分析數(shù)據(jù)庫架構(gòu)方案的幾個(gè)視角用發(fā)生故障時(shí)的高可用性、切換后的數(shù)據(jù)一致性和擴(kuò)展性。每個(gè)產(chǎn)品都還有自己獨(dú)特的優(yōu)勢和功能，這里不一定會(huì)提到。

　　2. Oracle數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)方案

　　ORACLE數(shù)據(jù)庫既能跑OLTP業(yè)務(wù)，也能跑OLAP業(yè)務(wù)，能力是商業(yè)數(shù)據(jù)庫中數(shù)一數(shù)二的。支持IBM小機(jī)和x86 PC服務(wù)器，支持多種OS。同時(shí)有多種數(shù)據(jù)庫架構(gòu)方案供選擇，成本收益風(fēng)險(xiǎn)也各不相同。

　　A. IBM AIX HACMP + ORACLE9I + EMC

　　架構(gòu)說明：

　　1. 兩臺(tái)IBM AIX A和B。AIX A運(yùn)行Oracle Primary實(shí)例，AIX B分出部分資源虛擬一個(gè)OS C，運(yùn)行Oracle Standby實(shí)例。AIX B剩余大部分資源空閑，用于未來起另外一個(gè)OraclePrimary實(shí)例。

　　2. 兩臺(tái)存儲(chǔ)(EMC只是舉例)A和B，分別直連兩臺(tái)AIX A和B。存儲(chǔ)A存放Primary實(shí)例的日志和數(shù)據(jù)，也存放Standby實(shí)例的Redo(圖中未畫出，只有在角色未Primary時(shí)有效)。存儲(chǔ)B存放Standby實(shí)例的日志和數(shù)據(jù)，也存放Primary實(shí)例的Redo文件。

　　3. AIX也可以換普通的x86_64 PC服務(wù)器，HACMP換為支持linux的集群軟件。如Veritas HA。

　　功能：

　　1. 高可用：Oracle Primary實(shí)例不可用時(shí)，HACMP起用AIX B上的Oracle Primary實(shí)例。存儲(chǔ)A不可用時(shí)，將AIX C上Standby實(shí)例Failover為Primary實(shí)例。

　　2. 數(shù)據(jù)一致性：Redo文件在兩個(gè)存儲(chǔ)上都有保留，Standby實(shí)例在Failover之前應(yīng)用Primary的Redo，理論上即使是Failover也不丟數(shù)據(jù)。

　　3. 擴(kuò)展性：數(shù)據(jù)庫性能由主機(jī)aix和存儲(chǔ)能力決定，都可以向上擴(kuò)展，成本會(huì)陡升，且有上限。

　　B. x86 + ORACLE RAC + EMC

　　架構(gòu)說明：

　　1. 兩臺(tái)主機(jī)A和B可以是AIX，也可以是x86_64普通PC服務(wù)器，彼此網(wǎng)絡(luò)直連，同時(shí)連接共享的存儲(chǔ)EMCA，A和B分別運(yùn)行一個(gè)RAC Primary實(shí)例。

　　2. 主機(jī)C可以是AIX或x86_64普通PC服務(wù)器，直連另外一個(gè)存儲(chǔ)B，運(yùn)行Standby實(shí)例。也有的架構(gòu)會(huì)有多個(gè)Standby實(shí)例，其中一個(gè)Standby實(shí)例也是RAC。

　　功能：

　　1. 高可用：Oracle RACPrimary實(shí)例無論哪個(gè)不可用，另外一個(gè)都可以自動(dòng)接管服務(wù)。如果Primary實(shí)例的存儲(chǔ)A不可用，則將Standby實(shí)例Failover為Primary實(shí)例。

　　2. 數(shù)據(jù)一致性：如果Primary實(shí)例也將一組Redo 成員輸出到B存儲(chǔ)，則理論上可以絕對(duì)不丟數(shù)據(jù)。否則，極端情況下，F(xiàn)ailover可能會(huì)因?yàn)槿鄙貾rimary的事務(wù)日志而失敗，此時(shí)直接激活Standby實(shí)例為Primary實(shí)例，可能會(huì)丟失少量數(shù)據(jù)。

　　3. 擴(kuò)展性：數(shù)據(jù)庫計(jì)算能力不足可以水平擴(kuò)展(添加RAC節(jié)點(diǎn))，存儲(chǔ)能力不足可以向上擴(kuò)展(存儲(chǔ)擴(kuò)容)。

　　C. Oracle Dataguard 共享Redo

　　架構(gòu)說明：

　　1. 普通x86服務(wù)器A和B，分別運(yùn)行Oracle的Primary和Standby實(shí)例。彼此網(wǎng)絡(luò)直連，同時(shí)連接一個(gè)共享存儲(chǔ)。

　　2. Primary和Standby實(shí)例的Redo和控制文件、spfile都放在共享存儲(chǔ)上，所以占用空間非常小。數(shù)據(jù)文件放在本機(jī)上，通常是高速存儲(chǔ)(如SSD或者PCIE接口的Flash設(shè)備)。

　　功能：

　　1. 高可用：當(dāng)Primary實(shí)例不可用時(shí)，將Standby實(shí)例Failover為Primary實(shí)例。如果共享存儲(chǔ)不可用，則兩個(gè)實(shí)例都不可用。通常會(huì)有第三個(gè)Standby實(shí)例。

　　2. 數(shù)據(jù)一致性：Standby實(shí)例在Failover之前應(yīng)用Primary實(shí)例的Redo文件，不丟失事務(wù)日志，數(shù)據(jù)強(qiáng)一致。

　　3. 擴(kuò)展性：無。

　　3. MySQL數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)方案

　　A. ADHA (Alibaba Database High Availability)

　　架構(gòu)說明：

　　1. 使用MySQL Master-Master架構(gòu)，雙向同步，Slave只讀。

　　2. 使用Zookeeper集群做實(shí)例不可用監(jiān)測和防止腦裂。

　　功能：

　　1. 高可用：Master實(shí)例不可用后，將Slave激活。可用性優(yōu)先。如果Slave延時(shí)超出一定閥值，放棄切換。zk集群三節(jié)點(diǎn)部署，可以防止腦裂。

　　2. 數(shù)據(jù)一致性：為盡可能少的減少數(shù)據(jù)丟失，推薦開啟單向半同步技術(shù)。同時(shí)在老Master恢復(fù)后會(huì)盡可能的彌補(bǔ)未及時(shí)同步到新Master的數(shù)據(jù)。由于同步依賴Binlog，理論上也是無法保證主從數(shù)據(jù)絕對(duì)一致。

　　3. 擴(kuò)展性：可以做讀寫分離，可以新增slave擴(kuò)展讀服務(wù)能力。

　　B. MHA (Master High Availability)

　　架構(gòu)說明：

　　1. 從MySQL主從同步架構(gòu)衍生出來的，使用半同步技術(shù)，所以至少有兩個(gè)從實(shí)例(Slave)。所以整體架構(gòu)為一主兩從，兩個(gè)從庫不是級(jí)聯(lián)關(guān)系。

　　功能：

　　1. 高可用：Master不可用時(shí)，自動(dòng)從兩個(gè)Slave里選出包含Binlog最多的Slave，并提升為Master。同時(shí)更改另外一個(gè)Slave的Master為新的Master。Master異常時(shí)，Slave上的拉取的Binlog如果有丟失(master或者slave故障時(shí))，很容易出現(xiàn)復(fù)制中斷，因此這種高可用機(jī)制并不總是有效。

　　2. 數(shù)據(jù)一致性：為了盡可能少的丟失Binlog，主從同步推薦使用半同步技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)異常的情況下，半同步有可能降級(jí)為異步同步。MHA只是盡最大程度保證數(shù)據(jù)不丟失。且由于同步依賴的是Binlog，主從的數(shù)據(jù)理論上也并不能保證嚴(yán)格一致。

　　3. 擴(kuò)展性：可以提供讀寫分離服務(wù)，可以新增slave節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展讀服務(wù)能力。

　　C. Alipay的OceanBase

　　OceanBase的設(shè)計(jì)思路跟Spanner類似，但在SQL、存儲(chǔ)、事務(wù)方面都有自己的創(chuàng)新。

　　架構(gòu)說明：

　　1. 目前版本計(jì)算和存儲(chǔ)都集中在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上(PC，OBServer)上，單進(jìn)程程序，進(jìn)程包括SQL引擎和存儲(chǔ)引擎功能。

　　2. 表數(shù)據(jù)存在一個(gè)或多個(gè)分區(qū)(使用分區(qū)表)，需要業(yè)務(wù)指定分區(qū)規(guī)則。分區(qū)是數(shù)據(jù)遷移和高可用的最小單位。分區(qū)之間的一致性是通過MultiPaxos保證。

　　3. 支持分布式事務(wù)、2.x版本支持全局一致性快照。支持全局一致性備份。

　　4. 兼容MySQL主要用法和Oracle標(biāo)準(zhǔn)SQL用法，目前正在逐步兼容Oracle更多功能。如存儲(chǔ)過程、游標(biāo)和Package等。目標(biāo)是兼容Oracle常用功能以實(shí)現(xiàn)去IOE時(shí)應(yīng)用不修改代碼的目標(biāo)。

　　5. 有多租戶管理能力，租戶彈性擴(kuò)容，租戶之間有一定資源隔離機(jī)制。

　　6. 應(yīng)用可以通過一個(gè)反向代理obproxy或者ob提供的connector-java訪問OceanBase集群。

　　跟Spanner的關(guān)系和區(qū)別：

　　1. Spanner大概2008年開始研發(fā)，2012年通過論文對(duì)外公開。首次跨地域?qū)崿F(xiàn)水平擴(kuò)展，并基于普通PC服務(wù)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)高可用和數(shù)據(jù)強(qiáng)一致。OceanBase在2010年開始立項(xiàng)研發(fā)，也是基于普通PC服務(wù)器，發(fā)展出自己獨(dú)特的ACID特性和高可用技術(shù)以及拆分技術(shù)。

　　2. Spanner對(duì)標(biāo)準(zhǔn)SQL支持不好，不是真正的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，定位于內(nèi)部應(yīng)用。OceanBase定位于通用的分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，支持標(biāo)準(zhǔn)SQL和關(guān)系模型?；炯嫒軲ySQL功能，逐步兼容Oracle功能。

　　3. Spanner借助原子鐘硬件和TrueTime設(shè)計(jì)支持全局一致性快照，提供快照讀隔離級(jí)別，對(duì)節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)延時(shí)要求比較高。OceanBase使用軟件提供全局時(shí)間服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了全局一致性快照功能。

　　4. Spanner的內(nèi)部診斷跟蹤機(jī)制很欠缺，OceanBase的內(nèi)部診斷分析機(jī)制功能很完善，是瞄準(zhǔn)商業(yè)軟件標(biāo)準(zhǔn)去做的。

　　功能：

　　1. 擴(kuò)展性：租戶和集群的彈性伸縮非常方便，可以在線進(jìn)行，對(duì)業(yè)務(wù)寫影響可控?？梢杂糜趦傻厝行漠惖厝轂?zāi)和多活(結(jié)合業(yè)務(wù)做單元化設(shè)計(jì))。

　　2. 可用性：單個(gè)或多個(gè)observer不可用時(shí)，只要分區(qū)的絕大部分成員存活，則可以迅速選舉恢復(fù)服務(wù)(RTO=20s)。

　　3. 數(shù)據(jù)一致性：故障恢復(fù)后，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)絕對(duì)不丟。RPO=0。

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