用來保存計算最終結(jié)果的數(shù)據(jù)庫是整個信息系統(tǒng)的重要組成部分，技術(shù)也相對成熟。然而，對于所有數(shù)據(jù)庫而言，除了記錄正確的處理結(jié)果之外，也面臨著一 些挑戰(zhàn)：如何提高處理速度，數(shù)據(jù)可用性、數(shù)據(jù)安全性和數(shù)據(jù)集可擴性。將多個數(shù)據(jù)庫聯(lián)在一起組成數(shù)據(jù)庫集群來達到上述目標(biāo)應(yīng)該說是一個很自然的想法。

集群（Cluster）技術(shù)是使用特定的連接方式，將價格相對較低的硬件設(shè)備結(jié)合起來，同時也能提供高性能相當(dāng)?shù)娜蝿?wù)處理能力。本文試圖對當(dāng)前主要的數(shù)據(jù)庫集群用到的具體技術(shù)和市場上的主流產(chǎn)品進行分析并作點評，從而為讀者提供一個數(shù)據(jù)庫集群的評價參考。

下面討論的數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)分屬兩類體系：基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群技術(shù)和基于數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)（中間件）的集群技術(shù)。

基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群技術(shù)（共享磁盤或非共享磁盤）

基于數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)（中間件）的集群技術(shù)（不共享磁盤）

關(guān)鍵技術(shù)

在復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)之間做比較，其實就是比較它所包含的各項子技術(shù)性能和它們之間的協(xié)調(diào)運作能力，下面的文字將介紹數(shù)據(jù)庫集群最需要得到重視的核心技術(shù)，同時也關(guān)注到了一些技術(shù)細節(jié)。

提高處理速度的四種辦法

提高磁盤速度：主要思想是提高磁盤的并發(fā)度。盡管實現(xiàn)方法各不相同，但是它們最后的目的都是提供一個邏輯數(shù)據(jù)庫的存儲映象。

【點評】系統(tǒng)為了提高磁盤訪問速度，建立一個虛擬的涵蓋所有數(shù)據(jù)“大”數(shù)據(jù)庫，而不用去考慮數(shù)據(jù)的實際物理磁盤存放位置。

分散數(shù)據(jù)的存放：利用多個物理服務(wù)器來存放數(shù)據(jù)集的不同部分，使得不同的服務(wù)器進行并行計算成為可能。

ORACLE RAC是共享磁盤的體系結(jié)構(gòu)，用戶只需簡單地增加一個服務(wù)器節(jié)點，RAC就能自動地將這節(jié)點加入到它的集群服務(wù)中去，RAC會自動地將數(shù)據(jù)分配到這節(jié)點 上，并且會將接下來的數(shù)據(jù)庫訪問自動分布到合適的物理服務(wù)器上，而不用修改應(yīng)用程序；UDB是非共享磁盤的體系結(jié)構(gòu)，需要手工修改數(shù)據(jù)分區(qū)，MSCS和 ASE也是同樣情況。ICX是一種基于中間件的數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)，對客戶端和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器都是透明的?？梢杂脕砑簬讉€數(shù)據(jù)庫集群。

【點評】系統(tǒng)通過化整為零的策略，將數(shù)據(jù)表格分散到多個服務(wù)器或者每個服務(wù)器分管幾個內(nèi)容不同的表格，這樣做的目的在于通過多服務(wù)器間并行運算以提高訪問速度。

對稱多處理器系統(tǒng)： 利用多處理機硬件技術(shù)來提高數(shù)據(jù)庫的處理速度。所有基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群都支持這個技術(shù)。

【點評】將多CPU處理器進行合理調(diào)度，來同時處理不同的訪問要求，但這種技術(shù)在數(shù)據(jù)庫上的應(yīng)用的實際收益是很有限的。

交易處理負載均衡：在保持數(shù)據(jù)集內(nèi)容同步的前提下，將只讀操作分布到多個獨立的服務(wù)器上運行。因為絕大多數(shù)的數(shù) 據(jù)庫操作是瀏覽和查詢，如果我們能擁有多個內(nèi)容同步的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，交易負載均衡就具有最大的潛力（可以遠遠大于上面敘述的最多達四個處理器的對稱多處理 器系統(tǒng)）來提高數(shù)據(jù)庫的處理速度，同時會具有非常高的數(shù)據(jù)可用性。

所有基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群系統(tǒng)都只支持一個邏輯數(shù)據(jù)庫映象和一個邏輯或物理的備份。這個備份的主要目的是預(yù)防數(shù)據(jù)災(zāi)難。因此，備份里的數(shù)據(jù)只能通過 復(fù)制機制來更新，應(yīng)用程序是不能直接更新它的。利用備份數(shù)據(jù)進行交易負載均衡只適用于一些非常有限的應(yīng)用，例如報表統(tǒng)計、數(shù)據(jù)挖掘以及其它非關(guān)鍵業(yè)務(wù)的應(yīng) 用。

【點評】負載平衡算是一項“老”技術(shù)了。但將性能提高到最大也是集群設(shè)計所追求的終極目標(biāo)。傳統(tǒng)意義上，利用備份數(shù)據(jù)進行交易負載均衡只適用于一些非常有限的應(yīng)用。

上述所有技術(shù)在實際部署系統(tǒng)的時候可以混合使用以達到最佳效果。

提高可用性的四種方法

硬件級冗余：讓多處理機同時執(zhí)行同樣的任務(wù)用以屏蔽瞬時和永久的硬件錯誤。有兩種實現(xiàn)方法：構(gòu)造特殊的冗余處理機和使用多個獨立的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

基于數(shù)據(jù)庫的集群系統(tǒng)都是用多個獨立的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來實現(xiàn)一個邏輯數(shù)據(jù)庫，在任意瞬間，每臺處理器運行的都是不同的任務(wù)。這種系統(tǒng)可以屏蔽單個或多個服務(wù)器的損壞，但是因為沒有處理的冗余度，每次恢復(fù)的時間比較長。

【點評】傳統(tǒng)意義上，硬件越貴，性能越高，但往往事與愿違。想通過追加和升級硬件設(shè)備來改善硬件級的冗余，要進行詳細的需求分析和論證。

通訊鏈路級冗余：冗余的通訊鏈路可以屏蔽瞬時和永久的通訊鏈路級的錯誤。

基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)：共享磁盤和獨立磁盤。RAC, MSCS 可以認為是共享磁盤的集群系統(tǒng)。UDB和ASE 是獨立磁盤的集群系統(tǒng)。共享磁盤集群系統(tǒng)的通訊的冗余度最小。

【點評】通訊鏈路級的冗余具有容錯功能。

軟件級冗余：由于現(xiàn)代操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫引擎的高度并發(fā)性，由競爭條件、死鎖、以及時間相關(guān)引發(fā)的錯誤占據(jù)了非正 常停機服務(wù)的絕大多數(shù)原因。采用多個冗余的運行數(shù)據(jù)庫進程能屏蔽瞬時和永久的軟件錯誤?；跀?shù)據(jù)庫引擎的集群系統(tǒng)都用多個處理器來實現(xiàn)一個邏輯數(shù)據(jù)庫，它 們只能提供部分軟件冗余，因為每一瞬間每個處理器執(zhí)行的都是不同的任務(wù)。

【點評】改善軟件設(shè)計來提高冗余性能和屏蔽軟件級錯誤是每個技術(shù)開發(fā)商的夢想。傳統(tǒng)的集群系統(tǒng)只能提供部分軟件冗余。

數(shù)據(jù)冗余：

1. 被動更新數(shù)據(jù)集：所有目前的數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)(同步或異步)，例如磁盤鏡像、數(shù)據(jù)庫文件復(fù)制以及數(shù)據(jù)庫廠商自帶的數(shù)據(jù)庫備份工具都只能產(chǎn)生被動復(fù)制數(shù)據(jù)集。它一般只用于災(zāi)難恢復(fù)。

【點評】大多數(shù)應(yīng)用都是采用被動更新數(shù)據(jù)集的方法。這種方法容災(zāi)能力差，資源占用多，已面臨淘汰和革新。

2. 主動更新數(shù)據(jù)集：這種數(shù)據(jù)集需要一臺或多臺備份數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來管理，它可用于報表生成，數(shù)據(jù)挖掘，災(zāi)難恢復(fù)甚至低質(zhì)量負載均衡。分同步和異步兩種。

異步主動復(fù)制數(shù)據(jù)集：先把事務(wù)處理交給主服務(wù)器來完成，然后事務(wù)處理再被串行地交給備份服務(wù)器以執(zhí)行同樣操作來保證數(shù)據(jù)一致性。所有的商用數(shù)據(jù)庫都支持異步主動復(fù)制技術(shù)。

同步主動復(fù)制數(shù)據(jù)集：要求所有并發(fā)事務(wù)處理在所有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上同時完成。直接好處就是解決了隊列管理問題，同時通過負載均衡實現(xiàn)更高性能和可用 性。RAC, UDB, MSCS 和 ASE是用完全串行化并結(jié)合兩階段提交協(xié)議來實現(xiàn)的，設(shè)計目標(biāo)就是為了獲得一份可用于快速災(zāi)難恢復(fù)的數(shù)據(jù)集。

【點評】主動更新數(shù)據(jù)集是目前比較先進的數(shù)據(jù)冗余方法。專業(yè)人員還可以進行更底層的技術(shù)細節(jié)比較。底層技術(shù)的差異直接影響著一些重要指標(biāo)。

提高安全和數(shù)據(jù)集可擴性的技術(shù)

在提高數(shù)據(jù)庫安全性和數(shù)據(jù)集可擴性這兩方面，可以創(chuàng)新的空間是很小的。數(shù)據(jù)庫最常見的安全辦法是口令保護，要么是分布式的，要么是集中式的。在數(shù)據(jù) 庫前面增加防火墻會增加額外的延遲，因此，盡管許多安全侵犯事件是來自于公司內(nèi)部，但是數(shù)據(jù)庫防火墻還是很少被采用。如果數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)是基于中間件技術(shù) 實現(xiàn)的，就有可能在不增加額外延遲的情況下，在數(shù)據(jù)經(jīng)過的路徑上實現(xiàn)防火墻功能。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)集的可擴性只能通過將數(shù)據(jù)分布到多個獨立的物理服務(wù)器上來實 現(xiàn)。

主流產(chǎn)品

在數(shù)據(jù)庫集群產(chǎn)品方面，其中主要包括基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群技術(shù)的Oracle RAC、Microsoft MSCS、IBM DB2 UDB、Sybase ASE，以及基于數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)（中間件）的集群技術(shù)的ICX-UDS等產(chǎn)品。

Oracle RAC

Oracle RAC 支持 Oracle 數(shù)據(jù)庫在集群上運行的所有類型的主流商業(yè)應(yīng)用程序。這包括流行的封裝產(chǎn)品，如 SAP、PeopleSoft 和 Oracle E-Business Suite 等，以及自主研發(fā)的應(yīng)用程序，其中包括 OLTP 和 DSS，以及 Oracle 有效支持混合 OLTP/DSS 環(huán)境的獨有能力。Oracle 是唯一提供具備這一功能的開放系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的廠商。 Oracle RAC 運行于集群之上，為 Oracle 數(shù)據(jù)庫提供了最高級別的可用性、可伸縮性和低成本計算能力。如果集群內(nèi)的一個節(jié)點發(fā)生故障，Oracle 將可以繼續(xù)在其余的節(jié)點上運行。如果需要更高的處理能力，新的節(jié)點可輕松添加至集群。為了保持低成本，即使最高端的系統(tǒng)也可以從采用標(biāo)準(zhǔn)化商用組件的小型 低成本集群開始逐步構(gòu)建而成。

Oracle 的主要創(chuàng)新是一項稱為高速緩存合并的技術(shù)，它最初是針對 Oracle9i 真正應(yīng)用集群開發(fā)的。高速緩存合并使得集群中的節(jié)點可以通過高速集群互聯(lián)高效地同步其內(nèi)存高速緩存，從而最大限度地低降低磁盤 I/O。高速緩存最重要的優(yōu)勢在于它能夠使集群中所有節(jié)點的磁盤共享對所有數(shù)據(jù)的訪問。數(shù)據(jù)無需在節(jié)點間進行分區(qū)。Oracle RAC 支持企業(yè)網(wǎng)格。Oracle RAC 的高速緩存合并技術(shù)提供了最高等級的可用性和可伸縮性。Oracle RAC能顯著降低了運營成本，增強了靈活性，從而賦予了系統(tǒng)更卓越的適應(yīng)性、前瞻性和靈活性。動態(tài)提供節(jié)點、存儲器、CPU 和內(nèi)存可以在實現(xiàn)所需服務(wù)級別的同時，通過提高的利用率不斷降低成本。

Oracle RAC采用了“sharing everything”的實現(xiàn)模式,通過CPU共享和存儲設(shè)備共享來實現(xiàn)多節(jié)點之間的無縫集群，用戶提交的每一項任務(wù)被自動分配給集群中的多臺機器執(zhí)行， 用戶不必通過冗余的硬件來滿足高可靠性要求。另一方面，RAC可以實現(xiàn)CPU的共享，即使普通服務(wù)器組成的集群也能實現(xiàn)過去只有大型主機才能提供的高性 能。

Microsoft MSCS

數(shù)年以來，Microsoft一直致力于對自身服務(wù)器解決方案的伸縮能力、可用性與可靠性進行擴展。最初代號為Wolfpack且先后被稱為 Microsoft集群服務(wù)器與Microsoft集群服務(wù)的MSCS是Microsoft在NT集群技術(shù)領(lǐng)域中的首次重拳出擊，它是公認的最佳 Microsoft集群解決方案。在MSCS群集中，MSCS軟件最多可以同四臺運行在高速網(wǎng)絡(luò)上的物理計算機建立連接。通常情況下，群集中的計算機能夠 按照“活動--活動”方式共享相同的存儲子系統(tǒng)與功能，這意味著所有集群計算機（節(jié)點）均可主動通過共享負載的方式協(xié)同完成工作，并在某個節(jié)點出現(xiàn)故障時 分擔(dān)它的工作。MSCS的主要用途是通過自身提供的容錯能力提高應(yīng)用程序可用性。容錯能力是指將相關(guān)處理過程從某個節(jié)點上的故障應(yīng)用程序移植到集群中其它 健康節(jié)點上的集群功能。當(dāng)故障應(yīng)用程序得到恢復(fù)后，集群應(yīng)當(dāng)能夠?qū)υ鹊募汗?jié)點實現(xiàn)“故障返回”。MSCS能夠在不丟失任何與故障應(yīng)用程序相關(guān)數(shù)據(jù)的前 提下對集群上所運行的應(yīng)用程序進行故障恢復(fù)與故障返回管理，并且能夠在故障恢復(fù)過程中維護用戶及應(yīng)用程序狀態(tài)。這種類型的集群功能被稱作有狀態(tài)集群功能。 MSCS同時還允許用戶在應(yīng)用程序升級過程中繼續(xù)進行工作。您可以采取滾動升級方式（例如每次在一個集群節(jié)點上升級應(yīng)用程序并確保其它節(jié)點上的應(yīng)用程序繼 續(xù)處于可用狀態(tài)）而不必在升級過程中停止使用應(yīng)用程序。

SQL Server 2005是微軟的下一代數(shù)據(jù)管理和分析解決方案，給企業(yè)級應(yīng)用數(shù)據(jù)和分析程序帶來更好的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，更易于創(chuàng)建、部署和管理。它憑借針對故障 轉(zhuǎn)移群集機制的支持能力，得以增強的多實例支持能力以及分析服務(wù)對象與數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)能力，分析服務(wù)的可用性得到了提高。它提供了諸如表分區(qū)、快照隔離、 64位支持等方面的高級可伸縮性功能，使用戶能輕松構(gòu)建和部署關(guān)鍵應(yīng)用。表和索引的分區(qū)功能顯著增強了對大型數(shù)據(jù)庫的查詢性能。

利用Windows 2000 MSCS實現(xiàn)的4節(jié)點集群

性能指標(biāo)

這部分將介紹集群系統(tǒng)的細節(jié)技術(shù)指標(biāo)。在做系統(tǒng)規(guī)劃時，用戶就可去掉一些應(yīng)用中不太重要的指標(biāo)，或賦予這些指標(biāo)以不同的權(quán)重，從而進行專業(yè)的技術(shù)性能比較，選擇最適合自己的數(shù)據(jù)庫集群系統(tǒng)。

處理速度

磁盤技術(shù)：所有集群系統(tǒng)都能很好地應(yīng)用磁盤技術(shù)，但是由于DM，F(xiàn)M會對磁盤系統(tǒng)帶來傳輸速度的負面影響，因此這方面它們相對欠缺。

數(shù)據(jù)分割：所有基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群系統(tǒng)都有很好數(shù)據(jù)分割能力。

SMP：所有基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群系統(tǒng)的SMP性能指標(biāo)都比較接近。

負載均衡：一般的數(shù)據(jù)庫引擎的集群系統(tǒng)由于使用了備份的數(shù)據(jù)集，因此只能支持有限的負載均衡。這一指標(biāo)不同產(chǎn)品之間有差異。

數(shù)據(jù)可用性

處理器和軟件冗余：只有部分集群系統(tǒng)支持該功能。

通訊鏈路冗余：一般來說，共享磁盤的集群系統(tǒng)通訊鏈路冗余指標(biāo)較低，獨立磁盤的集群系統(tǒng)指標(biāo)較高。

數(shù)據(jù)冗余：

主動異步復(fù)制：除了磁盤和文件鏡像外，其他集群系統(tǒng)支持該功能。

主動同步復(fù)制：所有集群系統(tǒng)支持該功能，細節(jié)指標(biāo)略有不同。

被動異步復(fù)制：所有集群系統(tǒng)該性能指標(biāo)都比較接近。

被動同步更新：所有集群系統(tǒng)該性能指標(biāo)都比較接近。

通過廣域網(wǎng)的復(fù)制技術(shù)：

遠程主動異步復(fù)制：所有的集群系統(tǒng)都支持這種復(fù)制技術(shù)，只不過對隊列的管理能力有所不同。DM，F(xiàn)M和RAID的此性能相對較低。RAID不支持遠程復(fù)制功能。

遠程主動同步復(fù)制：ICX在這方面做的比較好。

遠程被動異步復(fù)制：DM 和 FM支持這種類型的復(fù)制，因為DM和FM對集群是透明的，是在集群系統(tǒng)的下一層工作的，所有的集群系統(tǒng)都可以利用它們提供的功能。

遠程被動同步復(fù)制：DM和FM支持這種類型的復(fù)制，因為這種復(fù)制方式只在距離很近的時候才能使用（使用雙模光纖，半徑五英里）。同樣地，因為DM和FM對集群是透明的, 所有的集群系統(tǒng)都可以利用它們提供的功能, 如果部署的話，所有的集群系統(tǒng)都是類似的。

安全性

口令：這是所有集群系統(tǒng)的基本性能。分布式或集中式的口令保護基本上保證了數(shù)據(jù)的安全。

數(shù)據(jù)庫防火墻：大多數(shù)數(shù)據(jù)庫集群系統(tǒng)得數(shù)據(jù)庫防火墻很少被采用，而ICX則采用在數(shù)據(jù)經(jīng)過的路徑上實現(xiàn)防火墻功能。

數(shù)據(jù)集的可擴性

數(shù)據(jù)分區(qū)：所有基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群系統(tǒng)都具備數(shù)據(jù)分區(qū)以保證數(shù)據(jù)集的可擴展。

數(shù)據(jù)分區(qū)的可用性：所有集群系統(tǒng)該性能指標(biāo)比較接近。

集群管理

共享磁盤的集群系統(tǒng)，比如RAC、MSCS，它們的管理比較方便，其中RAC的服務(wù)更多。但是，由于此種系統(tǒng)中的每一單獨的服務(wù)器需要特殊處理，和 獨立磁盤的集群系統(tǒng)比較，就容易管理多了（雖然進行初始化和修改配置的時候也不那么容易）,但它們都要求應(yīng)用程序?qū)翰煌该鳎遗渲?，修改也比較麻 煩。

獨立磁盤的集群系統(tǒng)象 UDB、ASE此性能相對稍低，因為用的都是非共享磁盤，所以管理相對繁瑣。

ICX在易管理性（初始配置和將來的修改）方面和獨立磁盤集群系統(tǒng)的性能相當(dāng)，但是在對底層數(shù)據(jù)管理復(fù)雜性方面做得比較好。在對數(shù)據(jù)庫引擎和數(shù)據(jù)進行底層修復(fù)的時候任務(wù)需要直接到每臺數(shù)據(jù)庫處理器上去做。

那些磁盤工具，即DM、FM和RAID，它們對集群是透明的。管理相對簡單得多。

應(yīng)用透明度

因為在錯誤回復(fù)和分區(qū)方面對應(yīng)用程序不透明以及它們對應(yīng)用程序都有些特殊的要求，基于數(shù)據(jù)庫引擎的RAC、MSCS、UDB、ASE和ICX在這方面都有待提高的地方。而DM、FM和RAID它們對應(yīng)用程序可以說是完全透明的。

IBM DB2 UDB

DB2 UDB大量自動或自我管理功能可使管理員能夠節(jié)省更多時間來集中精力考慮驅(qū)動業(yè)務(wù)價值的問題，甚至可以消除較小的實施項目對專職管理員的需求。

UDB的優(yōu)勢體現(xiàn)在DB2的開放無界：支持Unix, Linux 以及Windows等主流操作系統(tǒng)；支持各種開發(fā)語言和訪問接口；同時具有良好的數(shù)據(jù)安全性和穩(wěn)定性。DB2 V8.2的高可用性災(zāi)備技術(shù)，可在極短時間內(nèi)使關(guān)鍵應(yīng)用得到恢復(fù)。利用DB2數(shù)據(jù)分區(qū)部件(DPF)實現(xiàn)橫向擴展，可以支持多達1000臺服務(wù)器組成的龐大數(shù)據(jù)庫群集，為構(gòu)建企業(yè)級數(shù)據(jù)倉庫提供堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。利用DB2的數(shù)據(jù)分區(qū)部件以及DB2信息集成器(DB2 II)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫操作可綜合利用網(wǎng)格中的每臺服務(wù)器的運算能力，實現(xiàn)真正意義上的網(wǎng)格運算。

UDB V8.2應(yīng)用更多的創(chuàng)新技術(shù)，Design Advisor可以幫助 DBA 制定全面的數(shù)據(jù)庫設(shè)計決策，包括集成復(fù)雜的功能劃分、物化查詢表，大大縮短部署時間。自動生成統(tǒng)計信息概要代表了來自 IBM LEO研發(fā)項目的首次部署。自主對象維護特性可自動執(zhí)行基于策略的管理和維護功能，如表重構(gòu)、統(tǒng)計信息收集和數(shù)據(jù)庫備份。高可用性災(zāi)難恢復(fù)和客戶機重路由 特性實現(xiàn)了具備隨選能力的企業(yè)所需的24*7信息可用性和恢復(fù)力。此外，DB2 UDB 提供與 Java/Eclipse 和 Microsoft .NET IDE的深入集成或插件。

DB2 UDB結(jié)構(gòu)拓撲圖

SYBASE ASE

ASE性能的提高是建立在虛擬服務(wù)器架構(gòu)上的，這是 Sybase 獨有的體系結(jié)構(gòu)。當(dāng)前的ASE版本是ASE15。與操作系統(tǒng)和相關(guān)軟件保持獨立讓ASE15可以更智能化地進行系統(tǒng)自我調(diào)優(yōu)。VSA只需要很少的內(nèi)存資源 和內(nèi)部交換開銷，所以ASE15可以管理大量的聯(lián)機用戶。能夠使ASE提高性能并控制成本的最主要原因是它采用了專利技術(shù)的、自調(diào)整的優(yōu)化器和查詢引擎。 它可以智能地調(diào)整復(fù)雜的查詢操作并忽略那些未包含相關(guān)信息的分區(qū)上的數(shù)據(jù)。ASE15還通過一系列用來管理和診斷數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的新特性來降低運營成本。

ASE15 擁有高可靠性和極低的運行風(fēng)險。個人數(shù)據(jù)的安全性是ASE特別關(guān)注的領(lǐng)域，使用了一種無需修改應(yīng)用的獨特加密系統(tǒng)。當(dāng)應(yīng)用和安全軟件進行連接時將降低實施 成本并避免產(chǎn)生新的安全漏洞。ASE15 還通過一種簡單、直接和可編程的腳本語言來方便進行加密和解密。在解決意外停機問題時，ASE15 在其已證實的可靠性和高系統(tǒng)利用率的基礎(chǔ)上，增加了許多顯著的功能來增強系統(tǒng)的可用性和災(zāi)難恢復(fù)過程。新的存儲引擎支持四種數(shù)據(jù)分區(qū)方式，在不同的物理設(shè) 備上進行不同的分區(qū)操作。能幫助數(shù)據(jù)庫管理員迅速地建立冗余災(zāi)難恢復(fù)節(jié)點并在異構(gòu)的數(shù)據(jù)平臺上同步數(shù)據(jù)庫。

ASE15系統(tǒng)新的查詢和存儲引擎被設(shè)計用于支持下一代網(wǎng)格計算和集群技術(shù)。它結(jié)合了充分利用數(shù)據(jù)分區(qū)技術(shù)的查詢處理機制和適用于解決集群問題的優(yōu) 化器技術(shù)。同時ASE15為事件驅(qū)動的企業(yè)提供了一個絕好的數(shù)據(jù)庫平臺。與web services 和 XML的架構(gòu)將減少系統(tǒng)內(nèi)部的相互依賴性，并為應(yīng)用開發(fā)提供更大的靈活性。

ICX-UDS

ICX-UDS不受基于數(shù)據(jù)庫引擎的集群技術(shù)限制，可以支持不同的數(shù)據(jù)庫。

它類似通常的代理服務(wù)器。把ICX放置在關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)路徑上，監(jiān)聽數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)流量。ICX網(wǎng)關(guān)將自動過濾出無狀態(tài)的查詢訪問，并將負載均衡到所有服務(wù) 器上。在這里，網(wǎng)關(guān)就象一個在線“編譯器”，它將所有對數(shù)據(jù)庫的更新操作發(fā)送到所有數(shù)據(jù)庫上執(zhí)行，而將無狀態(tài)的查詢操作只發(fā)送到其中某一數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。

對于統(tǒng)計報表和數(shù)據(jù)挖掘類應(yīng)用，可以通過復(fù)制和只讀去獲得更快的處理速度。還能指定更多的只讀來負載均衡。ICX 網(wǎng)關(guān)的容錯可以通過備份網(wǎng)關(guān)來達到。加載一個非同步的數(shù)據(jù)庫可以造出不影響主服務(wù)機群的近于實時的數(shù)據(jù)源。

ICX 網(wǎng)關(guān)和負載均衡器配置示意圖

應(yīng)用點評

Oracle RAC和Oracle數(shù)據(jù)庫提供的特定新管理性增強功能實現(xiàn)了企業(yè)網(wǎng)格。各種規(guī)模的企業(yè)都可以采用Oracle RAC來支持各類應(yīng)用程序。

企業(yè)網(wǎng)格采用大型標(biāo)準(zhǔn)化商用組件配置：處理器、網(wǎng)絡(luò)和存儲器。利用Oracle RAC的高速緩存合并技術(shù)，Oracle數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了最高可用性和可伸縮性?，F(xiàn)在，利用Oracle數(shù)據(jù)庫和Oracle RAC將大幅降低了運行成本，進一步增強了靈活性，其動態(tài)提供節(jié)點、存儲器、CPU和內(nèi)存的特性可以更輕松、高效地保持服務(wù)級別，而通過提高的利用率又進 一步降低了成本。企業(yè)網(wǎng)格是未來的數(shù)據(jù)中心，使企業(yè)具備更高的適應(yīng)能力、前瞻性和敏捷性。

集群技術(shù)隨著服務(wù)器硬件系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的發(fā)展將會在可用性、高可靠性、系統(tǒng)冗余等方面逐步提高。我們匯集了市場上的主流產(chǎn)品，并從分析性能指標(biāo)的角度出發(fā)，對產(chǎn)品進行了簡要評價。

Sybase ASE是一個深受用戶歡迎的高性能數(shù)據(jù)庫，它具有一個開放的、可擴展的體系結(jié)構(gòu)，易于使用的事務(wù)處理系統(tǒng)，以及低廉的維護成本。

ASE可支持傳統(tǒng)的、關(guān)鍵任務(wù)的OLTP和DSS應(yīng)用，并且滿足Internet應(yīng)用的發(fā)展需要，Sybase可以很好地滿足關(guān)鍵任務(wù)的企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng) 用的需求，提供數(shù)據(jù)庫可靠性、集成性和高性能。ASE有效的多線索結(jié)構(gòu)，內(nèi)部并行機制和有效的查詢優(yōu)化技術(shù)提供了出色性能和可伸縮性；還可提供先進的企業(yè) 集成、強健和數(shù)據(jù)訪問與數(shù)據(jù)移動技術(shù)，支持跨越遠程Sybase和non-Sybase數(shù)據(jù)庫的分布事務(wù)和查詢。ASE進一步擴展了這些功能，通過分布信 息和管理商業(yè)事務(wù)，支持通過企業(yè)信息門戶對商業(yè)系統(tǒng)進行個性化的用戶訪問。

MSCS對于諸如電子郵件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序之類的應(yīng)用程序，是一種良好的運行方式。

假設(shè)您決定在一個4節(jié)點MSCS群集上運行Microsoft Exchange 2000 Server。當(dāng)安裝MSCS軟件以及適用于群集的Exchange 2000版本后，您可以對群集進行配置，以便使Exchange 2000能夠在主要節(jié)點發(fā)生故障時在備份節(jié)點上進行故障恢復(fù)。當(dāng)故障發(fā)生時，主服務(wù)器上肯定存在處于打開狀態(tài)的用戶會話，然而，MSCS能夠在不丟失任何 數(shù)據(jù)的情況下快速、自動的完成故障恢復(fù)。備份節(jié)點將從故障節(jié)點上接替工作負載及相關(guān)數(shù)據(jù)，并繼續(xù)為用戶提供服務(wù)。

ICX的最大優(yōu)點是在數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)上有了新的探索，此項基于中間件的數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)為獲得具有高可擴性的高性能數(shù)據(jù)庫提供了一條切實可行的途徑，同時能靈活地適應(yīng)未來的技術(shù)變化。

這種中間件復(fù)制技術(shù)可位于關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)路徑上，監(jiān)聽所有進出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的流量，方便地提供防火墻和其它安全服務(wù)，保護物理的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。通過多個服 務(wù)器的并發(fā)處理很容易地隱藏了處理的延遲。實時并行同步交易復(fù)制：一旦我們突破了實時并行同步交易復(fù)制的技術(shù)障礙，用戶就能通過由多個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)成的 集群來獲得高性能，高可用性和高安全性。

DB2 UDB是一個可以隨企業(yè)增長的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)對網(wǎng)站的事務(wù)需求達到峰值時它可以迅速響應(yīng)，它可以進行擴展以容納分布在許多不同數(shù)據(jù)庫中的數(shù)量不斷增長的信息。

隨著信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)從一個處理器發(fā)展到多個處理器再到高度并行的多個群集，它也隨之?dāng)U展。將分區(qū)技術(shù)和群集技術(shù)集成到新的 DB2 UDB Enterprise Server Edition 中意味著該版本很靈活。DB2 UDB還添加了自主數(shù)據(jù)庫技術(shù)，它使數(shù)據(jù)庫管理員可以選擇使用增強的自動化技術(shù)來配置、調(diào)優(yōu)和管理他們的數(shù)據(jù)庫。自主數(shù)據(jù)庫管理意味著管理員可以在管理日常任務(wù)上花費較少的時間。表的多維群集減輕了 DBA 創(chuàng)建索引的工作負擔(dān)，同時提供了數(shù)據(jù)群集以快速查詢。DB2內(nèi)置的已規(guī)劃的和未規(guī)劃的可用性能力確保了業(yè)務(wù)應(yīng)用程序在任何時候都可用。諸如索引重建、索引創(chuàng)建和表裝載之類的聯(lián)機實用程序以及可以不停止數(shù)據(jù)庫進行更改的配置參數(shù)，都意味著改進的性能和高可用性。

【相關(guān)】 理想的數(shù)據(jù)庫集群應(yīng)具備的特點

提高速度：只通過簡單地增加數(shù)據(jù)庫服務(wù)器就能相對提高數(shù)據(jù)庫處理速度。

數(shù)據(jù)同步：在任何時刻需要有多個隨時可用的實時同步數(shù)據(jù)服務(wù)。最好有多個異地的同步數(shù)據(jù)服務(wù)。

安全保證：除了密碼保護之外，我們最好能控制企業(yè)內(nèi)部對數(shù)據(jù)庫的非法訪問。

可擴展性：應(yīng)保證我們能任意增大數(shù)據(jù)集而沒有對可用性產(chǎn)生負面影響。

一般來說，有關(guān)數(shù)據(jù)庫集群的技術(shù)都非常龐雜。更具挑戰(zhàn)性的是，實際應(yīng)用要求在提高速度、數(shù)據(jù)同步、安全保證、可擴展性方面的指標(biāo)能同時提升，而不是單純提升某一指標(biāo)而犧牲其他指標(biāo)。全面提升這些技術(shù)指標(biāo)是數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)都將面臨的重大課題。

【名詞】

集群：是一組通過協(xié)同工作方式運行同一套應(yīng)用程序并針對客戶端及應(yīng)用程序提供單一系統(tǒng)映像的獨立計算機。集群技術(shù)的目標(biāo)在于通過多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進一步提高伸縮能力、可用性與可靠性。

可伸縮性：是指一臺計算機在維持可接受性能的前提下處理不斷提高的工作負載的能力。

可用性：是指存在質(zhì)量、備用能力、獲取簡便性以及可訪問能力。

可靠性：是指系統(tǒng)牢固程度。