爱华网1、设计目标
架构企业级数据库时，应从三个方面考虑，高可用性、可缩放性和性能。
高可用性（HighAvailability，缩写为HA）指系统发生故障时能在短时间内恢复运行，并且数据不会丢失。为了实现高可用性，系统需要由两台以上的计算机和硬盘构成，称作硬件冗余。在设计时，要防止单点故障（SinglePointOf Failure），即只因某一处发生故障，而使整个系统瘫痪。
可缩放性（Scalability）指系统可以扩充以适应负荷的增加。可缩放性又分为单机硬件配置的提高（Scaleup）和计算机台数的增加（Scaleout）。但硬件升级毕竟有极限，而且随着配置的提高成本也大幅度增加。对多机系统而言，每台机器的配置不需要很高，可使用闲置的或廉价的计算机，但随着计算机台数的增加，管理成本也不可忽视。
性能（Performance）包括响应时间、处理量和同时服务请求数的上限。响应时间指从客户端发出请求开始到处理结果返回之间的时间间隔。处理量指单位时间内服务器处理的请求数。性能与用户对系统处理速度的满意度相关。达不到用户所需要的处理速度，就意味着系统缺乏实用性。
为实现上述目标，需要几台服务器联合工作，我们把这样的系统称作数据库群集（Cluster）。简单地说，群集就是多台独立的服务器作为一个系统运作。
2、典型架构方法
企业级数据库的架构方法因业务要求有所变化，本文只对基本形式做一简单介绍。
2.1共享磁盘故障转移（SharedDiskFailover）
这是目前最常使用的一种方式。系统由一个共享磁盘和两个服务器组成。数据库被放到共享磁盘上。一个服务器作为活动（Active）服务器，接受应用程序的数据库操作请求，另一个服务器作为预备（Standby）服务器，不接受应用程序的数据库操作请求。当活动（Active）服务器因故障停止时，进行服务器切换，预备服务器成为活动（Active）服务器，维持系统运行。
这种方式的缺点，是一旦共享磁盘发生故障，整个系统瘫痪。为防止磁盘故障，常采用廉价磁盘冗余阵列（RAID）。另外，一旦活动服务器发生故障，在服务器切换完成之前，系统不能响应应用程序的请求，而且当前正在执行的事务（Transaction）会丢失。从整体性能来看，这种方式只有一台服务器做事务处理，其余服务器处于等待状态，资源没有全部利用。
SQLServer提供故障转移功能。PostgreSQL不提供这种功能，但有很多工具（Tool）可提供这一功能。
2.2共享磁盘同时运行（SharedDisk Active-Active）
系统由一个共享磁盘和若干个服务器组成。数据库被放到共享磁盘上。服务器同时运行，任意一个服务器都接受应用程序的数据库操作请求，并执行SQL操作。即使某个服务器停止，其他服务器不受影响继续运行，当前正在执行的事务（Transaction）会被其他服务器继续执行。由于这种方式充分利用了服务器资源，可以分散负载，性能要好于共享磁盘故障转移。
OracleRealApplication Clusters（OracleRAC）属于这种类型的代表。
2.3主从复制(Master-SlaveReplication)
系统由若干个服务器组成，不需要共享磁盘，每个服务器拥有自己的数据库，这些数据库是完全相同的，或者说是同一数据库的拷贝。运行时，其中一个服务器作为主（Master)，其余都作为从（Slave）。数据库更新操作要在主（Master）服务器中执行，然后通过数据库的复制功能（Replication)把数据库的变更信息传送到从（Slave）服务器。使从（Slave）服务器的数据库内容和主（Master）服务器保持一致。数据库查询操作可在从（Slave）服务器上进行。当主（Master）服务器发生故障时，从（Slave）服务器可以代替主（Master）服务器提供服务。
主从复制方式，又可分为同步型和异步型。同步型指数据库变更信息被送到从（Slave）服务器之后，主（Master）服务器才进行实质性的变更（事务提交）。异步型指主（Master）服务器进行变更操作之后，再传送变更信息。
当主（Master）服务器瘫痪时，同步型能确保主从服务器的数据一致性，而异步型可能会有一部分数据丢失。但不管是同步型还是异步型，当前正在执行的事务（Transaction）会丢失。
从整体性能来看，查询操作可在主从服务器上进行，有利于负载平衡，但更新操作只能在主服务器上进行。所以这种方式，适用于查询操作多而更新操作少的系统。
2.4复数主复制（Multi-MasterReplication）
系统构成与主从复制方式相同，由若干个服务器组成，不需要共享磁盘，每个服务器拥有自己的数据库，这些数据库是完全相同的，或者说是同一数据库的拷贝。与主从复制方式不同的是，运行时每台服务器都可以进行数据库更新操作，变更信息通过数据库的复制功能（Replication)相互传送。
这种方式查询操作和更新操作可在每台服务器上进行，查询操作和更新都可进行负载平衡，但是，在各个服务器之间保持数据一致性的机制比较复杂，性能不如主从复制方式。
2.5多个服务器并行查询执行（Multi-ServerParallel QueryExecution）
前面几种方式主要侧重于高可用性，即使系统中的某台服务器发生故障，系统能维持数据库服务，并尽可能不丢失数据。而多个服务器并行查询执行方式主要为了提高性能而设计。
对于大规模数据库（VLDB）而言，有时靠单台服务器提供服务时，处理时间长，在性能上很难满足用户需求。为解决这一问题，可把数据库的数据进行分割，把分割后的数据放到几台服务器上。当SQL语句执行时，把SQL语句分解成若干条SQL语句，分解后的SQL语句分别在不同的服务器上并行执行，然后把处理结果合并，再返回给应用程序。即，用多台服务器并行完成一个数据库操作。这种方式常称作数据库碎片化（Sharding）。
这种方式的解决方案有微软的SQLAzure，基于postgreSQL的pgpool-II。
3、结束语
以上介绍了几种典型的数据库架构方法，没有哪种方法最好，应根据用户需求和成本综合做出判断。
