?自從SQL Server 2005以來烂叔，微軟已經(jīng)提供了多種高可用性技術(shù)來減少宕機(jī)時(shí)間和增加對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的保護(hù)愤估，而隨著SQL Server 2008至扰，SQL Server 2008 R2桦他，SQL Server 2012的不斷發(fā)布，SQL Server中已經(jīng)存在了滿足不同場(chǎng)景的多種高可用性技術(shù)霹期。
??? 在文章開始之前，我首先簡(jiǎn)單概述一下以什么來決定使用哪一種高可用性技術(shù)拯田。
? ? ? ?很多企業(yè)都需要他們的全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)高可用，比如說在線購物網(wǎng)站，在線商品數(shù)據(jù)庫必7*24小時(shí)在線吭产，否則在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境下侣监，宕機(jī)時(shí)間就意味著流失客戶和收入。再比如說臣淤，一個(gè)依賴于SQL Server的呼叫中心橄霉，如果數(shù)據(jù)庫宕機(jī)，則所有的呼叫員都只能坐在那里回復(fù)客戶“對(duì)不起邑蒋，系統(tǒng)故障”姓蜂，這也是很難接受的。
? ? ? ?當(dāng)然医吊，在一個(gè)理想的世界中钱慢，所有的關(guān)鍵數(shù)據(jù)都會(huì)時(shí)刻在線，但在現(xiàn)實(shí)世界中卿堂，會(huì)存在各種各樣的原因?qū)е聰?shù)據(jù)庫不可用束莫，由于無法預(yù)估災(zāi)難出現(xiàn)的時(shí)間和形式，需要提前采取措施來預(yù)防各種突發(fā)情況草描，因此SQL Server提供了多種高可用性技術(shù)览绿，這些技術(shù)主要包括：集群、復(fù)制穗慕、鏡像饿敲、日志傳送、AlwaysOn可用性組以及其它諸如文件組備份還原揍诽、在線重建索引等單實(shí)例的高可用性技術(shù)诀蓉。使用何種高可用性技術(shù)并不是隨意挑一個(gè)熟悉技術(shù)直接使用，而是要基于業(yè)務(wù)和技術(shù)綜合考慮暑脆。因?yàn)闆]有一項(xiàng)單獨(dú)的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)所有的功能渠啤。如何根據(jù)具體的業(yè)務(wù)和預(yù)算采用這些技術(shù)，就是所謂的高可用性策略添吗。
在設(shè)計(jì)高可用性策略時(shí)應(yīng)該首先考慮下述因素：
RTO（Recovery Time Objective）-也就是恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)沥曹，意味著允許多少宕機(jī)時(shí)間，通常用幾個(gè)9表示碟联，比如說99.999%的可用性意味著每年的宕機(jī)時(shí)間不超過5分鐘妓美、99.99%的可用性意味著每年的宕機(jī)時(shí)間不超過52.5分鐘、99.9%的可用性意味著每年的宕機(jī)時(shí)間不超過8.75小時(shí)鲤孵。值得注意的是壶栋，RTO的計(jì)算方法要考慮系統(tǒng)是24*365，還是僅僅是上午6點(diǎn)到下午9點(diǎn)等普监。您還需要注意是否維護(hù)窗口的時(shí)間在算在宕機(jī)時(shí)間之內(nèi)贵试，如果允許在維護(hù)窗口時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)庫維護(hù)和打補(bǔ)丁琉兜，則更容易實(shí)現(xiàn)更高的可用性。
RPO（Recovery Point Objective）-也就是恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)毙玻，意味著允許多少數(shù)據(jù)損失豌蟋。通常只要做好備份，可以比較容易的實(shí)現(xiàn)零數(shù)據(jù)損失桑滩。但當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)梧疲，取決于數(shù)據(jù)庫損壞的程度，從備份恢復(fù)數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫不可用运准，這會(huì)影響RTO的實(shí)現(xiàn)幌氮。一個(gè)早期比較著名的例子是某歐美的銀行系統(tǒng)，只考慮的RPO戳吝，系統(tǒng)里只存在了完整備份和日志備份浩销，每3個(gè)月一次完整備份，每15分鐘一次日志備份听哭，當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)慢洋，只能夠通過完整備份和日志備份來恢復(fù)數(shù)據(jù)，因此雖然沒有數(shù)據(jù)丟失陆盘，但由于恢復(fù)數(shù)據(jù)花了整整兩天時(shí)間普筹，造成銀行系統(tǒng)2天時(shí)間不可用，因此流失了大量客戶隘马。另外一個(gè)相反的例子是國(guó)內(nèi)某在線視頻網(wǎng)站太防，使用SQL Server作為后端關(guān)系數(shù)據(jù)庫，前端使用了No-SQL酸员，定期將No-SQL的數(shù)據(jù)導(dǎo)入關(guān)系數(shù)據(jù)庫作為備份蜒车，當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)最多允許丟失一天的數(shù)據(jù)，但是要保證高可用性幔嗦。
??? 預(yù)算 –RTO和RPO統(tǒng)稱為SLA（服務(wù)水平協(xié)議）酿愧，設(shè)計(jì)高可用性策略時(shí)，要根據(jù)業(yè)務(wù)來衡量滿足何種程度的SLA邀泉，這要取決于預(yù)算以及衡量不同SLA在故障時(shí)所造成的損失庞钢。SLA并不是越高越好，而是要基于業(yè)務(wù)需求，通常來說，在有限的預(yù)算之下很難實(shí)現(xiàn)很高的SLA，并且即使通過復(fù)雜的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)較高的SLA赁炎，復(fù)雜的架構(gòu)也意味著高運(yùn)維成本逗抑，因此需要在預(yù)算范圍之內(nèi)選擇合適的技術(shù)來滿足SLA仙辟。
因此未檩，綜合來說，可以通過幾個(gè)接單的問題確定高可用性的大框架：
股東能夠接受的宕機(jī)時(shí)間是多少?
管理人員能夠接受的宕機(jī)時(shí)間是多少?
為高可用性方案提供的預(yù)算是多少?
宕機(jī)導(dǎo)致的損失是每小時(shí)是多少錢?
??? 根據(jù)主機(jī)和備機(jī)之間同步數(shù)據(jù)的程度，備份可以分為三種情況，分別為冷備份、暖備份和熱備份。
冷備份：也就是所謂的備份，備用服務(wù)器被配置用于接受主服務(wù)器的數(shù)據(jù)，當(dāng)出故障時(shí)，手動(dòng)將數(shù)據(jù)還原到主數(shù)據(jù)庫茸时，或是重新配置程序的連接字符串或權(quán)限來使得備份數(shù)據(jù)庫上線蚓耽。
暖備份：主服務(wù)器數(shù)據(jù)會(huì)不停的將日志傳送到備用服務(wù)器（間隔不定，可以是15分鐘铣除，30分鐘敲长，1分鐘等等）秕噪，在這方式下，主服務(wù)器到備份服務(wù)器通常是異步更新吓坚，所以不能保證主服務(wù)器和備份服務(wù)器數(shù)據(jù)一致逗载。此外，該方案通常不會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)故障監(jiān)測(cè)和故障轉(zhuǎn)移。
熱備份：主服務(wù)器的數(shù)據(jù)自動(dòng)在備份服務(wù)器上進(jìn)行同步链快，大多數(shù)情況下都會(huì)包含自動(dòng)的故障監(jiān)測(cè)和故障轉(zhuǎn)移噪猾，并且能夠保證主服務(wù)器和備份服務(wù)器的數(shù)據(jù)一致性。
??? 隨著冷備份到暖備份到熱備份筑累，成本會(huì)直線上升袱蜡。
??? SQL Server中所支持的高可用性功能與版本息息相關(guān)，企業(yè)版支持所有的高可用性功能慢宗，這些功能包括：
l 故障轉(zhuǎn)移集群
l 數(shù)據(jù)庫鏡像
l 事務(wù)日志傳送
l 數(shù)據(jù)庫快照
l 高可用性升級(jí)
l 熱加載內(nèi)存
l 在線索引操作
l 數(shù)據(jù)庫部分在線（只還原了主文件組或主文件組和額外的NDF文件）
具體何種版本支持哪些高可用特性坪蚁，請(qǐng)參閱：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/cc645993.aspx，值得注意的是免費(fèi)的Express版本可以作為數(shù)據(jù)庫鏡像的見證服務(wù)器镜沽，從而節(jié)省了成本敏晤。
故障轉(zhuǎn)移集群
? ? ? ?故障轉(zhuǎn)移集群為整個(gè)SQL Server實(shí)例提供高可用性支持，這意味著在集群上某個(gè)節(jié)點(diǎn)的SQL Server實(shí)例發(fā)生了硬件錯(cuò)誤缅茉、操作系統(tǒng)錯(cuò)誤等會(huì)故障轉(zhuǎn)移到該集群上的其它節(jié)點(diǎn)嘴脾。通過多個(gè)服務(wù)器（節(jié)點(diǎn)）共享一個(gè)或多個(gè)磁盤來實(shí)現(xiàn)高可用性，故障轉(zhuǎn)移集群在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的方式就像單臺(tái)計(jì)算機(jī)一樣蔬墩，但是具有高可用特性译打。值得注意的是，由于故障轉(zhuǎn)移集群是基于共享磁盤拇颅，因此會(huì)存在磁盤單點(diǎn)故障奏司，因此需要在磁盤層面部署SAN復(fù)制等額外的保護(hù)措施。最常見的故障轉(zhuǎn)移集群是雙節(jié)點(diǎn)的故障轉(zhuǎn)移集群樟插，包括主主節(jié)點(diǎn)和主從節(jié)點(diǎn)韵洋。
缺點(diǎn)：輔助節(jié)點(diǎn)不可用，數(shù)據(jù)單點(diǎn)岸夯。
事務(wù)日志傳送
? ? ? ?事務(wù)日志傳送提供了數(shù)據(jù)庫級(jí)別的高可用性保護(hù)麻献。日志傳送可用來維護(hù)相應(yīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫（稱為“主數(shù)據(jù)庫”）的一個(gè)或多個(gè)備用數(shù)據(jù)庫（稱為“輔助數(shù)據(jù)庫”）。發(fā)生故障轉(zhuǎn)移之前猜扮，必須通過手動(dòng)應(yīng)用全部未還原的日志備份來完全更新輔助數(shù)據(jù)庫勉吻。日志傳送具有支持多個(gè)備用數(shù)據(jù)庫的靈活性。如果需要多個(gè)備用數(shù)據(jù)庫旅赢，可以單獨(dú)使用日志傳送或?qū)⑵渥鳛閿?shù)據(jù)庫鏡像的補(bǔ)充齿桃。當(dāng)這些解決方案一起使用時(shí)，當(dāng)前數(shù)據(jù)庫鏡像配置的主體數(shù)據(jù)庫同時(shí)也是當(dāng)前日志傳送配置的主數(shù)據(jù)庫煮盼。
??? 事務(wù)日志傳送可用于做冷備份和暖備份的方式短纵。
?缺點(diǎn)：日志還原時(shí)不能讀取數(shù)據(jù)，嚴(yán)格意義上不屬于熱備份僵控。
數(shù)據(jù)庫鏡像
數(shù)據(jù)庫鏡像實(shí)際上是個(gè)軟件解決方案香到，同樣提供了數(shù)據(jù)庫級(jí)別的保護(hù)，可提供幾乎是瞬時(shí)的故障轉(zhuǎn)移，以提高數(shù)據(jù)庫的可用性悠就。數(shù)據(jù)庫鏡像可以用來維護(hù)相應(yīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫（稱為“主體數(shù)據(jù)庫”）的單個(gè)備用數(shù)據(jù)庫（或“鏡像數(shù)據(jù)庫”）千绪。
因?yàn)殓R像數(shù)據(jù)庫一直處于還原狀態(tài)，但并不會(huì)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫梗脾，因此無法直接訪問鏡像數(shù)據(jù)庫荸型。但是，為了用于報(bào)表等只讀的負(fù)載炸茧，可創(chuàng)建鏡像數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫快照來間接地使用鏡像數(shù)據(jù)庫瑞妇。數(shù)據(jù)庫快照為客戶端提供了快照創(chuàng)建時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的只讀訪問。每個(gè)數(shù)據(jù)庫鏡像配置都涉及包含主體數(shù)據(jù)庫的“主體服務(wù)器”梭冠，并且還涉及包含鏡像數(shù)據(jù)庫的鏡像服務(wù)器辕狰。鏡像服務(wù)器不斷地使鏡像數(shù)據(jù)庫隨主體數(shù)據(jù)庫一起更新。
數(shù)據(jù)庫鏡像在高安全性模式下以同步操作運(yùn)行控漠，或在高性能模式下以異步操作運(yùn)行柳琢。在高性能模式下，事務(wù)不需要等待鏡像服務(wù)器將日志寫入磁盤便可提交润脸，這樣可最大程度地提高性能。在高安全性模式下他去，已提交的事務(wù)將由伙伴雙方提交，但會(huì)延長(zhǎng)事務(wù)滯后時(shí)間。數(shù)據(jù)庫鏡像的最簡(jiǎn)單配置僅涉及主體服務(wù)器和鏡像服務(wù)器框冀。在該配置中禁熏，如果主體服務(wù)器丟失，則該鏡像服務(wù)器可以用作備用服務(wù)器媳搪，但可能會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失铭段。高安全性模式支持具有自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移功能的備用配置高安全性模式。這種配置涉及到稱為“見證服務(wù)器”的第三方服務(wù)器實(shí)例秦爆，它能夠使鏡像服務(wù)器用作熱備份服務(wù)器序愚。從主體數(shù)據(jù)庫至鏡像數(shù)據(jù)庫的故障轉(zhuǎn)移通常要用幾秒鐘的時(shí)間。
??? 數(shù)據(jù)庫鏡像可用于做暖備份和熱備份等限。
?缺點(diǎn)：最多只支持兩個(gè)節(jié)點(diǎn)爸吮，輔助節(jié)點(diǎn)可用性差。
復(fù)制
? ? ? 復(fù)制嚴(yán)格來說并不算是一個(gè)為高可用性設(shè)計(jì)的功能望门，但的確可以被應(yīng)用于高可用性形娇。復(fù)制提供了數(shù)據(jù)庫對(duì)象級(jí)別的保護(hù)。復(fù)制使用的是發(fā)布-訂閱模式筹误，即由主服務(wù)器（稱為發(fā)布服務(wù)器）向一個(gè)或多個(gè)輔助服務(wù)器或訂閱服務(wù)器發(fā)布數(shù)據(jù)桐早。復(fù)制可在這些服務(wù)器間提供實(shí)時(shí)的可用性和可伸縮性。它支持篩選，以便為訂閱服務(wù)器提供數(shù)據(jù)子集哄酝，同時(shí)還支持分區(qū)更新友存。訂閱服務(wù)器處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)，并且可用于報(bào)表或其他功能炫七，而無需進(jìn)行查詢恢復(fù)爬立。SQL Server 提供四種復(fù)制類型：快照復(fù)制、事務(wù)復(fù)制万哪、對(duì)等復(fù)制以及合并復(fù)制侠驯。
?缺點(diǎn)：非高可用功能，常用于讀寫分離奕巍，維護(hù)成本較高吟策。
AlwaysOn可用性組
? ? ? ?AlwaysOn可用性組是SQL Server 2012推出的新功能。同樣提供了數(shù)據(jù)庫級(jí)別的保護(hù)的止。它取數(shù)據(jù)庫鏡像和故障轉(zhuǎn)移集群之長(zhǎng)檩坚，使得業(yè)務(wù)上有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫作為一個(gè)可用性組共同故障轉(zhuǎn)移，該功能還拓展了數(shù)據(jù)庫鏡像只能1對(duì)1的限制诅福，使得1個(gè)主副本可以對(duì)應(yīng)最多4個(gè)輔助副本（在SQL Server 2014中匾委，該限制被拓展到8個(gè)），其中2個(gè)輔助副本可以被作為熱備份和主副本實(shí)時(shí)同步氓润，而另外兩個(gè)異步輔助副本可以作為暖備份赂乐。此外，輔助副本還可以被配置為只讀咖气，并可用于承擔(dān)備份的負(fù)載挨措。
??? 正因?yàn)槿绱耍瑪?shù)據(jù)庫鏡像在SQL Server 2012中被標(biāo)記為“過時(shí)”崩溪。
優(yōu)點(diǎn)：微軟較綜合的方案浅役，可回避故障轉(zhuǎn)移群集、鏡像伶唯、復(fù)制觉既、日志傳送幾種技術(shù)的缺點(diǎn)。
缺點(diǎn)：SQL Server2012版本才能使用乳幸，無法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡奋救，需要自己配置讀或?qū)懽址?
Moebius負(fù)載均衡集群
? ? ? ? ?Moebius? for SQL Server?是格瑞趨勢(shì)專門針對(duì)Microsoft SQL Server開發(fā)的綜合集群平臺(tái)，基于SQL Server的內(nèi)核實(shí)現(xiàn)反惕，核心程序宿主在SQL Server的內(nèi)核之中尝艘，該集群可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的負(fù)載均衡及橫向擴(kuò)展；保證數(shù)據(jù)庫的可用性姿染；保證多份冗余數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步背亥。
Moebius集群秒际，可以實(shí)現(xiàn)SQL語句一級(jí)的負(fù)載均衡；同時(shí)將自動(dòng)故障監(jiān)測(cè)狡汉、虛擬IP及失敗轉(zhuǎn)移技術(shù)融入其中娄徊，滿足企業(yè)對(duì)高可用系統(tǒng)建設(shè)的要求；數(shù)據(jù)復(fù)制時(shí)盾戴，采用了同步和異步兩種復(fù)制模式寄锐，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在多臺(tái)服務(wù)器間實(shí)時(shí)同步，保證事務(wù)的一致性和完整性尖啡，支持遠(yuǎn)距離復(fù)制橄仆；Moebius集群具有帶寬占用少、同步效率高衅斩、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性高盆顾、數(shù)據(jù)一致性保障好的特點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)：第三方較綜合的方案畏梆，可回避故障轉(zhuǎn)移群集您宪、鏡像、復(fù)制奠涌、日志傳送幾種技術(shù)的缺點(diǎn)宪巨。
缺點(diǎn)：大批量寫入操作（類似采集系統(tǒng)）數(shù)據(jù)同步會(huì)有性能消耗。
? ? ? ?在了解了高可用性基本的概念和SQL Server中提供的高可用性技術(shù)之后溜畅，我們?cè)賮砜匆幌赂呖捎眯圆呗缘脑O(shè)計(jì)揖铜。高可用性策略的規(guī)劃可以分為四個(gè)階段：
收集需求
? ? ? ?決定高可用性策略的第一步無疑是收集業(yè)務(wù)需求來建立SLA。文中之前所述的RTO和RPO是最關(guān)鍵的部分达皿，在此基礎(chǔ)之上為可用性需求建立切實(shí)可行的期望，并基于該期望建立切實(shí)可行的高可用性策略贿肩。
評(píng)估限制
??? 評(píng)估限制不僅僅指的評(píng)估是SQL Server中不同的高可用性技術(shù)中的限制峦椰，還包括那些非技術(shù)的限制。如果只有幾萬元的預(yù)算汰规，卻要做基于異地?cái)?shù)據(jù)中心和SAN復(fù)制的高可用方案汤功，那無疑是癡人說夢(mèng)。另一個(gè)非技術(shù)限制是運(yùn)維人員的水平溜哮，通常來說滔金，復(fù)雜的架構(gòu)意味著需要更高技能的運(yùn)維人員。其它一些非技術(shù)限制包括數(shù)據(jù)中心的可用磁盤空間茂嗓、電源供給和空調(diào)是否能滿足需要餐茵，以及實(shí)現(xiàn)該可用性策略所需要的時(shí)間。
??? 技術(shù)限制則包括不同高可用性的功能與限制述吸，不同SQL Server版本所支持的功能以及CPU個(gè)數(shù)以及內(nèi)存大小等忿族。強(qiáng)烈建議在實(shí)施高可用性策略之前，首先參閱微軟MSDN網(wǎng)站上不同SQL Server版本和功能的限制。
選擇技術(shù)
??? 在收集完需求并評(píng)估限制之后道批，接下來就是選擇本文前面所述的技術(shù)或技術(shù)組合來滿足SLA的需求错英。如果所選技術(shù)無法滿足SLA，則可以很容易的報(bào)告出是由于什么限制無法滿足SLA隆豹，從而可以申請(qǐng)缺少的資源或在SLA上做出妥協(xié)椭岩。
測(cè)試、驗(yàn)證并文檔化
? ? ? ? 在高可用性策略一開始實(shí)施的時(shí)候就需要經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證璃赡，從而確保當(dāng)前的可用性策略能夠滿足SLA判哥。但當(dāng)高可用性策略上線之后，也要定期進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證來確保當(dāng)前的策略在數(shù)據(jù)增長(zhǎng)鉴吹、業(yè)務(wù)或需求變更的情況下依然可以滿足SLA姨伟。同時(shí)，要把可用性解決方案的配置豆励、故障轉(zhuǎn)移的方法和災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃同時(shí)文檔化夺荒，以便于出現(xiàn)故障或是未來調(diào)整高可用性策略時(shí)有跡可循。
本篇文章闡述了高可用性的基本概念良蒸、SLA的概念技扼、SQL Server中所支持的不同種類的高可用性功能以及設(shè)計(jì)一個(gè)高可用性策略所需的步驟。值得注意的是嫩痰，雖然本文僅僅講述了數(shù)據(jù)庫層面的高可用性剿吻，但高可用性不僅僅是DBA的事，還包括系統(tǒng)運(yùn)維人員串纺、網(wǎng)絡(luò)管理人員丽旅、開發(fā)人員、管理人員等不同角色的共同協(xié)作纺棺，才能夠更好的滿足SLA榄笙。
