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论数据库集群技术及应用

admin2016-03-25  25
问题 论数据库集群技术及应用
选项
答案写作要点： 一、简要介绍企业的业务背景、数据分析需求、采用的数据库集群技术等内容，说明自己担任的实际工作。 二、详细论述所参与的软件项目对数据管理的实际需求，论述如何应用或设计数据库集群技术。 数据库集群系统是利用多台数据库服务器，构成一个虚拟单一的数据库逻辑映像，如同单数据库一样，向客户端提供透明的数据服务。 为保证虚拟单一的数据库逻辑映像，数据库集群系统有多种实现方式：单份数据集，两份或多份相似但非实时同步的数据集，两份或多份实时一致的数据集等。数据库集群的特点包括：数据库集群系统往往是同构系统，集群中各个节点具有相同的操作系统和数据库系统版本；数据库集群往往建立在高速局域网内，一般通过多台服务器提供数据冗余，为客户端提高数据的高可用性和高可靠性；通过多种负载均衡技术为客户端提供高性能。 按照数据库集群的架构可分为共享磁盘型和非共享磁盘型数据库集群。共享磁盘型的数据库集群只有一个单一的数据集，不存在节点之间的数据同步问题。非共享磁盘型数据库集群系统包含多个物理机器，为保持统一的逻辑数据视图，数据同步是一个核心问题。数据库集群系统中常见的数据同步机制包括： 1．串行数据复制分为串行异步复制和串行同步复制 1)串行异步复制：主要采用数据库事务日志传送或者硬盘数据块传送技术来实现。主数据库完成事务处理后，生成事务日志或将数据写入数据块中，通过FIFO队列的形式，将数据传送到备份数据库，得到一致数据。存在的主要问题是：异步会存在时间差，带来主、备数据库上数据的不一致，也可能会丢失数据；同时存在一定的额外开销。 2)串行同步复制：此类集群往往是由昂贵的专用软硬件构成，采用专用的高速网络和软件技术，将每个数据库的请求，通过同步复制的方式，同步在主备两台数据库服务器上执行正确后，才将结果返回给数据库客户。其主要特点是主备服务器同时处理，性能低，而且专用系统造价昂贵。 2．基于共享存储技术：典型的产品是数据库的双机容错技术，也包括Oracle的RAC产品。该系统的架构是多个机器共享一个磁盘阵列，服务器通过虚拟IP提供服务，形成单一的逻辑数据库。一旦某个机器异常，则通过心跳检测或其他信息交换协议，完成主备机器的切换。主要特点是单一数据存储，不存在数据同步问题，但是单一数据往往成为整个系统的单点错误源；而且只能通过数据库中常用的备份或复制方法获取第二份数据，以保证数据安全，因此，所有复制或备份方法的缺点，此类系统全部存在。另外，主备机器的切换也需要时间开销。 3．基于实时数据同步技术：此类集群的基本特征是节点有自己独立的存储设备，数据采用非共享存储。因此该集群一般均提供负载均衡技术，采用的负载均衡技术有基于连接的负载均衡和基于请求的负载均衡两种。在实现节点之间的数据同步上，或者通过专门的高速数据同步技术，或者通过分布式数据库中的两阶段提交协议来实现。此类集群系统的核心特点是：1)实时冗余一致的数据存储，理论上实现了数据的零丢失，可以做到很高的可用性；2)由于需要额外的数据同步操作，因此性能会受到一定的影响，如采用两阶段提交来实现同步，则会更慢一些；同时，额外的数据同步也限制了集群中的节点数目。 目前基于共享存储和基于实时数据同步技术(即非共享存储)是数据库集群中的主流技术，串行数据复制也可以算作是非共享存储中的一种，但由于性能较差，缺陷明显，在市场上采用的较少。在实际选择数据库集群产品时，需要考虑的问题包括：数据的并发／性能需求、数据容量、数据可靠性、数据可用性、实现成本等问题。
解析
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