DBTwin数据库集群技术白皮书.docx

DBTwin数据库集群系统
技 术 白 皮 书
无锡浙潮科技有限公司
2010年1月
目录
当前数据库用户面临的问题 3
当前市场上存在的针对数据库的解决方案 4
DBTWIN数据库集群 8
DBTWIN的实现原理 。因此无法用备份数据库作负荷 均衡。
由于主备数据库永远不一致, 主数据库一旦发生事故，就一定会丢失数据。在这种 情况下，要么需要手工恢复数据库，这会消耗大量的人工成本，或者数据根本就不 能恢复。
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的，原理图如下：
高速专用同步复制网络
数据库1 数据库2
图 2. 硬件级同步复制示意图
此类系统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。 此系统的特点是：
主数据库被强迫与备份数据库同步串行处理，因此性能受到限制。
主备数据库中任意一个出现问题，都会迫使事务处理交易回滚，因此整个系统的可 靠性比单机系统降低了一半。
由于以上问题，这种备份方式只适用于近距离光纤网络（5 英里）。
专用系统造价昂贵，又加上述明显缺陷，因此市场上很少被采用。
基于双机容错技术 从技术适应性的角度讲，双机容错比较适合于无状态应用，或者状态信息较少的应用切 换，以此达到应用级的高可用性目的，其实并不适合于数据库级的应用切换。
El
数据库客户 虚拟IP
■
共享阵列
In
DB弓|擎1
DB弓|擎2
心跳线
图 3. 数据库双机示意图
此种结构往往是两个服务器共享一个磁盘阵列，这里两个服务器共享一个虚拟的IP供数 据库客户使用，形成一个单一的逻辑数据库映象。此种所谓的数据库集群的目的是，一旦主 机系统出现问题，备份系统通过心跳机制的检测，完成从主机系统到备份系统的切换，它有 下列特点：
此种高可用性解决方案只是无状态系统（典型的如Web服务器）的普通容错切换思想 在数据库领域的应用。
此系统本身只有一个单一的数据映象，数据储存在共享的磁盘阵例上，因此共享的 磁盘阵例成为了整个系统的单点错误源。
由于是单一数据映象，因此必须采用通常的复制或备份方法获取第二份数据，以保 证数据的安全性。因此所有复制或备份方法的缺点，此类系统全部存在。
主机系统和备份系统之间是没有任何负载均衡关系的，在正常情况下，备份系统是 闲置在那里，因此对用户来说是一种投资浪费。
在错误切换的时候，往往存在切换时间长，而且更严重的是存在丢失用户交易数据 丢失的现象，结果导致系统被迫停止服务，或者需要人工修复数据，或者数据永远 找不回来。
在错误切换的时候，有时候会发生备份系统的数据库启动不了的情况，这时候，整 个数据库系统也就无法访问了。
以RAC为代表的系统
RAC的英文全称是：Real Application Cluster（真正的应用级集群）。我们需要关注 的是“应用级”为了缓解数据库系统日益增长的性能压力，ORACLE公司推出了 RAC 系统。它基本结构如下：
数据库客户 虚拟IP
图 4. ORACLE RAC 示意图
此类系统，专门是针对数据库性能问题而提出的。采用共享磁盘阵列的方式，因此在 结构上和上述双机容错相似，不同的地方在于此系统中的数据库节点之间采用的不是简单的 心跳检测，而是ORACLE公司自己定义的一套复杂的信息交换协议，以此来动态分配来自 数据库客户端的请求。它的特点是：
是个应用级的集群，也就是针对 ORACLE 的数据库管理系统（因为数据库管理系统对 于操作系统来讲，就是一个“应用程序”，因此被称为“应用级集群”），专门为提 高数据库性能而设计。
此系统本身只有一个单一的数据映象，数据储存在共享的磁盘阵例上，因此享的磁 盘阵例成为了整个系统的单点错误源。
管理配置复杂。
由于是单一数据映象，因此必须采用通常的复制或备份方法获取第二份数据，以保 证数据的安全性。因此所有复制或备份方法的缺点，此类系统全部存在。
由于数据库系统本身具有咼I/O的特性，因此，RAC系统里，磁盘I/O是提咼性能 的关键地方。
综合上所述，针对数据库系统普遍存在的三大方面的问题，上述各个技术和方案，各 有不同的侧重，实现的代价和复杂度也各不相同，但是它们有共同的特点是：只解决数据库 系统的某一方面的问题，甚至在解决这方面问题的时候，同时加重了另外一个或两个方面的 问题。
3. DBTwin 数据库集群
DBTwin是北京浙潮科技基于动态并发事务的理念设计出的新型数据库集群软件，对当 前数据库集群领域是一次革命性的突破。由DBTwin构成的新型数据库集群在数据安全性、 咼性能和服务可用性方面均具有非常