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第三篇——第二部分——第一文 SQL Server镜像简介

發布時間：2023/12/15 数据库 32 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了第三篇——第二部分——第一文 SQL Server镜像简介小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

原文: 第三篇——第二部分——第一文 SQL Server鏡像簡介

原文出處：http://blog.csdn.net/dba_huangzj/article/details/26951563

　　鏡像是什么？說白了就是個鏡子（沒用過鏡子？沒鏡子你總要小便吧？開個玩笑。。），這里鏡子的含義主要有兩個：1、一模一樣，下面會詳細介紹，包括庫名、數據文件和日志文件的存放路徑都要一樣。2、看得到，卻“用不了”，鏡像庫在沒有做任何處理時是不可訪問的。下面進入專業一點的解釋：

　　數據庫鏡像（SQL Server Mirroring）從SQL Server 2005? SP2開始引入，雖然從2008開始被列為“將會被棄用”的功能，但是由于其有很多優勢，一直被廣泛使用至今。本文將介紹鏡像的基礎，也會介紹和其他SQL Server提供的高可用方案的對比。《SQL Server掃盲》系列將會單獨介紹各種高可用方案，所以這里不會過多介紹，主要是進行對比。

術語：

本系列將會用到很多鏡像甚至高可用的術語，所以這里先介紹相關概念：

主體服務器，Principal：在鏡像環境中，包含活動庫的源服務器，可以理解為主服務器。
鏡像服務器，Mirror：在鏡像環境中，包含目標數據庫的服務器，即鏡像環境中的目標服務器。
見證服務器，Witness：可選的一個服務器，用于監控主體服務器和鏡像服務器，最主要的作用是進行自動故障轉移（automatic Failover）。
伙伴服務器，Partner：相對于鏡像環境而言，鏡像服務器就是主體服務器的伙伴服務器，而主體服務器也是鏡像服務器的伙伴服務器。
端點，Endpoint：綁定到網絡協議中的對象，允許SQL Server通過端點在網絡間交互。
會話，Session：活動于鏡像環境中，用于維護服務器之間的狀態信息和關系。簡單來說就是鏡像環境中各個伙伴服務器之間信息的傳遞者。
運行模式，Operating Mode：表示鏡像環境的安全級別，鏡像的運行模式有三種：帶有自動故障轉移的高安全性模式（帶有見證服務器的同步模式），不帶有自動故障轉移的高安全性模式（沒有見證服務器的同步模式），高性能模式（沒有見證服務器的異步同步）。
角色，Role：在鏡像環境中的功能，同一時刻，一個特定的服務器只能是三種角色中的其中一種：主體、鏡像或見證。

運行模式：

　　從大層面來說，SQL Server鏡像只有兩種模式：高安全模式和高性能模式。兩種模式的主要區別在于在事務提交后的操作。可以從圖1-1中查看運行模式。

　　在高性能模式下，主體服務器不需要等待鏡像服務器響應即可提交事務。

　　在高安全性模式，需要把事務同步到鏡像并得到響應后才最終提交主體服務器的事務。

注意：不管使用何種模式，主體庫都必須配置為完整恢復模式。

圖1-1 SQL Server鏡像運行模式

高安全模式，High-Safety Mode：

　　這種模式是同步模式，可以細分為帶有自動故障轉移（即有見證服務器）的高安全模式和不帶自動故障轉移（即沒有見證服務器）的高安全性模式。如果沒有配置見證服務器，那么【帶自動故障轉移功能的高安全性(同步)】選項將會為灰色，即不可選。

　　兩者最大的區別在于是否引入見證服務器，前面提到過，見證服務器能作為仲裁，偵測主體服務器的狀態，一旦見證服務器不能連接主體服務器，將把會話自動切換到鏡像服務器，如果沒有見證服務器，那么需要手動切換。

　　在高安全模式下，事務必須在鏡像庫上提交，才能在主體庫提交，這也意味著整套程序都必須等待鏡像提交事務后才能最終提交，如果在網絡情況不理想，將影響整個運行過程。高安全模式支持標準版和企業版，并且主體和鏡像服務器必須是相同版本，比如不能一個是標準版，一個是企業版。

　　如果需要最高級別的鏡像安全性，可以使用見證服務器作為仲裁，見證服務器不是必須的，但是卻是自動Failover（故障轉移）功能必須的。見證服務器可以使用Workgroup（工作組版）或者Express版。

　　見證服務器用于檢查鏡像環境中，主體庫和鏡像庫的聯接是否正常。見證服務器并不實際執行Failover，僅僅是告知鏡像服務器：“主體服務器宕機了”。即使見證服務器也宕機了，僅僅是不能自動Failover而已，不影響鏡像環境。可以把見證服務器理解為，僅用于回答：主體服務器是否已經宕機了？圖1-2 是帶有見證服務器的高安全性模式的示意圖

圖1-2 帶有見證服務器的高安全性模式

　　當出現性能問題的時候，可以根據圖1-2的步驟來一步一步偵測。

高性能模式，High-Performance Mode：

　　這種模式是異步模式，只能手動Failover，所以沒有必要設置見證服務器（實際上是可以設置，但是沒有任何意義。）。這種模式會有數據丟失的可能。和高安全性模式相比，這種模式不需要等待鏡像服務器的確認，所以在網絡條件不理想的環境下，是不錯的選擇。圖1-3是高性能運行模式的示意圖。

圖1-3? 高性能運行模式

同步、異步處理：

　　從圖1-1 中可以看到，三種運行模式又可以分為兩類處理，同步和異步。當鏡像運行在同步模式下時，數據庫的SAFETY選項為FULL。當鏡像為異步時，數據庫SAFETY的選項為OFF。兩種高安全模式均為同步模式，高性能模式使用異步處理。表1-1 列出了兩種模式的主要特點：

表1-1 同步和異步模式的特點：

模式	版本要求	數據丟失	SAFETY選項	性能影響	恢復速度	故障轉移
同步	標準/企業	0丟失	FULL	網絡可能影響性能	快	可自動
異步	企業版	有可能丟失數據	OFF	影響較小	根據需要提交的事務量而定	不可自動

?圖1-4 SQL Server鏡像運行模式選擇

??????????????? SQL Server鏡像的運行模式及其重要，直接影響到配置、預算及故障偵測和性能優化。需要在前期做好評估，并且選擇滿足當前SLA要求的模式。

會話：

　　在配置完數據庫鏡像之后，就可以開始鏡像會話。在鏡像環境的所有服務器交互過程中，都通過會話來維護對方的狀態信息。開始會話本質上就是開始主體數據庫和鏡像數據庫的同步進程。

暫停和恢復會話：

　　當服務器出現性能問題時，暫停數據庫會話可以臨時停止因為鏡像帶來的壓力，但是要注意，暫停會話會導致日志依舊活動，并且無法截斷，如果時間持續太久，會引起日志文件的迅速增長，帶來一系列的性能問題。日志相關問題可以查看《SQL Server掃盲》中關于日志備份的文章。地址：http://blog.csdn.net/dba_huangzj/article/details/26844859

SSMS暫停會話：

　　可以通過圖1-5中的方式暫時鏡像會話

圖1-5 暫停會話

T-SQL暫停、恢復會話：

　　可在主體庫或者鏡像庫上執行下面的腳本暫停和恢復會話：

ALTER DATABASE AdventureWorks2008R2 SET PARTNER SUSPEND;--暫停會話ALTER DATABASE AdventureWorks2008R2 SET PARTNER RESUME;--恢復會話

　　當數據庫鏡像會話啟動后，主體服務器會發送事務給鏡像服務器，所有未發送到鏡像服務器的事務都被收集到發送隊列（send queue）。在高安全性模式下，僅在鏡像庫處于暫停狀態時才會建立send queue。如果是高性能模式，不僅鏡像處于暫停，即使服務器處于高使用率、網絡慢、鏡像服務器上有一個大型redo 隊列或者其他原因都會引起send queue。

　　在鏡像庫中，已經傳送過來但是未被寫入鏡像庫的事務日志的事務會存放到redo queue中。如果redo操作失敗，鏡像服務器會暫停會話直到問題解決。

　　關于隊列的介紹，將會在本系列的第六篇《監控和優化SQL Server鏡像》中介紹。http://blog.csdn.net/dba_huangzj/article/details/26846203

　　注意：一個數據庫只能有一個鏡像庫，如果需要保持多個副本，可以借助日志傳送加鏡像。

鏡像狀態：?

SQL Server鏡像狀態可能包含下面幾種：

SYNCHRONIZING：正在同步，通常在第一次啟用數據庫鏡像時出現，表示鏡像服務器正在追上主體服務器的進度。
SYNCHRONIZED：已經同步完畢，大部分時間都是這種狀態，一旦有爆發性的事務傳輸到鏡像數據庫，狀態會從SYNCHRONIZED轉變成SYNCHRONIZING。在高安全性模式下，這種狀態通常不會導致數據丟失，僅表示鏡像服務器正在同步，但是在高性能模式下，可能有數據丟失的風險。
SUSPENDED：掛起，當主體服務器不發送事務到鏡像服務器時出現，在Failover發生后會出現這種狀態（如果鏡像環境依舊運行，僅使用Failover則不出現，但是如果鏡像庫斷開連接，則會出現）。手動暫停鏡像會話或者redo 日志發生錯誤時都會出現。
PENDING_FAILOVER：僅當主體服務器變成鏡像服務器并且斷開用戶連接時，會在原主體服務器出現這種狀態。在這種狀態下，主體服務器和鏡像服務器都會表現這種狀態。但是見證服務器會出現：CONNECTED/DISCONNECTED/UNKNOWN的其中一種狀態。
- CONNECTED：代表見證服務器能連到其中一個伙伴，另外兩種代表不能連到伙伴服務器，這種情況下，數據庫會變成不可用，如果鏡像環境使用了見證，而鏡像服務器為DISCONNECTED，并且鏡像服務器奔潰，那么數據庫（即使在主體服務器上）都會變得無法訪問。所以當見證為disconnected，可以關閉見證，從而禁用仲裁，使用ALTER DATABASE <DB> SET WITNESS OFF實現。
- DISCONNECTED：當鏡像環境中的伙伴均無法連接對方時出現。

　　可以使用sys.database_mirroring目錄視圖查看鏡像信息。

切換角色：

相比其他高可用，鏡像可以輕易切換角色，SQL Server鏡像可以使用下面三種方式切換角色：

手動Failover：

使用T-SQL語句：

Use master go ALTER DATABASE <DB> SET PARTNER FAILOVER--在主體服務器上執行

使用SSMS：

圖1-6使用SSMS實現手動Failover

注意：高性能模式下不支持手動切換

自動Failover：

帶有見證服務器的高安全模式，當主體連接失敗或者停止工作時，會自動切換到鏡像服務器。當原主體服務器重新連機時，這臺原主體服務器會變成鏡像環境中的鏡像服務器。

可能丟失數據的強制切換：

這種切換方式支持沒有見證服務器的高性能和高安全模式，可以使用下面的T-SQL語句實現：

ALTER DATABASE <DB> SET PARTNER FORCE_SERVICE_ALLOW_DATA_LOSS --在鏡像庫執行

透明客戶端重定向?：

由SQL Native Client（SNAC）提供，允許鏡像環境下，應用程序自動重定向到鏡像數據庫中。通過在連接字符串加上Failover_Partner關鍵字來實現。應用程序需要添加重新嘗試聯接的功能。?

SQL Server2008鏡像的改進：

日志流壓縮：

基于最小化網絡帶寬帶來的影響，2008引入了日志流壓縮功能，但是需要注意壓縮和解壓功能天生就會增加CPU的開銷。

自動頁還原：

在過去，頁損壞是很頭痛的事情，并且很難恢復。2008的鏡像功能通過把鏡像庫的對應頁恢復到主體庫的頁上，從而恢復數據。但是有些頁鏡像是不能回復的，比如文件頭（page 0），數據庫啟動頁（boot page，page 9），SGAM、PFS。但是對于下面的情況，鏡像可以恢復：

Error 823：OScyclic redundancy check（CRC）failure
Error 824：logical errors including a bad page checksum or torn write
Error 829：page has been marked as restore pending

SQL Server鏡像各功能所需版本：

　　一圖抵千言，圖1-7展示了SQL Server鏡像中各個功能所需的版本支持：

圖1-7 SQL Server鏡像中各個功能所需的版本支持

其他高可用對比

截至SQL Server 2012為止，內置的高可用功能有集群（Cluster）、鏡像（Mirroring）、復制（Replication）、日志傳送（Log Shipping）和AlwaysOn（2012出現）。其中AlwaysOn基本上已經實現了集群、鏡像的組合功能，所以本文不把鏡像和AlwaysOn比較。僅對其他部分比較。詳細信息可以看官方文檔：

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms190202(v=sql.105).aspx

下面簡要介紹一下鏡像和其他部分的對比：

集群（Cluster）

優點：

這部分特指2012之前的Cluster，它基于Windows 的故障轉移集群，可以自動檢測SQL Server的健康狀態，進行自動故障轉移切換（自動Failover）。并且它的切換時間幾乎等于SQL Server服務啟動時間，除非有大量事務需要redo，否則一般不會延時很久，和帶有見證服務器的高安全運行模式一起被稱為2012之前的0延時高可用技術。另外兩種都不能實現自動切換及0延時。
通過虛擬網絡名稱，客戶端可以透明訪問活動實例，而不用修改程序的連接字符串，這一點比鏡像有進一步的改進，鏡像由于只有一個鏡像庫，所以在第一次Failover成功之后，如果不做處理，鏡像環境中原主體庫即使重新聯機。
從2008開始可以指定對非活躍節點進行升級維護。

缺點：

使用共享磁盤，如果共享磁盤出問題，整個Cluster都會癱瘓。
非活躍節點一直處于停止狀態，不能分攤負載，也造成資源浪費。
實施成本高，需要最少3臺機且必須在域中。
故障轉移是整個實例的，和鏡像不同，如果只有某個或者少數幾個庫出現問題需要Failover，鏡像可以進行單獨轉移，但是Cluster不可以，這樣會導致少數不相關的庫受牽連。

　　Cluster有譯成群集，不過這個無所謂，大家知道這個意思即可。我個人偏向使用英文。

復制（Replication）

　　復制天生就不是一種高可用技術，實際上是用來進行數據同步而已。如果單純進行高可用方案，復制不是一個首選方案。

優點：

實現對象級別的同步，可以細化到列和行。
訂閱庫（也就是復制環境下的目標庫）是可讀的，可以進行讀寫分離方案。
支持多個庫訂閱一個庫。延時可以達到秒級。
可以使用不同的SQL Server版本。

缺點：

不提供自動故障轉移。
不保證對象0丟失。
故障偵測較為困難，錯誤信息往往不能很明顯地表現出問題。
對表的定義有一定限制，比如事務復制要求表必須有主鍵。

日志傳送（Log Shipping）

優點：

目標庫可作為報表使用。并且過程中對主體服務器的壓力很小。
支持冗余多個副本，可進行遠程暖備。
機制簡單，故障偵測較為容易。

缺點：

不支持不同版本的SQL Server。
延時是一定有的，不能實現完全同步。
不支持自動偵測和轉移。
還原日志時，目標庫不能對外訪問。
同步以庫為單位。

　　下面借用《SQL Server 2012 實施與管理實戰指南》上的一個表格來總結一下：

功能	Cluster	日志傳送	鏡像	復制
保護級別	實例	庫	庫	數據庫對象
數據丟失	/	可能	同步模式下無	可能有
自動故障轉移	是	否	高安全模式下是	否
對客戶端是否透明	是	否	是，但需要設置字符串	否
停機時間	基于服務重啟	長	等于恢復時間	長
多備用庫	否	是	否	是
備用副本可讀	/	是	否	是
抵御誤操作	否	是	否	否
抵御磁盤故障	否	是	是	是
是否需要特定硬件	Windows集群	無	要求較好的磁盤和網絡	無
對性能影響	低	中	中	高
版本支持	2000開始	2000開始	2005開始	2000開始

下一篇：第三篇——第二部分——第二文計劃搭建SQL Server鏡像?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的第三篇——第二部分——第一文 SQL Server镜像简介的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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