原文: 第三篇——第二部分——第一文 SQL Server鏡像簡(jiǎn)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(gè)鏡子（沒用過鏡子？沒鏡子你總要小便吧？開個(gè)玩笑。。 ），這里鏡子的含義主要有兩個(gè)：1、一模一樣，下面會(huì)詳細(xì)介紹，包括庫(kù)名、數(shù)據(jù)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(kù)在沒有做任何處理時(shí)是不可訪問的。下面進(jìn)入專業(yè)一點(diǎn)的解釋：

　　數(shù)據(jù)庫(kù)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(huì)被棄用”的功能，但是由于其有很多優(yōu)勢(shì)，一直被廣泛使用至今。本文將介紹鏡像的基礎(chǔ)，也會(huì)介紹和其他SQL Server提供的高可用方案的對(duì)比。《SQL Server掃盲》系列將會(huì)單獨(dú)介紹各種高可用方案，所以這里不會(huì)過多介紹，主要是進(jìn)行對(duì)比。

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術(shù)語：

本系列將會(huì)用到很多鏡像甚至高可用的術(shù)語，所以這里先介紹相關(guān)概念：

• 主體服務(wù)器，Principal：在鏡像環(huán)境中，包含活動(dòng)庫(kù)的源服務(wù)器，可以理解為主服務(wù)器。
• 鏡像服務(wù)器，Mirror：在鏡像環(huán)境中，包含目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)器，即鏡像環(huán)境中的目標(biāo)服務(wù)器。
• 見證服務(wù)器，Witness：可選的一個(gè)服務(wù)器，用于監(jiān)控主體服務(wù)器和鏡像服務(wù)器，最主要的作用是進(jìn)行自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移（automatic Failover）。
• 伙伴服務(wù)器，Partner：相對(duì)于鏡像環(huán)境而言，鏡像服務(wù)器就是主體服務(wù)器的伙伴服務(wù)器，而主體服務(wù)器也是鏡像服務(wù)器的伙伴服務(wù)器。
• 端點(diǎn)，Endpoint：綁定到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的對(duì)象，允許SQL Server通過端點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)間交互。
• 會(huì)話，Session：活動(dòng)于鏡像環(huán)境中，用于維護(hù)服務(wù)器之間的狀態(tài)信息和關(guān)系。簡(jiǎn)單來說就是鏡像環(huán)境中各個(gè)伙伴服務(wù)器之間信息的傳遞者。
• 運(yùn)行模式，Operating Mode：表示鏡像環(huán)境的安全級(jí)別，鏡像的運(yùn)行模式有三種：帶有自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移的高安全性模式（帶有見證服務(wù)器的同步模式），不帶有自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移的高安全性模式（沒有見證服務(wù)器的同步模式），高性能模式（沒有見證服務(wù)器的異步同步）。
• 角色，Role：在鏡像環(huán)境中的功能，同一時(shí)刻，一個(gè)特定的服務(wù)器只能是三種角色中的其中一種：主體、鏡像或見證。

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運(yùn)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(qū)別在于在事務(wù)提交后的操作。可以從圖1-1中查看運(yùn)行模式。

　　在高性能模式下，主體服務(wù)器不需要等待鏡像服務(wù)器響應(yīng)即可提交事務(wù)。

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

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注意：不管使用何種模式，主體庫(kù)都必須配置為完整恢復(fù)模式。

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圖1-1 SQL Server鏡像運(yùn)行模式

高安全模式，High-Safety Mode：

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　　這種模式是同步模式，可以細(xì)分為帶有自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移（即有見證服務(wù)器）的高安全模式和不帶自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移（即沒有見證服務(wù)器）的高安全性模式。如果沒有配置見證服務(wù)器，那么【帶自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移功能的高安全性(同步)】選項(xiàng)將會(huì)為灰色，即不可選。

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

　　在高安全模式下，事務(wù)必須在鏡像庫(kù)上提交，才能在主體庫(kù)提交，這也意味著整套程序都必須等待鏡像提交事務(wù)后才能最終提交，如果在網(wǎng)絡(luò)情況不理想，將影響整個(gè)運(yùn)行過程。高安全模式支持標(biāo)準(zhǔn)版和企業(yè)版，并且主體和鏡像服務(wù)器必須是相同版本，比如不能一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)版，一個(gè)是企業(yè)版。

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

　　見證服務(wù)器用于檢查鏡像環(huán)境中，主體庫(kù)和鏡像庫(kù)的聯(lián)接是否正常。見證服務(wù)器并不實(shí)際執(zhí)行Failover，僅僅是告知鏡像服務(wù)器：“主體服務(wù)器宕機(jī)了”。即使見證服務(wù)器也宕機(jī)了，僅僅是不能自動(dòng)Failover而已，不影響鏡像環(huán)境。可以把見證服務(wù)器理解為，僅用于回答：主體服務(wù)器是否已經(jīng)宕機(jī)了？圖1-2 是帶有見證服務(wù)器的高安全性模式的示意圖

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圖1-2 帶有見證服務(wù)器的高安全性模式

　　當(dāng)出現(xiàn)性能問題的時(shí)候，可以根據(jù)圖1-2的步驟來一步一步偵測(cè)。

高性能模式，High-Performance Mode：

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　　這種模式是異步模式，只能手動(dòng)Failover，所以沒有必要設(shè)置見證服務(wù)器（實(shí)際上是可以設(shè)置，但是沒有任何意義。）。這種模式會(huì)有數(shù)據(jù)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(wù)器的確認(rèn)，所以在網(wǎng)絡(luò)條件不理想的環(huán)境下，是不錯(cuò)的選擇。圖1-3是高性能運(yùn)行模式的示意圖。

圖1-3? 高性能運(yùn)行模式

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同步、異步處理：

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　　從圖1-1 中可以看到，三種運(yùn)行模式又可以分為兩類處理，同步和異步。當(dāng)鏡像運(yùn)行在同步模式下時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)的SAFETY選項(xiàng)為FULL。當(dāng)鏡像為異步時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)SAFETY的選項(xiàng)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(diǎn)：

表1-1 同步和異步模式的特點(diǎn)：

模式	版本要求	數(shù)據(jù)丟失	SAFETY選項(xiàng)	性能影響	恢復(fù)速度	故障轉(zhuǎn)移
同步	標(biāo)準(zhǔn)/企業(yè)	0丟失	FULL	網(wǎng)絡(luò)可能影響性能	快	可自動(dòng)
異步	企業(yè)版	有可能丟失數(shù)據(jù)	OFF	影響較小	根據(jù)需要提交的事務(wù)量而定	不可自動(dòng)

?圖1-4 SQL Server鏡像運(yùn)行模式選擇

??????????????? SQL Server鏡像的運(yùn)行模式及其重要，直接影響到配置、預(yù)算及故障偵測(cè)和性能優(yōu)化。需要在前期做好評(píng)估，并且選擇滿足當(dāng)前SLA要求的模式。

會(huì)話：

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　　在配置完數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像之后，就可以開始鏡像會(huì)話。在鏡像環(huán)境的所有服務(wù)器交互過程中，都通過會(huì)話來維護(hù)對(duì)方的狀態(tài)信息。開始會(huì)話本質(zhì)上就是開始主體數(shù)據(jù)庫(kù)和鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)的同步進(jìn)程。

暫停和恢復(fù)會(huì)話：

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　　當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)性能問題時(shí)，暫停數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)話可以臨時(shí)停止因?yàn)殓R像帶來的壓力，但是要注意，暫停會(huì)話會(huì)導(dǎo)致日志依舊活動(dòng)，并且無法截?cái)?#xff0c;如果時(shí)間持續(xù)太久，會(huì)引起日志文件的迅速增長(zhǎng)，帶來一系列的性能問題。日志相關(guān)問題可以查看《SQL Server掃盲》中關(guān)于日志備份的文章。地址：http://blog.csdn.net/dba_huangzj/article/details/26844859

SSMS暫停會(huì)話：

　　可以通過圖1-5中的方式暫時(shí)鏡像會(huì)話

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圖1-5 暫停會(huì)話

T-SQL暫停、恢復(fù)會(huì)話：

　　可在主體庫(kù)或者鏡像庫(kù)上執(zhí)行下面的腳本暫停和恢復(fù)會(huì)話：

ALTER DATABASE AdventureWorks2008R2 SET PARTNER SUSPEND;--暫停會(huì)話ALTER DATABASE AdventureWorks2008R2 SET PARTNER RESUME;--恢復(fù)會(huì)話

　　當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像會(huì)話啟動(dòng)后，主體服務(wù)器會(huì)發(fā)送事務(wù)給鏡像服務(wù)器，所有未發(fā)送到鏡像服務(wù)器的事務(wù)都被收集到發(fā)送隊(duì)列（send queue）。在高安全性模式下，僅在鏡像庫(kù)處于暫停狀態(tài)時(shí)才會(huì)建立send queue。如果是高性能模式，不僅鏡像處于暫停，即使服務(wù)器處于高使用率、網(wǎng)絡(luò)慢、鏡像服務(wù)器上有一個(gè)大型redo 隊(duì)列或者其他原因都會(huì)引起send queue。

　　在鏡像庫(kù)中，已經(jīng)傳送過來但是未被寫入鏡像庫(kù)的事務(wù)日志的事務(wù)會(huì)存放到redo queue中。如果redo操作失敗，鏡像服務(wù)器會(huì)暫停會(huì)話直到問題解決。

　　關(guān)于隊(duì)列的介紹，將會(huì)在本系列的第六篇《監(jiān)控和優(yōu)化SQL Server鏡像》中介紹。http://blog.csdn.net/dba_huangzj/article/details/26846203

　　注意：一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只能有一個(gè)鏡像庫(kù)，如果需要保持多個(gè)副本，可以借助日志傳送加鏡像。

鏡像狀態(tài)：?

SQL Server鏡像狀態(tài)可能包含下面幾種：

• SYNCHRONIZING：正在同步，通常在第一次啟用數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像時(shí)出現(xiàn)，表示鏡像服務(wù)器正在追上主體服務(wù)器的進(jìn)度。
• SYNCHRONIZED：已經(jīng)同步完畢，大部分時(shí)間都是這種狀態(tài)，一旦有爆發(fā)性的事務(wù)傳輸?shù)界R像數(shù)據(jù)庫(kù)，狀態(tài)會(huì)從SYNCHRONIZED轉(zhuǎn)變成SYNCHRONIZING。在高安全性模式下，這種狀態(tài)通常不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，僅表示鏡像服務(wù)器正在同步，但是在高性能模式下，可能有數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。
• SUSPENDED：掛起，當(dāng)主體服務(wù)器不發(fā)送事務(wù)到鏡像服務(wù)器時(shí)出現(xiàn)，在Failover發(fā)生后會(huì)出現(xiàn)這種狀態(tài)（如果鏡像環(huán)境依舊運(yùn)行，僅使用Failover則不出現(xiàn)，但是如果鏡像庫(kù)斷開連接，則會(huì)出現(xiàn)）。手動(dòng)暫停鏡像會(huì)話或者redo 日志發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)都會(huì)出現(xiàn)。
• PENDING_FAILOVER：僅當(dāng)主體服務(wù)器變成鏡像服務(wù)器并且斷開用戶連接時(shí)，會(huì)在原主體服務(wù)器出現(xiàn)這種狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，主體服務(wù)器和鏡像服務(wù)器都會(huì)表現(xiàn)這種狀態(tài)。但是見證服務(wù)器會(huì)出現(xiàn)：CONNECTED/DISCONNECTED/UNKNOWN的其中一種狀態(tài)。
  • CONNECTED：代表見證服務(wù)器能連到其中一個(gè)伙伴，另外兩種代表不能連到伙伴服務(wù)器，這種情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)變成不可用，如果鏡像環(huán)境使用了見證，而鏡像服務(wù)器為DISCONNECTED，并且鏡像服務(wù)器奔潰，那么數(shù)據(jù)庫(kù)（即使在主體服務(wù)器上）都會(huì)變得無法訪問。所以當(dāng)見證為disconnected，可以關(guān)閉見證，從而禁用仲裁，使用ALTER DATABASE <DB> SET WITNESS OFF實(shí)現(xiàn)。
  • DISCONNECTED：當(dāng)鏡像環(huán)境中的伙伴均無法連接對(duì)方時(shí)出現(xiàn)。

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

切換角色：

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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(dòng)Failover：

使用T-SQL語句：

Use master go ALTER DATABASE <DB> SET PARTNER FAILOVER--在主體服務(wù)器上執(zhí)行

使用SSMS：

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圖1-6使用SSMS實(shí)現(xiàn)手動(dòng)Failover

注意：高性能模式下不支持手動(dòng)切換

自動(dòng)Failover：

帶有見證服務(wù)器的高安全模式，當(dāng)主體連接失敗或者停止工作時(shí)，會(huì)自動(dòng)切換到鏡像服務(wù)器。當(dāng)原主體服務(wù)器重新連機(jī)時(shí)，這臺(tái)原主體服務(wù)器會(huì)變成鏡像環(huán)境中的鏡像服務(wù)器。

可能丟失數(shù)據(jù)的強(qiáng)制切換：

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

ALTER DATABASE <DB> SET PARTNER FORCE_SERVICE_ALLOW_DATA_LOSS --在鏡像庫(kù)執(zhí)行

透明客戶端重定向?：

由SQL Native Client（SNAC）提供，允許鏡像環(huán)境下，應(yīng)用程序自動(dòng)重定向到鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)中。通過在連接字符串加上Failover_Partner關(guān)鍵字來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用程序需要添加重新嘗試聯(lián)接的功能。?

SQL Server2008鏡像的改進(jìn)：

日志流壓縮：

基于最小化網(wǎng)絡(luò)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(huì)增加CPU的開銷。

自動(dòng)頁(yè)還原：

在過去，頁(yè)損壞是很頭痛的事情，并且很難恢復(fù)。2008的鏡像功能通過把鏡像庫(kù)的對(duì)應(yīng)頁(yè)恢復(fù)到主體庫(kù)的頁(yè)上，從而恢復(fù)數(shù)據(jù)。但是有些頁(yè)鏡像是不能回復(fù)的，比如文件頭（page 0），數(shù)據(jù)庫(kù)啟動(dòng)頁(yè)（boot page，page 9），SGAM、PFS。但是對(duì)于下面的情況，鏡像可以恢復(fù)：

• 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(gè)功能所需的版本支持：

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圖1-7 SQL Server鏡像中各個(gè)功能所需的版本支持

其他高可用對(duì)比

截至SQL Server 2012為止，內(nèi)置的高可用功能有集群（Cluster）、鏡像（Mirroring）、復(fù)制（Replication）、日志傳送（Log Shipping）和AlwaysOn（2012出現(xiàn)）。其中AlwaysOn基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了集群、鏡像的組合功能，所以本文不把鏡像和AlwaysOn比較。僅對(duì)其他部分比較。詳細(xì)信息可以看官方文檔：

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

下面簡(jiǎn)要介紹一下鏡像和其他部分的對(duì)比：

集群（Cluster）

優(yōu)點(diǎn)：

• 這部分特指2012之前的Cluster，它基于Windows 的故障轉(zhuǎn)移集群，可以自動(dòng)檢測(cè)SQL Server的健康狀態(tài)，進(jìn)行自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移切換（自動(dòng)Failover）。并且它的切換時(shí)間幾乎等于SQL Server服務(wù)啟動(dòng)時(shí)間，除非有大量事務(wù)需要redo，否則一般不會(huì)延時(shí)很久，和帶有見證服務(wù)器的高安全運(yùn)行模式一起被稱為2012之前的0延時(shí)高可用技術(shù)。另外兩種都不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換及0延時(shí)。
• 通過虛擬網(wǎng)絡(luò)名稱，客戶端可以透明訪問活動(dòng)實(shí)例，而不用修改程序的連接字符串，這一點(diǎn)比鏡像有進(jìn)一步的改進(jìn)，鏡像由于只有一個(gè)鏡像庫(kù)，所以在第一次Failover成功之后，如果不做處理，鏡像環(huán)境中原主體庫(kù)即使重新聯(lián)機(jī)。
• 從2008開始可以指定對(duì)非活躍節(jié)點(diǎn)進(jìn)行升級(jí)維護(hù)。

缺點(diǎn)：

• 使用共享磁盤，如果共享磁盤出問題，整個(gè)Cluster都會(huì)癱瘓。
• 非活躍節(jié)點(diǎn)一直處于停止?fàn)顟B(tài)，不能分?jǐn)傌?fù)載，也造成資源浪費(fèi)。
• 實(shí)施成本高，需要最少3臺(tái)機(jī)且必須在域中。
• 故障轉(zhuǎn)移是整個(gè)實(shí)例的，和鏡像不同，如果只有某個(gè)或者少數(shù)幾個(gè)庫(kù)出現(xiàn)問題需要Failover，鏡像可以進(jìn)行單獨(dú)轉(zhuǎn)移，但是Cluster不可以，這樣會(huì)導(dǎo)致少數(shù)不相關(guān)的庫(kù)受牽連。

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

復(fù)制（Replication）

　　復(fù)制天生就不是一種高可用技術(shù)，實(shí)際上是用來進(jìn)行數(shù)據(jù)同步而已。如果單純進(jìn)行高可用方案，復(fù)制不是一個(gè)首選方案。

優(yōu)點(diǎn)：

• 實(shí)現(xiàn)對(duì)象級(jí)別的同步，可以細(xì)化到列和行。
• 訂閱庫(kù)（也就是復(fù)制環(huán)境下的目標(biāo)庫(kù)）是可讀的，可以進(jìn)行讀寫分離方案。
• 支持多個(gè)庫(kù)訂閱一個(gè)庫(kù)。延時(shí)可以達(dá)到秒級(jí)。
• 可以使用不同的SQL Server版本。

缺點(diǎn)：

• 不提供自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移。
• 不保證對(duì)象0丟失。
• 故障偵測(cè)較為困難，錯(cuò)誤信息往往不能很明顯地表現(xiàn)出問題。
• 對(duì)表的定義有一定限制，比如事務(wù)復(fù)制要求表必須有主鍵。

日志傳送（Log Shipping）

優(yōu)點(diǎn)：

• 目標(biāo)庫(kù)可作為報(bào)表使用。并且過程中對(duì)主體服務(wù)器的壓力很小。
• 支持冗余多個(gè)副本，可進(jìn)行遠(yuǎn)程暖備。
• 機(jī)制簡(jiǎn)單，故障偵測(cè)較為容易。

缺點(diǎn)：

• 不支持不同版本的SQL Server。
• 延時(shí)是一定有的，不能實(shí)現(xiàn)完全同步。
• 不支持自動(dòng)偵測(cè)和轉(zhuǎn)移。
• 還原日志時(shí)，目標(biāo)庫(kù)不能對(duì)外訪問。
• 同步以庫(kù)為單位。

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　　下面借用《SQL Server 2012 實(shí)施與管理實(shí)戰(zhàn)指南》上的一個(gè)表格來總結(jié)一下：

功能	Cluster	日志傳送	鏡像	復(fù)制
保護(hù)級(jí)別	實(shí)例	庫(kù)	庫(kù)	數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象
數(shù)據(jù)丟失	/	可能	同步模式下無	可能有
自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移	是	否	高安全模式下是	否
對(duì)客戶端是否透明	是	否	是，但需要設(shè)置字符串	否
停機(jī)時(shí)間	基于服務(wù)重啟	長(zhǎng)	等于恢復(fù)時(shí)間	長(zhǎng)
多備用庫(kù)	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(wǎng)絡(luò)	無
對(duì)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(jì)劃搭建SQL Server鏡像?

總結(jié)

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?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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