DBTwin数据库集群系统介绍

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数据库停机服务的损失
对于中等规模的分布式网络来讲, 有计划和意外的数据库停机导致的收入 损失一般为$78,000/小时。 典型的金融服务企业每年因为数据库停机而导致的损失为一百万美元($1 Million)。 得克萨斯大学的一项研究表明,遭受过灾难性数据丢失的公司里面有94% 的公司无法继续生存: 其中42% 永远不能重新开张,51%在两年内关闭。 1998年4月, 由于内部的软件升级,AT&T 发生6-26 小时的服务中断。结果 引发FCC(联邦通讯委员会)的法律诉讼,导致五千万美元的损失。 1998年8月5号, 由于维护系统的原因,AOL(美国在线)停止服务21小时。 结果AOL宣布向消费者提供三百万美元的补偿, 另外还花了八千万美元用 于基础设施的建设。
系统高可用性：任意故障时候不停服务
如果其中一台数据库服务器出现问题， DBTwin网关会自动提示报警，等故障排 除后，系统管理员只要简单按一下DBTwin网关控制台上的恢复按钮，DBTwin就会 自动修复出错的那台数据库服务器，使得其数据集和其他正常的数据库服务器的数 据集完全一致。而在整个修复过程中，系统的服务是不终止的！
DBTwin集群数据库系统
市场独创的数据库并发事务实时同步复制 器和负载平衡器
2020/8/5
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产品背景简介
无锡浙潮科技有限公司的最新产品 多年数据库底层技术的研究成果 技术创新点突出，市场卖点突出 完全自主知识产权，具有发明专利 引起微软等公司的关注 市场前景极为广阔
2020/8/5
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最薄弱的环节 (最后一公里)
数据库是所有电子交易处理系统中的最薄弱环节
•不断增多的病毒,间谍件和黑客事件,以及快速变化的需求经常导致 事务处理的回卷(rollback) 不断增长的有计划的数据库维护停 机。
•不断增长的软件复杂度, 以及24x7的使用要求 不断增长的意外 的数据库停机。
•不断增长的数据库访问致使数据库成为整个信息系统性能的瓶颈 。 但是不可能通过简单增加服务器并且不降低可用性这种方法来提 升数据库的性能 由于系统伸缩性低而导致成本不断增长。
2020/8/5
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磁带备份方案
异步（无状态）方式
数据库客户
数据库服务器
磁带机等
磁带备份是通过异步（无状态）方式进行的。这种方式注 定了磁带上的数据只是数据库数据某个时间点以前的数据备 份。一旦主数据库数据出现问题，磁带只能帮助恢复到前面 某个时间点之前的数据状态，这个时间点之后的数据将全部 丢失。
2020/8/5
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给数据库用户带来的益处
高可靠性 – 任意故障时数据零丢失-零单点错误源(全冗余 配置 : 硬件、软件、数据)。 高伸缩性 – 负载均衡 + 负载分离(数据挖掘)。 高可用性 – 任意故障时数据库服务停机时间不超过30秒。 易部署性 – 单个入口(IP,port)。 低成本– 用廉价的软硬件构建，大大降低整个数据库集群 系统的总体拥有成本(TCO) 。 高兼容性– 兼容当前所有的数据库技术：数据复制技术、 数据库集群技术、数据存储技术等等。
唯一提供数据零丢失和负载均衡的新型数据库集群产品！
2020/8/5
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主要特性
独立网关结构，可根据需要决定是否用独立机器运行，配置灵活。 数据零丢失，无单点故障源。 可伸缩的数据库性能(负载均衡+非入侵式的数据库阵列扩展) 非入侵部署: 一对(IP,port)。 应用程序接口不作任何修改。 兼容常用的宽带网络, 快速的事务处理同步复制。 几乎不停的服务，自动的错误恢复。 灾难预防和恢复的能力。
A. 主数据库被强迫与备份数据库同步串行处理，因此性能受到限制。 B. 由于以上问题，这种备份方式只适用于近距离光纤网络（5英里）。 C. 此种专用系统造价昂贵，很少采用。
2020/8/5
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当前数据库集群技术特点总结
数据库客户端
ORACLE RAC的典型配置示意图
磁带机等
RAC存在单点故障源-共享磁盘，而且磁盘IO可能成为性能 瓶颈，另外对于长事务、复杂事务的并发性能甚至不如单机。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ20/8/5
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DBTwin--全新的数据库集群技术
正是因为在任何时刻保持了多份一致的数据库数据备份， 因此我们就能够实现真正的数据库之间的事务处理负载均衡。 使实现一种全新的数据库集群技术成为可能。
用廉价的软硬件构建一个足够与专用数据库集群相媲美的新
型数据库集群(用低档硬件和价格低廉的标准版本数据库)，这 样大大降低了整个数据库系统的总体拥有成本(TCO)。
2020/8/5
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双机温备份(Warm Standby)方案
日志拷贝
数据库客户端
FIFO队列
主数据库服务器
备份数据库服务器
此种方式是异步串行复制或日志拷贝(Log Shipping)。 主数据库完成事务处理后，生 成事务处理日志，日志记录通过FIFO队列，进入备份数据库处理，从而得到备份数据。此 种方式的缺陷在于：
异步串行方式注定了整个系统只能有一个主数据库，也就是说，在任何时刻， 系统只有一个最新的逻辑数据库数据集。因此，一旦主数据库出现问题，不但 服务将受到影响，而且会导致数据丢失。
而同步串行方式不适合实际应用， 因为它要强迫主数据库和备份数据库的串 行处理同步进行。另外，交易的回滚率要比单机的回滚率要高出至少一倍。也 就是说，为了得到另一份实时一致的数据备份，同步串行方式降低了整个系统 的性能，同时也降低了整个系统的可用性！
•通信的发展使得人们跨时区的访问成为可能 不断增长的高可用 性需求。
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数据库停机服务的统计
机器硬件问题 (25%)
系统设计问题 (36%)
有计划的停机 (5%)
数据库引擎软件问题 (34%)
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Source: Oracle - User Survey
平均无故障时间(MTBF) = 102 days 平均故障修复时间(MTTR) = 18 hours
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2020/8/5
谢谢！
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Source: Strategic Research Group, CA.
2020/8/5
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当前数据库厂商数据复制技术特点
串行方式
主数据库为每个成功完成的事务处理生成一条事务处理日志记录，当前数据 库厂商的数据库复制技术全是围绕着事务处理日志进行的。
因此，虽然主数据库在处理大量客户端事务处理时是并行的，但是数据库数 据的复制一定是串行的。无论是磁带备份 、双机温备份，还是双机热备份，本 质上都是以串行方式进行数据复制的。
C. 由于日志拷贝是异步的，主备数据库永远不一致。因此无法用备份数据库作负荷均衡。
D. 由于主备数据库永远不一致, 事故后自动切换很可能会丢失数据。
2020/8/5
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双机热备份(Hot Standby)方案
高速网络 > 10G
数据库客户端
主数据库服务器
备份数据库服务器
此种方式是同步串行复制。虽然不存在前面温备份那样的队列溢出问题， 但是它的缺陷还是很明显的：
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DBTwin-全新的数据复制技术
并行方式 并行数据库复制要求多台数据库同时运行。在任何时
刻，系统具有多个最新的逻辑数据库数据集。这是当前 数据库厂商没有实现的崭新技术。
正是因为采用了并发事务处理的方式，保证了在任 何时刻整个数据库系统具有多份一致的数据备份，这样 大大地提高了数据库数据的可靠性，同时也为实现负载 均衡提供了前提条件。
A. 主数据库是并行处理而日志拷贝是串行的，因此备份数据库处理日志记录也是串行的。因此， FIFO队列的溢出随时可能发生。一旦发生，队列必须重建，从而需要重新建立备份数据库。 此种方法对于一般客户来讲是不可行的。
B. 为了避免队列溢出，必须保证主数据库处理事务的速度小于备份数据库，这样将严重束缚主 数据库的性能发挥。
任意时刻N个一致的数据集——DBTwin网关后面连接2个 以上的数据库，当前最多的客户连接了15个SQL Server 2000。大大提高了数据的可靠性。
动态负载均衡——DBTwin网关对数据库的访问事务进行 过滤和分发，数据库的访问事务主要分为三大类：数据更新 事务，无状态查询事务和有状态查询事务。无状态查询事务 可以动态负载到任意一个数据库上处理。因为大部分数据库 应用是查询多于数据库更新，因此整个系统的性能将得到大 大的改善。
2020/8/5
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主要功能
数据可靠性：任意故障时候保证数据零丢失。
真正并发地执行来自数据库客户端的事务处理请求，这样，数据库管理员就不需 要象现在通常的做法那样进行数据备份了，因为这多台数据库其实就是数据库数据 的多个实时备份。
系统高性能：负载均衡、OLTP与OLAP分离。
数据库系统中，大部分是数据库查询操作，对于网络电子商务等应用来说，甚至 达到90%以上是数据库查询操作。因为DBTwin网关保持了任何时刻的多份实时 一致的数据，因此它能够将查询事务动态负载平衡，从而大大提高了整体系统的响 应速度。
兼容当前所有的数据库技术：数据复制技术、数据库集群技 术、数据存储技术等等。
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DBTwin集群的工作方式
客户端
DBTwin HA
2020/8/5
DBTwin
本地工作方式
T
数据库 1
T
数据库 2
T
数据库 n
并行事务处理
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DBTwin集群的工作方式说明
真正消除了单点错误源——对数据库的访问首先经过 DBTwin网关服务器，而且DBTwin网关可以做HA(双机 热备份)。真正消除了单点错误源。