极悦Java数据库视频资源分享

　　分析数据库架构方案的几个视角用发生故障时的高可用性、切换后的数据一致性和扩展性。每个产品都还有自己独特的优势和功能，这里不一定会提到。

　　2. Oracle数据库的架构方案

　　ORACLE数据库既能跑OLTP业务，也能跑OLAP业务，能力是商业数据库中数一数二的。支持IBM小机和x86 PC服务器，支持多种OS。同时有多种数据库架构方案供选择，成本收益风险也各不相同。

　　A. IBM AIX HACMP + ORACLE9I + EMC

　　架构说明：

　　1. 两台IBM AIX A和B。AIX A运行Oracle Primary实例，AIX B分出部分资源虚拟一个OS C，运行Oracle Standby实例。AIX B剩余大部分资源空闲，用于未来起另外一个OraclePrimary实例。

　　2. 两台存储(EMC只是举例)A和B，分别直连两台AIX A和B。存储A存放Primary实例的日志和数据，也存放Standby实例的Redo(图中未画出，只有在角色未Primary时有效)。存储B存放Standby实例的日志和数据，也存放Primary实例的Redo文件。

　　3. AIX也可以换普通的x86_64 PC服务器，HACMP换为支持linux的集群软件。如Veritas HA。

　　功能：

　　1. 高可用：Oracle Primary实例不可用时，HACMP起用AIX B上的Oracle Primary实例。存储A不可用时，将AIX C上Standby实例Failover为Primary实例。

　　2. 数据一致性：Redo文件在两个存储上都有保留，Standby实例在Failover之前应用Primary的Redo，理论上即使是Failover也不丢数据。

　　3. 扩展性：数据库性能由主机aix和存储能力决定，都可以向上扩展，成本会陡升，且有上限。

　　B. x86 + ORACLE RAC + EMC

　　架构说明：

　　1. 两台主机A和B可以是AIX，也可以是x86_64普通PC服务器，彼此网络直连，同时连接共享的存储EMCA，A和B分别运行一个RAC Primary实例。

　　2. 主机C可以是AIX或x86_64普通PC服务器，直连另外一个存储B，运行Standby实例。也有的架构会有多个Standby实例，其中一个Standby实例也是RAC。

　　功能：

　　1. 高可用：Oracle RACPrimary实例无论哪个不可用，另外一个都可以自动接管服务。如果Primary实例的存储A不可用，则将Standby实例Failover为Primary实例。

　　2. 数据一致性：如果Primary实例也将一组Redo 成员输出到B存储，则理论上可以绝对不丢数据。否则，极端情况下，Failover可能会因为缺少Primary的事务日志而失败，此时直接激活Standby实例为Primary实例，可能会丢失少量数据。

　　3. 扩展性：数据库计算能力不足可以水平扩展(添加RAC节点)，存储能力不足可以向上扩展(存储扩容)。

　　C. Oracle Dataguard 共享Redo

　　架构说明：

　　1. 普通x86服务器A和B，分别运行Oracle的Primary和Standby实例。彼此网络直连，同时连接一个共享存储。

　　2. Primary和Standby实例的Redo和控制文件、spfile都放在共享存储上，所以占用空间非常小。数据文件放在本机上，通常是高速存储(如SSD或者PCIE接口的Flash设备)。

　　功能：

　　1. 高可用：当Primary实例不可用时，将Standby实例Failover为Primary实例。如果共享存储不可用，则两个实例都不可用。通常会有第三个Standby实例。

　　2. 数据一致性：Standby实例在Failover之前应用Primary实例的Redo文件，不丢失事务日志，数据强一致。

　　3. 扩展性：无。

　　3. MySQL数据库的架构方案

　　A. ADHA (Alibaba Database High Availability)

　　架构说明：

　　1. 使用MySQL Master-Master架构，双向同步，Slave只读。

　　2. 使用Zookeeper集群做实例不可用监测和防止脑裂。

　　功能：

　　1. 高可用：Master实例不可用后，将Slave激活。可用性优先。如果Slave延时超出一定阀值，放弃切换。zk集群三节点部署，可以防止脑裂。

　　2. 数据一致性：为尽可能少的减少数据丢失，推荐开启单向半同步技术。同时在老Master恢复后会尽可能的弥补未及时同步到新Master的数据。由于同步依赖Binlog，理论上也是无法保证主从数据绝对一致。

　　3. 扩展性：可以做读写分离，可以新增slave扩展读服务能力。

　　B. MHA (Master High Availability)

　　架构说明：

　　1. 从MySQL主从同步架构衍生出来的，使用半同步技术，所以至少有两个从实例(Slave)。所以整体架构为一主两从，两个从库不是级联关系。

　　功能：

　　1. 高可用：Master不可用时，自动从两个Slave里选出包含Binlog最多的Slave，并提升为Master。同时更改另外一个Slave的Master为新的Master。Master异常时，Slave上的拉取的Binlog如果有丢失(master或者slave故障时)，很容易出现复制中断，因此这种高可用机制并不总是有效。

　　2. 数据一致性：为了尽可能少的丢失Binlog，主从同步推荐使用半同步技术。在网络异常的情况下，半同步有可能降级为异步同步。MHA只是尽最大程度保证数据不丢失。且由于同步依赖的是Binlog，主从的数据理论上也并不能保证严格一致。

　　3. 扩展性：可以提供读写分离服务，可以新增slave节点扩展读服务能力。

　　C. Alipay的OceanBase

　　OceanBase的设计思路跟Spanner类似，但在SQL、存储、事务方面都有自己的创新。

　　架构说明：

　　1. 目前版本计算和存储都集中在一个节点上(PC，OBServer)上，单进程程序，进程包括SQL引擎和存储引擎功能。

　　2. 表数据存在一个或多个分区(使用分区表)，需要业务指定分区规则。分区是数据迁移和高可用的最小单位。分区之间的一致性是通过MultiPaxos保证。

　　3. 支持分布式事务、2.x版本支持全局一致性快照。支持全局一致性备份。

　　4. 兼容MySQL主要用法和Oracle标准SQL用法，目前正在逐步兼容Oracle更多功能。如存储过程、游标和Package等。目标是兼容Oracle常用功能以实现去IOE时应用不修改代码的目标。

　　5. 有多租户管理能力，租户弹性扩容，租户之间有一定资源隔离机制。

　　6. 应用可以通过一个反向代理obproxy或者ob提供的connector-java访问OceanBase集群。

　　跟Spanner的关系和区别：

　　1. Spanner大概2008年开始研发，2012年通过论文对外公开。首次跨地域实现水平扩展，并基于普通PC服务器实现自动高可用和数据强一致。OceanBase在2010年开始立项研发，也是基于普通PC服务器，发展出自己独特的ACID特性和高可用技术以及拆分技术。

　　2. Spanner对标准SQL支持不好，不是真正的关系型数据库，定位于内部应用。OceanBase定位于通用的分布式关系型数据库，支持标准SQL和关系模型。基本兼容MySQL功能，逐步兼容Oracle功能。

　　3. Spanner借助原子钟硬件和TrueTime设计支持全局一致性快照，提供快照读隔离级别，对节点间网络延时要求比较高。OceanBase使用软件提供全局时间服务，实现了全局一致性快照功能。

　　4. Spanner的内部诊断跟踪机制很欠缺，OceanBase的内部诊断分析机制功能很完善，是瞄准商业软件标准去做的。

　　功能：

　　1. 扩展性：租户和集群的弹性伸缩非常方便，可以在线进行，对业务写影响可控。可以用于两地三中心异地容灾和多活(结合业务做单元化设计)。

　　2. 可用性：单个或多个observer不可用时，只要分区的绝大部分成员存活，则可以迅速选举恢复服务(RTO=20s)。

　　3. 数据一致性：故障恢复后，数据库数据绝对不丢。RPO=0。

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