如何规划建设数据库架构？

Posted 2021-02-21 fengyun2050

架构的演变

 

架构演变一定是根据当时要求的场景、压力下性能的需要、安全性、连续性的要求、技术的发展.....

 

我把架构的发展分为大概4个阶段：

 

1. 单机模式

　　

IT建设初期，高速建设阶段，大家要做的只有一件事，我需要什么构建什么，我需要ERP我买软件，需要HIS买HIS，这个时期按需构建大量的系统基本在这个时期产生，当然那个时候也没什么高可用的要求。

2. 双机热备和镜像

 

基本是20年前的技术了，在高速构建后，一堆的系统运行中，用户发现我们的核心业务如果坏掉业务受影响，停机几个小时做恢复 这是无法接受的，那么双机热备或镜像，Active-Standby的模式出现，这样一台机器工作，一台备用坏了在短时间可以接管业务，造成的损失会低很多！

 

那么问题也很明显，备机资源浪费，依赖存储，数据还是单点，成本较高。产品也很多：RoseHA/RoseMirrorHA、NEC ExpressCluster、微软MSCS、Symantec VCS、Legato、RHCS 太多太多了。

 

随后为了解决数据单点的问题有出现了 存储的主备，存储的双活这厂商也太多了，这里就不介绍了。

　　

 

基本上传统企业依然停留在第一和第二阶段，也就是要么单机，要么双机热备

 

3.节点多活

　　

随着业务量越来越大，数据量不断飚升，系统高效性的矛盾显现出来，系统卡慢、报表、接口业务无法分离OLAP OLTP业务混合导致系统锁情况严重，资源消耗极其庞大，光靠升级硬件已经无法满足要求，横向扩展已经成为大势所趋。

 

同时切换时间、备机无法启动的问题也困扰着用户。

 

那么节点多活，多台机器同时对外提供访问的技术登上舞台，代表的ORACLE RAC、微软ALWAYSON 、MOEBIUS集群

 

多活的两种模式也是从第二带架构的演变

 

oracle rac 把双机热备的辅助节点变的可以访问，关键点数据在多节点内存中的调配

 

Microsoft awo、Moebius 则是把镜像的辅助节点变的可以访问，关键点数据多节点同步

 

这样横向扩展来分担压力，并且可以在业务上进行分离。

 

4.分布式架构 

分布式架构真的不知道从何说起，概念太大，每个人理解的都不一样，只能意会不能言传：

 

比如说一份数据分开存成多份

比如说拆分，水平拆分、垂直拆分、分库、分表、分业务

比如说....

 

其实说到底就是在第三代横向扩展也无法满足的情况下，继续“拆”，根据不同需求各种“拆”，拆到什么样呢？ 大家都知道可以说最慢的环节在数据库，传统的做法复杂语句，大存储过程运行非常慢，那我们就把这些拆到表数据量足够小、语句足够简单、业务粒度小、访问压力尽量的小！

 

这样细化的设计一切为业务服务，也是精细化设计产物，但这也存在一个问题，传统企业在缺少高端人才，人力的情况下根本无法做到。现在的互联网公司为业务的需要同时对IT团队的大力建设，这是传统企业根本无法达到的。

 

当然如果有第五代那也许可以说是云，未来业务一切的技术都是云端，云端看不见摸不到，传统行业人回归业务，而IT 建设与管理也必然由专业的人做专业的事儿。

其他技术漫谈

 

在这四代架构之间也有很多技术出现，主要以数据复制、存储同步为代表，如DG、OGG、LOGSHIPPING、Replication等等，这些都是不同场景下的数据复制，让一个副本变成多个，基本目的在于副本读或者本/异灾备，而这些技术也在不同的场景中扮演这重要的角色，每种技术都有自己的优缺点，不能一概而论。

 

 

 

 

当然这里面还包含现在所谓的虚拟化、超融合、存储双活，这些技术首先不是数据库本身技术，在很多企业所谓数据库的高可用中扮演着擦边球的角色，虚拟化、超融合、存储双活都有自己适用的场景，而说到数据库的架构，这些方案只是基础架构层面。

如何选架构

 

选架构

 

首先你该选的是几代架构？

 

四代架构是按照业务不断细分，以冗余 和 拆分、细化为主线大体过程

 

二代冗余

三代粗拆分

　　

四代细拆分

 

 

 

当然这是只是大概的意思，实际中拆分的场景，条件，扩展性一系列复杂的过程。

 

我曾经无数次遇到几十G的库 几百并发的应用就要规划分片，领导最求高大上，底下技术人员叫苦。

 

构建

 

构建中主要是对建构的细节了解和熟练，这和企业的人员配置有很大的关系，传统企业中很多在架构方案中选择第三方产品？这是为什么，构建需要专业的人，而企业最少的就是这部分人，而维护管理，责任划分也是不得不考虑的事情。

 

当然架构越复杂投入的经历也就越大，这也不是一个架构师可以主导的事情。

 

维护

 

维护才是关键，业务变动后的灵活性、压力下的扩展性、出问题的排查、技术力量的支持，一系列漫长的过程开始了.....

 

题外篇

 

自己在传统行业玩的太久了，写这片文章的过程中也和PingCAP 联合创始人& CTO 黄东旭，聊了一些未来技术的发展，tidb做的风声水起，对未来数据库大家都是未知，但随着技术的不断涌现更牛的架构，更牛的理念也必将一一实现。

 

比如依靠智能化的机制集群自我修复，性能自提升，架构自适应等等

总结

架构方案是几代不重要，重要的是适合自己的业务，保证稳定、安全、高效、持续，单机适合简单业务，没有那么高的安全性、连续性依然可以，双机热备可以保障基本的高可用，节点多活的集群适合业务压力较大简单粗暴的分离和压力分担，至于分布式如果企业有能力有资源，业务压力庞大自然会考虑，但在我接触的客户中太多认为自己业务只能通过分布式方案构建，但是其实只是简单优化+三代多活，读写分离负载均衡即可满足。

所以根据自己业务评估最为重要，一个好的架构规划，不但解决现有问题节省成本，更会避免步子太大激进带来的不必要损失。