Jacky @ Alibaba www.HelloDBA.net 数据库高可用架构 Jacky @ Alibaba www.HelloDBA.net
问题与挑战 集中式数据库成为系统瓶颈 数据库依赖高端硬件设备 小型机和高端存储 硬件可用性要求高 Scale up 数据库如何线性扩展（Scale out） 利用廉价设备搭建高可用数据库集群
CAP原理 Consistency：一致性 Availability：可用性 Partition tolerance：分区容错性 三者不可兼得 传统数据库（CA） ACID 原子性，一致性，隔离性，持久性 NoSQL产品（AP） BASE 基本可用，软状态，最终一致
Hardware HA Active/Standby High Availability Bad Scalability IBM hacmp IBM hacmp HP serviceguard
Oracle Data Guard Primary服务，Standby只读(11g) 异步传送方式，可能导致数据丢失 失败切换需要人工干预 廉价的容灾方案
Oracle RAC 架构 Shared Disk Oracle Clusterware High Availability Scale out Load Balance TAF
Oracle RAC 特点 应用透明 廉价的高可用方案 扩展能力有限 共享存储的扩展能力 节点间通信成本 DSS类型应用分析 可扩展特性 充分利用节点计算能力 降低节点间通信成本 OLTP类型应用分析 高可用特性 应用透明切换(TAF)
Oracle ASM
Oracle ASM 特点 具备整合多个存储设备的能力，解决存储的扩展问题 自动负载均衡，支持RAID 10 ASM替换裸设备 ACFS替换OCFS 所有的数据都可以放在ASM中 ASM是免费的
MySQL Replication Master + Slave（单向复制） Master + Master（双向复制） Dual master + heartbeat (HA) Slave可读写，比Oracle DG更灵活
MySQL Cluster 架构 Shared Nothing High Availability Scale out
MySQL cluster 特点 完全分布式架构 高可用 可扩展 存储节点，处理节点和管理节点 内存存储引擎NDB 自动数据hash分布 高可用 可扩展 存储节点，处理节点和管理节点 内存存储引擎NDB 自动数据hash分布 数据自动冗余，防止单点故障 性能不理想 数据同步写多节点 数据按照PK Hash分布 UK需要根据PK访问两次 Join需要将数据读取至mysqld处理
技术发展趋势 硬件 Intel CPU vs IBM Power CPU多核化 Flash Cache / SSD PC server RAS特性增强 Reliability, Availability and Serviceability 软件 虚拟化 分布式 云计算
Oracle Exadata
Oracle Exadata
Oracle Exadata
Oracle Exadata 特性 功能 Smart Scan Smart Flash Cache Storage Index Hybrid Columnar Compressed 特点 廉价设备组成的BOX RAC整合计算能力 ASM整合存储能力 Infiniband高速互联网络 Flash cache作为二级Cache 同时支持DSS和OLTP应用 缺点：贵
读写分离架构-MySQL复制
读写分离架构-Oracle Active Standby
读写分离架构-DB+Memcache
Facebook MySQL+Memcache架构
读写分离架构分析 适合Read Intensive应用 数据库复制存在延迟 一致性的问题 一致性的问题 Read-your-writes consistency Session consistency 数据库单机容量成为瓶颈，Sharding？ Memcache crash = Disaster ?! 分布式Memcached集群 Consisitent hash
Consistent hash
Consistent hash
Sharding架构 BASE思想的产物 具备线性扩展能力 弱化关系型处理 DB = KV Store 分布式Hash算法 Hash(key) mod n Virtual Partition Hash
Virtual Partition Hash策略 根据mod计算hash分布的缺陷 节点变化时，所有数据需要重新分布 Virtual Partition hash策略 虚拟分区策略，预分区 物理节点包含多个虚拟分区 增加节点时，只需移动部分虚拟分区 每个节点都有备用节点 可根据压力状况灵活配置 Consistent hash策略的简化
Virtual Partition Hash策略
Virtual Partition Hash策略
分布式数据库 分布式数据库Proxy 应用透明 Query Parse Query Route Results Merge Load Balance 故障探测 Failover
数据库同步技术 为什么需要数据库同步 商业产品 构建多站点架构 数据库复制无法满足需要 Quest Shareplex Oracle Goldengate
我们的解决方案 触发器方案 日志解析 数据打包传输 应用模型 我们可以做到更好 Oracle redo log MySQL binlog 数据库，文件，图片 应用模型 并行应用模型 如何保持事务一致 我们可以做到更好 解析SQL 灵活定义业务逻辑 提升处理能力
技术趋势 去I/O/E MySQL Sharding架构 DB + Memcached架构 FlashCache/SSD作为DB二级Cache MySQL Cluster 数据同步，多站点架构 廉价高可用数据库集群 Key-Value Store