大数据时代下的SQL Server第三方负载均衡方案 ----Moebius测试
二.背景（Contexts）
前幾天在SQL Server MVP宋大俠（宋沄劍）的一篇文章"數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)漫談”中看到了格瑞趨勢在SQL Server上的負(fù)載均衡產(chǎn)品Moebius，搞數(shù)據(jù)庫的都知道：在Oracle上有RAC，MySQL也有對應(yīng)的方案（可參考：MySQL搭建Amoeba系列），而SQL Server上直到SQL Server 2012版本的AlwaysOn到來，微軟都沒有提供一個負(fù)載均衡方案，我從宋大俠那里找來一個Moebius的測試版本進(jìn)行一下測試，下面是我測試的過程。
三.架構(gòu)原理（Architecture）
（Figure1：Moebius for SQL Server邏輯架構(gòu)圖）
四.測試環(huán)境（Environment）
操作系統(tǒng)：Windows Server 2008 R2
數(shù)據(jù)庫版本：SQL Server 2012
服務(wù)器A：10.0.0.1
服務(wù)器B：10.0.0.2
虛擬IP：10.0.0.15
五.安裝Moebius（Install）
Moebius的安裝非常簡便，在裝有SQL Server引擎的服務(wù)器上直接點(diǎn)擊安裝包進(jìn)行安裝，安裝過程中一直下一步即可。在此就不再多說。
在此交待一下我的測試環(huán)境，是兩臺虛擬機(jī)，IP分別為10.0.0.1和10.0.0.2，操作系統(tǒng)和SQL Server的版本分別為Windows Server 2012和SQL Server 2012。安裝完成后在Management Studio管理工具中右擊數(shù)據(jù)庫，在彈出菜單中即可找到Moebius的菜單，如Figure2所示。
（Figure2：Moebius for SQL Server 2012）
安裝完成后，打開配置管理器界面，如Figure3所示。
（Figure3：Moebius for SQL Server 2012）
分別將10.0.0.1和10.0.0.2這兩臺服務(wù)器加入集群，這里可以注意到，Moebius是以數(shù)據(jù)庫為粒度的，相比實(shí)例而言，該種粒度會更加靈活，如Figure4所示。
（Figure4：設(shè)置數(shù)據(jù)庫）
將10.0.0.1和10.0.0.2兩臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫分別加入集群后，建立虛擬IP和端口，建立的虛擬IP為10.0.0.15，端口為5000，之后所有前端應(yīng)用的連接就可以通過該虛擬IP進(jìn)行了，完全不需要理會后端的架構(gòu)，可以讓前端與后端解耦，如Figure5和Figure6所示。
（Figure5：設(shè)置虛擬IP）
（Figure6：設(shè)置連接屬性）
建立完成后，集群就配置好了，效果如Figure7所示。
（Figure7：Moebius for SQL Server 2012）
六.Moebius測試（Testing）
(一).負(fù)載均衡測試（Load Balancing Testing）
集群的搭建完成后，就可以開始對集群進(jìn)行測試。首先是負(fù)載均衡測試。負(fù)載均衡的測試辦法是使用壓力測試工具，然后分別查看兩個實(shí)例的Profiler，根據(jù)我咨詢宋沄劍的說法是，負(fù)載均衡的算法是默認(rèn)根據(jù)兩臺服務(wù)器的過去一段時間采集的性能指標(biāo)進(jìn)行分析，優(yōu)先將查詢導(dǎo)到負(fù)載低的服務(wù)器中，但集群剛搭建的時候沒有歷史數(shù)據(jù)，則按照平均分配的原則。下面是我使用SQLQueryStress進(jìn)行負(fù)載均衡測試的結(jié)果，如Figure8所示。我開了100個線程，每個線程循環(huán)10次，來進(jìn)行一個非常簡單的查詢。
（Figure8：SQLQueryStress壓力測試）
得到的結(jié)果如Figure9、Figure10所示，從圖可以看到：負(fù)載基本被平均分配到兩臺服務(wù)器（由于測試工具每個查詢都會附上Set Statistics IO On和Time On，因此負(fù)載應(yīng)該為100個線程*10次循環(huán)*2）。
（Figure9：Profiler跟蹤信息）
（Figure10：Profiler跟蹤信息）
由Figure9、Figure10大概可以看出：負(fù)載基本被平均分配到集群中的兩臺服務(wù)器中。
(二).高可用性測試（Failover Testing）
接下來就是測試高可用性。高可用的測試我主要集中于故障轉(zhuǎn)移切換的速度。首先，我開100個線程，每個線程循環(huán)20次，在集群上運(yùn)行負(fù)載均衡，如Figure11所示。
（Figure11：SQLQueryStress）
Figure11大概執(zhí)行了20秒，此時我再次執(zhí)行，并在執(zhí)行過程中，強(qiáng)制關(guān)閉集群中10.0.0.1的SQL Server服務(wù)，運(yùn)行結(jié)果如Figure12所示。
（Figure12：SQLQueryStress）
我們看到，已經(jīng)發(fā)送到到10.0.0.1服務(wù)器的部分事務(wù)給前端應(yīng)用程序提示失敗并回滾，除去停止服務(wù)所花的時間，以及所有的查詢由10.0.0.1和10.0.0.2負(fù)載均衡執(zhí)行，到僅僅只剩下10.0.0.2單獨(dú)執(zhí)行所花的時間，故障轉(zhuǎn)移的切換時間在10秒以內(nèi)，這個速度已經(jīng)和SQL Server的鏡像幾乎持平了。
此時，再來看Moebius集群管理器，就發(fā)現(xiàn)10.0.0.1服務(wù)器已經(jīng)被集群脫機(jī)，且虛擬IP已經(jīng)漂移到了10.0.0.2，如Figure13所示。
（Figure13：Moebius for SQL Server 2012）
(三).數(shù)據(jù)安全性測試（Security Testing）
在Figure13描述的情況之后，此時只有10.0.0.2一臺服務(wù)器處于活的狀態(tài) ，因?yàn)镸oebius采用的是Share-Nothing架構(gòu)，因此應(yīng)該可以利用冗余數(shù)據(jù)防止數(shù)據(jù)丟失，從而保證了數(shù)據(jù)安全。此時我在10.0.0.2上新建立一張表Demo。并重新啟動10.0.0.1的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，在Moebius中重新聯(lián)機(jī)，如Figure14、Figure15所示。
（Figure14：Moebius for SQL Server 2012）
（Figure15：Moebius for SQL Server 2012）
在聯(lián)機(jī)的過程中，有一個恢復(fù)差異數(shù)據(jù)的步驟，聯(lián)機(jī)完成后我們來看10.0.0.1數(shù)據(jù)庫，Demo表已經(jīng)咋恢復(fù)差異數(shù)據(jù)的時候被自動同步了，如Figure16所示。
（Figure16：Demo表）
七.小結(jié)（Summary）
通過上面對Moebius的簡單測試來看，Moebius的確實(shí)現(xiàn)了對SQL Server的負(fù)載均衡、高可用以及保證數(shù)據(jù)的安全。對于國內(nèi)能夠有公司實(shí)現(xiàn)類似Oracle RAC這樣的負(fù)載均衡方案還是讓我非常驚訝的，如果該結(jié)果在復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫環(huán)境下依然能夠保持同樣的結(jié)果，那么這個方案對于使用SQL Server的大公司來說價值就非常大了，有機(jī)會我再進(jìn)行復(fù)雜一些的測試。
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SQL Server幾乎能在所有的系統(tǒng)和平臺中進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，作為最為普及的數(shù)據(jù)處理軟件之一。那么，關(guān)于它的負(fù)載均衡問題我們也應(yīng)該掌握好。那么對于這個問題，下文就將為大家詳細(xì)介紹一下。望大家能對此部分的知識內(nèi)容能有所了解。
然而,長期以來,SQL Server數(shù)據(jù)庫服務(wù)器都只有“熱備"的解決方案,而沒有“負(fù)載均衡" 和“集群"的解決方案｡這種解決方案固然提升了系統(tǒng)的可靠性,但也存在一些問題:
◆面對大數(shù)據(jù)量和大量的數(shù)據(jù)庫查詢請求,只能采取縱向提升服務(wù)器檔次的方法,而縱向提升的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于橫向擴(kuò)展｡
◆在熱備時,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器只有一臺在工作,另一臺處于閑置備份的狀態(tài),造成了投資的浪費(fèi)｡
◆非實(shí)時切換｡
而數(shù)據(jù)庫路由器軟件ICX的出現(xiàn),為基于MS SQL Server的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了一種更優(yōu)秀的集群解決方案｡它可以真正的實(shí)現(xiàn)SQL Server數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的動態(tài)負(fù)載均衡,提高性能和速度;它可以真正的保證SQL Server數(shù)據(jù)庫服務(wù)器不間斷的提供服務(wù),在服務(wù)器發(fā)生故障的時候?qū)崟r切換到其他服務(wù)器上繼續(xù)提供服務(wù),切換時間為“零"｡
數(shù)據(jù)庫路由器是實(shí)時并發(fā)數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理同步復(fù)制器和負(fù)載平衡器｡
數(shù)據(jù)庫路由器--ICX(意思是:I SEE X DATABASE SERVERS),也就是說,在ICX后面可以同時連接N個數(shù)據(jù)庫,結(jié)構(gòu)如下圖所示:
1.所有的數(shù)據(jù)庫客戶都通過ICX訪問數(shù)據(jù)庫｡當(dāng)訪問､查詢SQL Server數(shù)據(jù)庫的時候ICX可以根據(jù)實(shí)際情況分配服務(wù)器來提供服務(wù),大大提高服務(wù)速度和優(yōu)化性能,完成負(fù)載均衡｡
2.ICX可以同時連接多臺數(shù)據(jù)庫(2-16臺,具體連多少臺,看客戶的具體需求而定),這若干臺數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容在任何時刻由ICX保證是完全一致的｡也就是說,ICX采用了全新的并發(fā)事務(wù)處理的方式,向連接的N臺數(shù)據(jù)庫同步復(fù)制事務(wù)處理,使得系統(tǒng)在任何時刻具有多個一致的最新邏輯數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)集｡當(dāng)其中一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)生故障的時候,ICX可以實(shí)時的､第一時間切換到其他服務(wù)器上來繼續(xù)提供服務(wù)｡真正的實(shí)現(xiàn)零時間的服務(wù)器切換,大大提高安全性,真正意義的實(shí)現(xiàn)服務(wù)器不間斷服
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的大数据时代下的SQL Server第三方负载均衡方案 ----Moebius测试的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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