分布式架构下MSSQL数据库的发展与应用-猿码集

分布式架构下MSSQL数据库的发展与应用

在当前互联网+、大数据和人工智能浪潮的推动下，数据库技术也正在快速发展，开发出面向分布式、高可用、高扩展、高性能的数据库。作为企业级数据库的代表之一，Microsoft SQL Server（MSSQL）在这方面也取得了显著的进步和成果。本文将从MSSQL数据库发展历程、分布式架构下的MSSQL数据库创新、MSSQL数据库在分布式架构环境下的应用等几方面来展开探讨。

一、MSSQL数据库发展历程

作为微软的核心产品之一，MSSQL数据库也经历了多个阶段的更新和升级。从诞生到现在，MSSQL数据库发展历程主要可分为以下几个阶段：

1.1 第一阶段：SQL Server 1.0 ~ SQL Server 6.5（1989 ~ 1996年）

这个阶段是MSSQL数据库最初的发展阶段，产品采用客户端/服务器架构，对应用程序提供高可用性、性能和数据安全保护。这个阶段主要突破点是提出了一些数据库领域的创新，如联机事务处理（OLTP）、存储过程、触发器、视图等。

1.2 第二阶段：SQL Server 7.0 ~ SQL Server 2000（1998 ~ 2000年）

这个阶段是MSSQL数据库的关键转折点，产品推出了一个综合解决方案，增加了数据分析和数据挖掘功能，将客户端/服务器系统转变为具有WEB功能的集成解决方案，还加入了XML支持。这个阶段主要突破点是从客户/服务器架构逐渐转化为WEB架构，注重协议的高层次和交互性。

1.3 第三阶段：SQL Server 2005 ~ SQL Server 2012（2005 ~ 2012年）

这个阶段是MSSQL数据库大规模发展的时期，推出了一系列重大创新，如CLR集成、XML和XQuery导入等。MSSQL数据库在这个阶段加强了与.NET分布式应用程序的互操作性，支持分布式伸缩性，提升了大数据的处理能力，也改进了服务器的安全性和健壮性。

1.4 第四阶段：SQL Server 2014 ~ SQL Server 2019（2014 ~ 2019年）

这个阶段是MSSQL数据库从成熟产品转向云端服务的阶段，产品新增了“SQL云数据库”（SQL Azure），SQL Azure中新增了PaaS/DBaaS两层服务，再次改进了数据安全性和性能，MSSQL数据库在这个阶段加大了在PaaS/DBaaS数据库服务方面的布局力度，提高了安全和可靠性，同时开启支持Linux（Ubuntu、SUSE、Red Hat Enterprise Linux）平台上运行。

二、分布式架构下的MSSQL数据库创新

在分布式架构的应用场景中，MSSQL数据库也不断进行创新和探索，目的是更好地适应分布式架构，提供高效、快速、安全的数据库服务。

2.1 AlwaysOn技术

AlwaysOn是MSSQL 2012新增的高可用性和灾备备份技术，它允许多个辅助副本在主副本出现故障时自动同步转移，以保证应用程序不中断，用户不会发现数据传输故障了，数据可以自动的流转到备用数据库，杜绝数据丢失和不可用性带来的损失。


--创建AlwaysOn组
CREATE AVAILABILITY GROUP []
  WITH (AUTOMATED_BACKUP_PREFERENCE = SECONDARY, DTC_SUPPORT = NONE, FAILURE_CONDITION_LEVEL = 3, HEALTH_CHECK_TIMEOUT = 30000)
  FOR DATABASE [title]
  REPLICA ON
  N'' WITH
      (
        ENDPOINT_URL = N'tcp://:5022',
        AVAILABILITY_MODE = SYNCHRONOUS_COMMIT,
        FAILOVER_MODE = MANUAL,
        SEEDING_MODE = AUTOMATIC,
        SECONDARY_ROLE (ALLOW_CONNECTIONS = ALL),
        PRIMARY_ROLE (ALLOW_CONNECTIONS = ALL)
      ),
  N'' WITH
      (
        ENDPOINT_URL = N'tcp://:5022',
        AVAILABILITY_MODE = SYNCHRONOUS_COMMIT,
        FAILOVER_MODE = MANUAL,
        SEEDING_MODE = AUTOMATIC,
        SECONDARY_ROLE (ALLOW_CONNECTIONS = ALL),
        PRIMARY_ROLE (ALLOW_CONNECTIONS = ALL)
      );

2.2 分区表技术

在传统数据库中，单张数据表面对的数据量比较大，查询时效率比较低，因此MSSQL数据库引入了分区表技术（Partitioned Table），将一个大表按照规则分成若干个子表，不同的子表分别存储相应范围内的数据。这样，在查询该数据表时，可以只查询相关分区，使得查询效率得到了很大提高。


--创建分区表
CREATE PARTITION FUNCTION partition_range_func (datetime2(0))
AS RANGE RIGHT FOR VALUES ('2017-01-01 00:00:00','2017-02-01 00:00:00');
CREATE PARTITION SCHEME part_range_scheme
AS PARTITION partition_range_func
ALL TO ([PRIMARY]);
CREATE TABLE T_TEST_PARTITION (
    CREATE_TIME DATETIME2(0) NOT NULL,
    ID INT NOT NULL,
    DATA VARCHAR(100) NOT NULL,
    INDEX IX_TEST_PARTITION (ID)
) ON part_range_scheme(create_time);

2.3 统计信息增强

在分布式架构环境下，数据量增加，查询速度变慢，建立索引会消耗大量的处理器和存储器资源，同时使用大量的内存来存储数据库内对象。为应对这些问题，MSSQL数据库提供了增强版的统计信息，使得数据库更快、更智能、更苗条。


--增强统计信息
USE AdventureWorksDW2012;
GO
UPDATE STATISTICS Production.Product (Name);
GO

三、MSSQL数据库在分布式架构环境下的应用

分布式架构环境下，MSSQL数据库部署方式会发生改变，一般会采用多个节点的方式来实现数据的分布式存储和管理。针对这一需求，MSSQL数据库的应用场景主要分为以下三种：

3.1 复制技术

MSSQL数据库采用默认的同步复制技术实现分布式架构的数据管理。在此方案下，源数据库会将变更消息复制到所有目标数据库中，以确保多个场所中数据的统一性和实时性。该方案实现SDH和数据仓库等应用，适用于具有较高数据传输安全性要求的企业级应用程序。

3.2 AlwaysOn技术

AlwaysOn技术提高了分布式架构下数据库高可用性和灾备备份的实现，也能满足多地灾难恢复和数据中心灾难恢复等需求。该方案下，主数据库、辅助数据库和数据备份都可以实现同步更新，防止单点故障和脱机备份等问题。

3.3 分区表技术

分区表技术在分布式数据库环境中广泛应用，对于数据量大的数据库极其有作用。较小的子表在哪个节点以及每个子表所负责的数据范围可以根据业务需求来灵活地设置。这种方式大大提高数据的查询速度，同时也减少了查询的资源占用。

四、总结

本文从MSSQL数据库的发展历程、分布式架构下的MSSQL数据库创新、MSSQL数据库在分布式架构环境下的应用三个方面进行了详细的阐述和分析。可以看到，MSSQL数据库作为企业级数据库的代表之一，在分布式架构中可以提供优异的性能、高可用性和可扩展性等优点。但是，在实际应用中，还需要根据业务需求和数据架构进行灵活的配置和优化，才能发挥出最大的效益。