SQLServer高可用方案在企業生產環境的實踐

1、SQLServer高可用方案企業選型

SQLServer高可用介紹：

SQLServer以前的高可用方案：

資料庫映象、複製訂閱、HA（故障轉移群集）

SQLServer現在的高可用方案：

AlwaysOn

從SQLServer 2012以後微軟推出了新的SQLServer高可用技術 ，它的名字叫AlwaysOn。

AlwaysOn是一種集合了高可用性和災難恢復兩種功能於一體的技術，相比故障轉移群集、資料庫映象和複製訂閱擁有許多優勢，所以現在這種高可用方案被企業廣泛的應用於生產環境中。

2、SQLServer高可用架構AlwaysOn企業實踐

AlwaysOn可用性組是SQLServer 2012中提供的全新功能，確保了應用程式資料的可用性，實現零資料丟失，AlwaysOn可用性組技術融合了資料庫叢集和資料庫映象的優點，此技術的一大好處是提供非共享儲存，可以避免因為儲存的單點故障而造成的整個可用性方案失效。

現在的 SQLServer 2014 AlwaysOn、SQLServer 2016 AlwaysOn最多可以支援9個副本，但只有一個可用性副本上執行的資料庫是處於可讀寫狀態。

AlwaysOn是一種整庫同步的技術，所有的成員伺服器都維護一套相同的資料庫副本。當主副本上的資料發生變化時，資料會實時同步到輔助副本上。這點與資料庫映象非常類似。

下圖詳細描述了AlwaysOn資料同步的整個過程，我們先來看看每個步驟所代表的意義。

① 主副本的logwriter把事務修改的日誌資訊先記入一段記憶體中的日誌緩衝區，然後再寫入物理日誌檔案（日誌固化）；

② 主副本的logscanner從快取中或者日誌檔案中讀取日誌塊，然後把它傳送給AlwaysON的日誌塊解碼器；

③ 主副本將日誌塊透過網路傳送給輔助副本；

④ 和⑤

輔助副本接受到日誌塊後，logwriter把事務修改的日誌資訊先記入一段記憶體中的日誌緩衝區，然後再寫入物理日誌檔案（日誌固化），另外，如果輔助副本處於同步可用模式時，在日誌固化後，還必須反饋資訊給主副本，主副本在接受到輔助副本完成固化的訊息後才可以提交該事務，如果輔助副本在非同步可用模式或者主副本在非同步模式下，主副本提交事務與否跟輔助副本是否完成日誌固化沒有關係，下文在介紹可用模式時會詳細介紹；

⑥重做（Redo）執行緒將日誌中記錄的事務在輔助副本上重新演繹。重做執行緒每隔固定的時間點，會跟主副本通訊，告知它自己的工作進度。主副本就能夠知道兩邊資料的差距有多遠。

AlwaysOn分為同步提交和非同步提交模式，同步提交模式下的副本可以用於故障轉移（高可用），非同步提交模式下的副本一般作為只讀副本和容災。

下圖顯示的是具有五個可用性副本的可用性組。主副本和一個輔助副本配置為使用同步提交模式以及自動故障轉移。 另一個輔助副本配置為使用同步提交模式且僅限計劃的手動故障轉移，兩個輔助副本配置為使用非同步提交模式，其僅支援強制手動故障轉移（一般稱為“強制故障轉移”）。

兩個可用性副本之間的同步和故障轉移行為取決於這兩個副本的可用性模式。例如，對於要發生的同步提交，涉及的當前主副本和輔助副本必須配置為同步提交。同樣，對於要發生的自動故障轉移，需要將這兩個副本配置為自動故障轉移。因此，上述部署方案的行為可用下表概括，它揭示了每個潛在主副本的行為：   

通常，節點 04 在災難恢復站點中作為非同步提交副本部署。事實上，由於兩個節點之間的高網路延遲，在故障轉移到節點 04 後節點 01、02 和 03 仍處於非同步提交模式，這幫助防止潛在的效能下降。

故障轉移場景可見下圖：

在主副本變得不可用之後，自動故障轉移將導致合格的輔助副本自動轉換為主角色。 當承載主副本的 WSFC 節點對於承載輔助副本的節點而言為本地節點時，自動故障轉移最適合。 這是因為資料同步最適合於計算機之間的低訊息延遲時間情況以及因為客戶端連線可以保持為本地。

在資料庫管理員針對承載目標輔助副本的伺服器例項發出手動故障轉移命令後，手動故障轉移將導致已同步的輔助副本轉換為主角色。

強制故障轉移會啟動一個將主角色轉換為角色處於輔助或正在解析狀態的目標副本的過程。故障轉移目標成為新的主副本，並立即將其資料庫副本提供給客戶端。當以前的主副本變得可用時，它將轉換為輔助角色，並且其資料庫將成為輔助資料庫。

對可用性組強制進行故障轉移（可能丟失資料）是一種災難恢復方法，使您能夠將輔助副本用作溫備用伺服器。因為強制故障轉移存在資料丟失的風險，所以應該謹慎使用。 建議僅當您必須立即將服務還原到可用性資料庫並願意承擔資料丟失的風險時，才執行強制故障轉移。

對於資料量未達TB級別以上的公司而言， SQLServer的AlwaysOn無疑是一個不錯的資料庫高可用解決方案。

即使資料量達到了TB級別以上， SQLServer的AlwaysOn也可以輔以其他中介軟體和快取來實現整體的資料庫解決方案。