)別，是將一組用戶數(shù)據(jù)庫(kù)(可以是一個(gè)或多個(gè))劃到一個(gè)組中。每組可用性數(shù)據(jù)庫(kù)都由一個(gè)可用性副本承載?？捎?/p>

11、性副本包括一個(gè)主副本和一到四個(gè)輔助副本（2014最多支持8個(gè)）。 主副本用于承載主數(shù)據(jù)庫(kù)，輔助副本則承載一組輔助數(shù)據(jù)庫(kù)并作為可用性組的潛在故障轉(zhuǎn)移目標(biāo)。主副本使主數(shù)據(jù)庫(kù)可用于客戶端的讀寫連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更改操作。 同時(shí)在數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)別進(jìn)行同步。 主副本將每個(gè)主數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)日志記錄發(fā)送到每個(gè)輔助數(shù)據(jù)庫(kù)。 每個(gè)輔助副本緩存事務(wù)日志記錄，然后將它們還原到相應(yīng)的輔助數(shù)據(jù)庫(kù)。 主數(shù)據(jù)庫(kù)與每個(gè)連接的輔助數(shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。 因此，一個(gè)輔助數(shù)據(jù)庫(kù)可以掛起或失敗而不會(huì)影響其他輔助數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)主數(shù)據(jù)庫(kù)可以掛起或失敗而不會(huì)影響其他主數(shù)據(jù)庫(kù)。此外，用戶可以借助輔助數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)近實(shí)時(shí)的報(bào)表查詢，將查詢的負(fù)載分擔(dān)到

12、只讀副本。相對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)群集及鏡像來(lái)說(shuō)，可以更好的利用硬件資源，從而提高IT效率并降低成本。下面看一下AlwaysOn可用性組架構(gòu)，如下圖3所示：圖3部署 AlwaysOn 可用性組需要一個(gè) Windows Server 故障轉(zhuǎn)移群集 (WSFC) 群集。 給定可用性組的每個(gè)可用性副本必須位于相同 WSFC 群集的不同節(jié)點(diǎn)上。 部署AlwaysOn可用性組時(shí)，系統(tǒng)會(huì)為每個(gè)可用性組創(chuàng)建一個(gè) WSFC 資源組。WSFC 群集將監(jiān)視此資源組，判斷節(jié)點(diǎn)間的狀態(tài)，以便評(píng)估主副本的運(yùn)行狀況。 當(dāng)發(fā)生失敗時(shí)實(shí)現(xiàn)故障的轉(zhuǎn)移，針對(duì) AlwaysOn 可用性組的仲裁基于 WSFC 群集中的所有節(jié)點(diǎn)，而與某一給定群集

13、節(jié)點(diǎn)是否承載任何可用性副本無(wú)關(guān)。用戶可以通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)可用性組偵聽器來(lái)提供到給定可用性組的主副本的客戶端連接。“可用性組偵聽器”采用DNS名稱的方式連接給定可用性組的資源，以便將客戶端連接定向到相應(yīng)的可用性副本。對(duì)于每個(gè)可用性副本，AlwaysOn所支持的事務(wù)提交模式分為同步提交模式或異步提交模式。在異步提交模式下，主副本無(wú)需等待確認(rèn)異步提交輔助副本已強(qiáng)制寫入日志，便可提交事務(wù)。 異步提交模式可最大限度地減少輔助數(shù)據(jù)庫(kù)上的事務(wù)滯后時(shí)間，但允許它們滯后于主數(shù)據(jù)庫(kù)，因此可能會(huì)導(dǎo)致某些數(shù)據(jù)丟失。此可用性模式是一種災(zāi)難恢復(fù)解決方案，適合于可用性副本的分布距離較遠(yuǎn)的情況。所謂同步提交模式是指在提交事務(wù)之前

14、，同步提交主副本要等待同步提交輔助副本確認(rèn)它已完成強(qiáng)制寫入日志。 同步提交模式可確保在給定的輔助數(shù)據(jù)庫(kù)與主數(shù)據(jù)庫(kù)同步時(shí)，充分保護(hù)已提交的事務(wù)。 這種保護(hù)的代價(jià)是延長(zhǎng)事務(wù)滯后時(shí)間。此可用性模式相對(duì)于性能而言更強(qiáng)調(diào)高可用性和數(shù)據(jù)保護(hù)，當(dāng)主副本和輔助副本距離較近時(shí)可以使用此方法，解決時(shí)時(shí)同步的問(wèn)題。正因?yàn)锳lwaysOn可用性組集現(xiàn)有高可用性技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)于一身，不得不說(shuō)，它是SQL Server 2012新特性中最為璀璨的一個(gè)。5. 東方融資網(wǎng)可實(shí)施的AlwaysOn測(cè)試部署方案1) 宿主機(jī)宿主使用工作站（HYPR-V），其基本配置如下：b) 處理器：Intel(R) Core(TM) i5-4470

15、 CPU 3.20GHz 3.20GHzc) 內(nèi)存(RAM)：8.00GBd) Windows版本：Windows Server 2012 R2 Standard2) 虛擬機(jī)配置數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器基本配置：4個(gè)邏輯cpu，1G內(nèi)存，100G硬盤(C:70G;D:30G)HostNameIP配置OS版本SQL版本功能介紹AD ServerIP：10Windows Server 2012 R2 StandardNULL域控制器Server01IP：11Windows Server 2012 R2 StandardSQL Server 2012 R2企業(yè)版群集節(jié)

16、點(diǎn)01Server02IP：12Windows Server 2012 R2 StandardSQL Server 2012 R2企業(yè)版群集節(jié)點(diǎn)023) AlwaysOn可用性組安裝配置架構(gòu)圖如下圖所示，一個(gè)windows群集clustest01中包含三個(gè)節(jié)點(diǎn)（server01，server02）節(jié)點(diǎn)01和節(jié)點(diǎn)02組成SQL Server群集，實(shí)現(xiàn)實(shí)例級(jí)別的自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移和AlwaysOn可用性組，可用性組添加偵聽I(yíng)P30，用于客戶端的連接，以實(shí)現(xiàn)可用組切換而不用修改客戶端連接配置。圖44) Windows群集安裝將三個(gè)服務(wù)器都加入域環(huán)境中；并安裝.N

17、et 3.5和故障轉(zhuǎn)移群集功能后，開始創(chuàng)建新群集。第一步：配置主域控服務(wù)器AD Server a) 在儀表板服務(wù)器角色中添加Active Directory 服務(wù)器及DNS服務(wù)，并配置域名為。b) 配置本機(jī)IP為10。c) 建立域賬戶sql ，賬戶屬性設(shè)置為密碼永不過(guò)期第二步：配置三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器Server01，Server02a) 設(shè)置IP Server01（11），Server02（12）b) 關(guān)閉防火墻c) 加入域d) 在儀表板功能中添加.Net 3.5和

18、故障轉(zhuǎn)移群集第三步：創(chuàng)建新群集Cluster01a) 在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器Server01上創(chuàng)建新群集Cluster01。b) 將server01、server02添加到該群集中。c) Cluster01群集IP配置為20。d) 測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)后，域中自動(dòng)生成Cluster01$域賬戶。e) 在AD Server上創(chuàng)建仲裁共享文件夾ClusterShare ，并共享給Cluster01$域賬戶，設(shè)定其讀寫權(quán)限。第四步：Server01，Server02安裝SQL server 2012 R2a) 分別安裝SQL server 2012 R2b) 網(wǎng)絡(luò)配置服務(wù)

19、中SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)啟用AlwaysOn高可用性組。c) SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)及SQLServer代理登錄設(shè)置為域賬戶 第五步：仲裁配置為配置簡(jiǎn)單且在資源有限的情況下，該測(cè)試環(huán)境中AlwaysOn群集仲裁配置為多數(shù)節(jié)點(diǎn)和文件共享的模式。配置過(guò)程見以下截圖：a) 更多操作配置群集仲裁圖5b) 進(jìn)入配置群集仲裁向?qū)Ы缑鎴D6c) 選擇多數(shù)節(jié)點(diǎn)和文件夾共享仲裁模式圖7第六步：創(chuàng)建測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù) a) 在Server01數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例上創(chuàng)建測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)testDB1和testDB2b) testDB1和testDB2做好完整備份c) 在Server01 D盤創(chuàng)

20、建共享文件夾 AlwaysOnShare（Alwayson添加可用性數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)用到該共享目錄），并設(shè)置域賬戶sql 對(duì)該共享目錄可讀寫權(quán)限。第七步：創(chuàng)建測(cè)試可用性組a) 在Server1上創(chuàng)建可用性組AlwaysOn01b) AlwaysOn01選擇可用性組數(shù)據(jù)庫(kù)testDB1和testDB2c) 選擇可用性副本 Sever02，并設(shè)置Sever02為同步提交模式副本（實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)轉(zhuǎn)移）。d) AlwaysOn1可用性組添加監(jiān)聽Listener01,并設(shè)置為靜態(tài)IP（30）e) 可查看到Server1上testDB1和testDB2標(biāo)識(shí)為已同步。第八步

21、：驗(yàn)證a) 驗(yàn)證故障自動(dòng)轉(zhuǎn)移功能l 關(guān)閉Server01服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端連接Server02，可查看到Server02此時(shí)已切換為主副本，Server02上的testDB1和testDB2也已切換為主數(shù)據(jù)庫(kù)。l 再啟動(dòng)Server01，并在Server02的可用性組中加入Server01后，可查看到Server01此時(shí)又作為輔助副本。l 關(guān)閉Server02，此時(shí)又查看到Server01變?yōu)橹鞲北?。b) 驗(yàn)證監(jiān)聽Listen01的實(shí)時(shí)監(jiān)聽及AlwaysOn01可用性組同步功能l Server01客戶端連接Liseten01服務(wù)，可訪問(wèn)到數(shù)據(jù)庫(kù)testDB1和testDB2。l 在TestD

22、B1數(shù)據(jù)庫(kù)中Create 新表 testTabel1，在testDB2 Create 新表 testTabel2。l 連接Server02數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例，發(fā)現(xiàn)Server02的TestDB1上可查看到testTabel1，testDB2可查看到testTabel2。c) 驗(yàn)證輔助副本的只讀訪問(wèn)。l 查看AlwaysOn01屬性，此時(shí) Server01為主副本，Server02為輔助副本。l 數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具連接Server02。l 在Server02上執(zhí)行寫操作將失敗，執(zhí)行查詢操作成功。6. Alwayson問(wèn)題總結(jié)1) Alwayson 是否依賴于域環(huán)境?答: 是, alwayson依賴于故障轉(zhuǎn)移群集(只有在故障轉(zhuǎn)移群集中的SQL Server 才能啟動(dòng)高可行性組功能),而故障轉(zhuǎn)移群集依賴于域環(huán)境.2) 為了啟用高可用性組功能,SQL Server服務(wù)是否