DevOps實(shí)踐系列文章，請(qǐng)參見連接识埋。

概述：

在所有的軟件系統(tǒng)中都有數(shù)據(jù)持久化的需求凡伊。而平常我們?cè)谲浖到y(tǒng)中使用最多的方式就是數(shù)據(jù)庫。所以窒舟，就需要對(duì)數(shù)據(jù)庫的可靠性做一些必要的設(shè)計(jì)系忙。以保證之后在項(xiàng)目上線運(yùn)營過程中發(fā)生不可修復(fù)的問題，以此來整體提高軟件系統(tǒng)的整體可靠性惠豺。

隨著軟件行業(yè)的不斷發(fā)展笨觅，行業(yè)中也對(duì)軟件各個(gè)層面上的解決方案都提供了高性能、靠可靠的解決方案「冢現(xiàn)在在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層面也形成了很多解決方案。如：RDBMS的分庫分片技術(shù)杀糯、NoSql的CAP解決方案扫俺、NewSQL技術(shù)、BigTable技術(shù)等固翰。雖然數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層也有著層出不窮的存儲(chǔ)技術(shù)狼纬，就像作者之前說的一樣。每項(xiàng)技術(shù)都有它所擅長的方向骂际，都有它的問題解決域疗琉。所以，不是每一項(xiàng)技術(shù)都可以應(yīng)用到所有的場(chǎng)景下歉铝。

針對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域盈简，仍然是RDBMS占有著很大的優(yōu)勢(shì)。就算是RDBMS型的數(shù)據(jù)庫也可以再劃分為很多種類型太示。鑒于本文關(guān)系的是數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)（物理）結(jié)構(gòu)柠贤，從數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上將數(shù)據(jù)庫分為：內(nèi)存式、文件系統(tǒng)类缤、物理機(jī)臼勉。基本上一個(gè)比較成熟的數(shù)據(jù)庫都是支持這些模式餐弱。

數(shù)據(jù)庫使用過程中需要發(fā)揮RDBMS的特點(diǎn)囱晴。在滿足業(yè)務(wù)上的需求的同時(shí)，還需要滿足技術(shù)上的瓢谢、運(yùn)維上的很多需求畸写。所以接下來就從數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)開始一步一步的深入數(shù)據(jù)庫可靠性設(shè)計(jì)的方方面面。

數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)開發(fā)：

現(xiàn)在業(yè)界有一種不成文的規(guī)定：在項(xiàng)目沒有發(fā)展到一定階段時(shí)恩闻，開發(fā)模型都會(huì)直接使用數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)開發(fā)艺糜。然后在到達(dá)一定階段之后，再進(jìn)行重構(gòu)幢尚。
這里對(duì)數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)開發(fā)的軟件過程或思維模式的指導(dǎo)下破停，簡單的對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施過程進(jìn)行一下闡述：

1. 根據(jù)業(yè)務(wù)分析出數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)；
2. 尉剩；
   • 規(guī)劃數(shù)據(jù)庫容量真慢，并發(fā)量
   • 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
   • 設(shè)計(jì)容災(zāi)與備份方案
   • 等
3. 開發(fā)、測(cè)試理茎、部署之后即可交付黑界。

數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)開發(fā)模式是對(duì)軟件無知狀態(tài)下的一種探索。它忽略了前期皂林、中期朗鸠、后期的很多分析與度量的內(nèi)容。并且省略了上面的第二條础倍。而且根據(jù)作者在之后會(huì)介紹倉庫系統(tǒng)及知識(shí)庫架構(gòu)模式中的指導(dǎo)：可以將數(shù)據(jù)庫作為以一個(gè)知識(shí)庫烛占。也不會(huì)進(jìn)行提前的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。知識(shí)庫是用來在不同的業(yè)務(wù)或者服務(wù)間共享知識(shí)與數(shù)據(jù)沟启。所以忆家，這里并不是推薦這種開發(fā)模式，并請(qǐng)盡量不要使用數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)開發(fā)模式德迹。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)一般可以分為：概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)芽卿、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)胳搞。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫中結(jié)構(gòu)的一個(gè)過程卸例。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的E-R圖，具體的將實(shí)體關(guān)系肌毅，數(shù)據(jù)格式定義出來币厕。物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定邏輯層的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在什么樣的硬件上，怎樣存儲(chǔ)在硬件上芽腾。

我們這里更關(guān)心物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)旦装。第一步是需要知道業(yè)務(wù)中的非功能需求。非功能需求可以評(píng)估出數(shù)據(jù)庫的容量摊滔，并發(fā)量阴绢，數(shù)據(jù)類型等等信息店乐。然后根據(jù)這些信息在進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)工作中要考慮的內(nèi)容有：

1. 數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)容量是否能夠容納呻袭，是否需要進(jìn)行分庫眨八，分表操作。
2. 是讀頻繁型左电，還是寫頻繁型廉侧，還是都頻繁型？
3. 數(shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)寫入到查詢出的時(shí)延要求篓足？
4. 是否允許進(jìn)行讀寫分離設(shè)計(jì)段誊？
5. 數(shù)據(jù)庫是否允許冷備，還是只可以進(jìn)行熱備或者變形方案栈拖？
6. 數(shù)據(jù)庫可以接受的備份方式：全量備份连舍，增量備份（日志備份，差異備份）涩哟，不備份索赏？
7. 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)時(shí)允許丟失的數(shù)據(jù)的要求？
8. 數(shù)據(jù)庫運(yùn)維監(jiān)控贴彼、容量監(jiān)控潜腻、負(fù)載監(jiān)控、熱數(shù)據(jù)加速器仗、死鎖檢測(cè)融涣。
9. 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)設(shè)計(jì)∏嘧疲恢復(fù)時(shí)間要求？恢復(fù)到的環(huán)境的要求妓盲？

在設(shè)計(jì)過程中還需要考慮數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的價(jià)值以及對(duì)于維護(hù)數(shù)據(jù)庫可用杂拨、可靠的投入之間的投入產(chǎn)出比。因?yàn)橐粋€(gè)完備的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)可能成本會(huì)非常高悯衬。而對(duì)于一個(gè)小型的網(wǎng)頁應(yīng)用來看弹沽，不必要做的很完善。

并且因?yàn)閿?shù)據(jù)庫的備份工作一般情況下還是需要人員參與的筋粗，所以也需要制定一套完善的數(shù)據(jù)庫操作規(guī)范策橘。以防止在人為參與的情況下造成數(shù)據(jù)的丟失與不一致。并且需要設(shè)計(jì)一套完整的自動(dòng)化數(shù)據(jù)庫運(yùn)維過程娜亿。

備份設(shè)計(jì)：

數(shù)據(jù)庫的備份需要從下圖中的幾個(gè)方面進(jìn)行考慮丽已。但在每個(gè)產(chǎn)品/項(xiàng)目中數(shù)據(jù)庫的使用設(shè)計(jì)都是不盡興同的，所以买决，對(duì)數(shù)據(jù)庫的備份方面的設(shè)計(jì)還是要與使用設(shè)計(jì)相結(jié)合沛婴。這里只介紹備份設(shè)計(jì)中需要考慮的內(nèi)容吼畏。

數(shù)據(jù)庫備份設(shè)計(jì)

下面逐層介紹需要注意的內(nèi)容：

1. 邏輯結(jié)構(gòu)層：
   • 邏輯結(jié)構(gòu)中是否可以進(jìn)行讀寫分離時(shí)的部分表的備份，即是否有外鍵關(guān)系嘁灯，表中的數(shù)據(jù)是否可以進(jìn)行單獨(dú)的導(dǎo)入導(dǎo)出操作泻蚊。
   • 數(shù)據(jù)索引是否與具體的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和索引方式有關(guān)。如果有關(guān)需要將這些元數(shù)據(jù)一并保存丑婿。
   • 數(shù)據(jù)庫中的存儲(chǔ)過程性雄，觸發(fā)器是否與表空間、邏輯數(shù)據(jù)庫有關(guān)羹奉。
   • 數(shù)據(jù)備份時(shí)使用鎖表秒旋，還是停機(jī)的方式進(jìn)行備份？
2. 中間件
   • 中間件中的分片策略是否與具體的數(shù)據(jù)庫有關(guān)尘奏，是否可以在中間上替換數(shù)據(jù)庫實(shí)例滩褥？
   • 向中間件中新添加數(shù)據(jù)庫實(shí)例時(shí)，分片策略是否需要變更炫加？
3. 內(nèi)存
   • 表數(shù)據(jù)怎樣被加載到內(nèi)存中瑰煎？
   • 是否有內(nèi)存表的創(chuàng)建？內(nèi)存表是否需要進(jìn)行備份?
4. 計(jì)算
   • 計(jì)算是在磁盤上的數(shù)據(jù)中進(jìn)行的還是在內(nèi)存上的數(shù)據(jù)中進(jìn)行的俗孝？
   • 是否有預(yù)處理酒甸、預(yù)計(jì)算結(jié)果保存表，每次備份重新計(jì)算還是直接保存預(yù)計(jì)算結(jié)果赋铝？
5. 裸設(shè)備
   • 裸設(shè)備上的數(shù)據(jù)是否有工具可以備份成文件形式插勤？并有工具可以恢復(fù)回去
   • 裸設(shè)備導(dǎo)出與導(dǎo)入的速度？
6. 自動(dòng)化
   • 盡量的減少人工操作的內(nèi)容革骨，減少因?yàn)槿斯氲腻e(cuò)誤农尖。
7. 規(guī)范流程
   • 數(shù)據(jù)遷移工具的使用規(guī)范
   • 數(shù)據(jù)備份過程規(guī)范
   • 數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)規(guī)范
   • 數(shù)據(jù)備份恢復(fù)規(guī)范

參照：

關(guān)于開發(fā)方法可以參照：TDD，ATDD良哲，BDD盛卡，DDD，MDSD筑凫。