1. 什么是高可用架构
高可用架构（High Availability Architecture）是指在系统发生故障、自然灾害等情况时，系统可以自动或手动地转移到备份系统上，从而保证系统的可用性和稳定性。
1.1 高可用性的意义
网站或系统挂掉会给企业或组织带来较大的损失，而出现这种情况的原因可能是各种各样的，比如硬件故障、网络中断、人为失误等。为了保证系统可用性，需要采取措施来应对这些事故。
1.2 高可用架构的主要特征
容错性：在系统运行过程中，防止因为硬件故障、软件bug等问题导致的系统崩溃或停机。
负载平衡：在系统面对大量请求时，将请求分配到不同的服务器处理，提高系统的并发处理能力。
灾备处理：准备备用数据中心，当主数据中心发生故障时，可以实现快速切换数据中心，避免停机时间太长。
自动化：通过自动化的技术手段，实现系统的自动恢复和切换。
可扩展性：在用户量剧增时，系统可以快速扩展，以适应更多用户使用系统的情况。
2. SQL Server高可用架构方案
2.1 常用的高可用架构方案
常用的SQL Server高可用架构方案有以下几种：
数据库镜像（Database Mirroring）
Always On可用性组件（Always On Availability Groups）
复制（Replication）
日志传送（Log Shipping）
集群（Clustering）
2.2 数据库镜像
数据库镜像是一种实现数据冗余、提高可用性的技术。
数据库镜像有以下特点：
可以将一个数据库的数据和日志实时地复制到另一台服务器上。
可以将主数据库切换到备用数据库上，实现自动或手动故障切换。
在主数据库发生故障时，备用数据库可以接管请求而不会造成服务中断。
对于可以容忍一定数据丢失的应用，还可以采用异步模式实现镜像，确保主数据库定期将更新的数据和日志传送到备用数据库上。
数据库镜像的应用场景：
对数据传输时延和容许的数据丢失都有较高要求的场景。
工作负载不高的服务器。
--启动镜像
ALTER DATABASE [mydb] SET PARTNER ='TCP://backupserver.fqdn.com:5022'
GO
--数据保持一致性
ALTER DATABASE [mydb] SET SAFETY FULL
GO
2.3 Always On可用性组件
Always On可用性组件是一个高可用性和灾难恢复的解决方案。
Always On可用性组件的特点：
可以在多台服务器之间自动或手动切换数据库副本。
可以实现跨数据中心的异地容灾。
在副本间实时同步数据，并可以负载均衡查询请求。
支持多个副本共享读取和写入权限。
Always On可用性组件的应用场景：
对数据传输时延和容许的数据丢失都有较高要求的场景。
需要负载均衡的服务场景。
多数据中心的异地容灾。
--创建可用性组
CREATE AVAILABILITY GROUP [AG01]
WITH (AUTOMATED_BACKUP_PREFERENCE = SECONDARY_ONLY);
--创建副本
CREATE AVAILABILITY REPLICA ON sql02
WITH (ENDPOINT_URL = 'TCP://sql02.MyDomain.Com:5022', FAILOVER_MODE = MANUAL);
--创建监听器
CREATE AVAILABILITY GROUP LISTENER [AG01_Listen]
(WITH IP((1.1.1.1,'255.255.255.0')))
```
2.4 复制
复制是一种通过将数据从一个SQL Server实例复制到另一个SQL Server实例来创建和维护多个相同数据集的技术。
复制的特点：
适用于分布式应用中数据分发和集成的需求。
可以将数据和对象从一个SQL Server实例复制到另一个SQL Server实例。
可以按照表、行或列的级别进行复制，实现定制化的数据同步。
复制的应用场景：
需要将数据从应用程序开发中心分发到其他部门或关联公司，保证各部门或公司都使用同样的数据。
进行报表、数据仓库等类型的数据分析工作。
--创建发布
EXEC sp_addpublication @publication = N'mypublication', @description = N'My Transactional Publication', @sync_method = N'concurrent', @retention = 0, @allow_push = N'true', @allow_pull = N'true', @allow_anonymous = N'false', @enabled_for_internet = N'false', @snapshot_in_defaultfolder = N'true', @compress_snapshot = N'false', @ftp_port = 21, @allow_subscription_copy = N'false', @add_to_active_directory = N'false', @repl_freq = N'continuous', @status = N'active';
--添加订阅
EXEC sp_addsubscription @publication = N'mypublication', @subscriber = N'sql02', @destination_db = N'mydb', @sync_type = N'replication', @subscription_type = N'pull', @update_mode = N'read only', @immediate_sync = 1
2.5 日志传送
日志传送是一种异步的数据库同步方案，它通过将一个SQL Server实例的事务日志转移到另一个SQL Server实例，实现数据库的备份和恢复。
日志传送的特点：
支持同城或异地容灾
同步性较差，有一定的数据丢失风险
复杂度和成本较低
日志传送的应用场景：
保护小规模数据库的解决方案。
需要支持跨城或异地容灾的场景。
--配置备份服务器
EXEC sp_add_log_shipping_secondary_primary @primary_server = 'PrimaryServer', @primary_database = 'MyDB', @backup_source_directory = '\\PrimaryServer\BackupDirectory', @backup_destination_directory = '\\BackupServer\BackupDirectory', @copy_destination_directory = '\\BackupServer\LogCopyDirectory', @overwrite = 1, @delete = 1, @backup_job_name = null, @threshold_alert_enabled = 0, @threshold_alert_dbid = 0, @threshold_alert_delay = 0, @monitor_server = null, @monitor_server_security_mode = 1, @monitor_server_login = 'monitor_login', @monitor_server_password = 'monitor_password';
--配置备用服务器
EXEC msdb.dbo.sp_add_log_shipping_secondary_database @secondary_database = 'MyDB', @primary_server = 'PrimaryServer', @primary_database = 'MyDB', @restore_source_directory = '\\BackupServer\BackupDirectory', @restore_destination_directory = 'C:\Data', @file_retention_period = 1440, @overwrite = 1, @backup_mode = 1, @threshold_alert_enabled = 1, @threshold_alert_delay = 14420, @threshold_alert_seconds = 1200
2.6 集群
集群是将多台服务器组成一个逻辑实体，提供共享存储和访问单个服务器的虚拟ip功能。
集群的特点：
高可用性：网络、存储、电源、节点等的双重冗余保证了系统的稳定性。
可扩展性：可以在集群中添加节点，适应用户量的快速增长。
高可靠性：可以实现节点的自动检测和自动故障转移。
集群的应用场景：
需要高可用性、高可靠性、高性能等要求的应用场景。
需要保证系统不停机、不丢数据的应用场景。
--添加节点
Add-ClusterNode -Cluster 'MyCluster' -Name 'NewNode' -StaticAddress '192.168.1.2'
--重复验证
Test-Cluster -Node 'MyCluster', 'NewNode'
--创建组
New-ClusterGroup -Name 'MyGroup' -Cluster 'MyCluster'
--添加资源
Add-ClusterResource -Name 'MyIPAddress' -ResourceType 'IPAddress' -Group 'MyGroup' -StaticAddress '192.168.1.3/24'
3. 总结
根据不同的应用场景和需求，可以选择合适的SQL Server高可用架构方案来提高系统的可用性和稳定性。一般而言，需要考虑的因素包括系统的规模、数据量、业务需求、数据安全要求等。