数据库服务器（1）
胡经国一、概述
数据库服务器（DatabaseServer）是指运行数据库系统的专用服务器，其功能就是为数据库系统的高性能运行提供硬件支持和保障。
运行在局域网中的一台或多台计算机和数据库管理系统软件共同构成数据库服务器数据库服务器为客户应用提供服务这些服务查询、更新、事务管理、索引、高速缓存、查询优化、安全及多用户存取控制等。
数据库服务器建立在数据库系统基础上，具有数据库系统的特性，且有其独特的—面。主要功能如下：数据库管理功能，包括系统配置与管理、数据存取与更新管理、数据完整性管理和数据安全性管理。数据库的查询和操纵功能，包括数据库检索和修改。数据库维护功能，包括数据导入导出管理，数据库结构维护、数据恢复功能和性能监测。数据库并行运行由于在同一时间，访问数据库的用户不止一个，所以数据库服务器必须支持并行运行机制，处理多个事件的同时发生。层次结构
在C/S模型中，数据库服务器软件（后端）主要用于处理数据查询或数据操纵的请求。与用户交互的应用部分（前端）在用户的工作站上运行。它们的连接软件是：数据库服务器应用编程接口API通信连接软件和网络传输协议公用的数据存取语言SQL编程量减少数据库服务器提供用于数据操纵的标准接口API（ApplicationProgrammingInterface，应用程序编程接口）。数据库安全高数据库服务器提供监控性能、并发控制等工具。由DBA（DatabaseAdministrator，数据库管理员）统一负责授权访问数据库及网络管理。数据可靠性管理数据库服务器能提供统一的数据库备份恢复、启动停止数据库的管理工具。计算机资源利用充分数据库服务器把数据管理及处理工作从客户机上分离出来，使网络中各计算机资源能灵活分配、各尽其用。系统性能提高能大大降低网络开销协调操作，减少资源竞争，避免死锁提供联机查询优化机制。多处理器（相同类型）的水平扩展多个服务器的水平扩展垂直扩展服务器可以移植到功能更强的计算机上，不涉及处理数据的重新分布问题。数据库服务器与eb服务器分离好处安全性
数据库服务器可以只对服务器提供服务，不至于暴露在互联网中。处理效率更高
数据库服务器可以只提供数据检索服务而不必处理其它服务。且数据库服务器不需要外网，只在内网为W服务器提供数据查询服务即可。W服务器可以只处理W请求，不处理数据库操作，可以更好利用带宽资源。
数据库服务器作为业务系统的核心具有业务量大、存储数据量大等特点。它承担着业务数据的存储和处理任务因此关键数据库服务器的选择就显得尤为重要。服务器的可靠性和可用性是首要的需求其次是数据处理能力和安全性然后是可扩展性和可管理性。
根据应用类型和规模的不同，数据库对服务器性能的要求也不一样。如对于大型数据库来说，服务器往往仅用来运行数据库，或仅运行单一的应用。数据库的容量在1TB以上，需要有较高的CPU处理能力，大容量内存为数据缓存服务，并需要很好的IO性能使用这类应用时，通常需要有较高的CPU主频。数据库服务器选型五个原则
数据库服务器选型应该遵循以下个原则：高性能原则
保证所选购的服务器，不仅能够满足运营系统的运行和业务处理的需要，而且能够满足一定时期的业务量增长的需要。一般可以根据经验公式计算出所需的服务器TpmC值然后比较各服务器厂商和TPC组织公布的TpmC值，选择相应的机型。同时，用服务器的市场价报价除计算出来的TpmC值得出单位TpmC值的价格，进而选择高性能价格比的服务器。TpmC值pmC值在国内外被广泛用于衡量计算机系统的事务处理能力，每分钟内系统处理ransactions：交易）的新订单个数的英文缩写。ransactionsperminute，TPC-C。
TPC-C是在线事务处理OLTP）的基准程序
TPC-C使用三种性能和价格度量，其中性能由TPC-C吞吐率来衡量，其单位是pmC。pm是ransactionsperminute的简称；C是指TPC中的C基准程序。pmC的定义是每分钟内系统处理的新订单个数。可靠性原则
可靠性原则是所有选择设备和系统中首要考虑的，尤其是大型的、有大量处理要求的、需要长期运行的系统。考虑服务器系统的可靠性，不仅要考虑服务器单个节点的可靠性或稳定性，而且要考虑服务器与相关辅助系统之间连接的整体可靠性，如：网络系统、安全系统、远程打印系统等。在必要时，还应考虑对关键服务器采用集群技术，如：双机热备份或集群并行访问技术，甚至采用可能的完全容错机。
比如，要保证系统硬件和操作系统在99.98%的时间内都能够正常运作包括维修时间，则故障停机时间六个月不得超过0.5个小时服务器需724小时连续运行，因而要求其具有很高的安全可靠性。系统整机平均无故障时间MTBF）不低于80000小时。服务器如出现CPU损坏或其它机械故障，都能在20分钟内由备用的CPU和机器自动代替工作，无须人员操作，保证数据完整。可扩展性原则
保证所选购的服务器具有优秀的可扩展性。因为服务器是所有系统处理的核心，要求具有大数据吞吐速率，包括：I/O速率和网络通讯速率，而且服务器需要能够处理一定时期的业务发展所带来的数据量，需要服务器能够在相应时间对其自身根据业务发展的需要进行相应的升级，如：CPU型号升级、内存扩大、硬盘扩大、更换网卡、增加终端数目、挂接磁盘阵列或与其他服务器组成对集中数据的并发访问的集群系统等。这都需要所选购的服务器在整体上具有一个良好的可扩充余地。一般数据库和计费应用服务器在大型计费系统的设计中就会采用集群方式来增加可靠性其中挂接的磁盘存储系统，根据数据量和投资考虑，可以采用DAS、NAS或SAN等实现技术。DAS
DAS（DatabaseasaService，数据库即服务）模型是最近出现的一种新的数据管理模型它把用户的数据存放在数据库服务提供端atabaseServiceProvider，DSP并让它们通过网络使用数据库管理系统因此这种模型对外购数据库的安全性提出了更高的要求不仅可防止外部攻击者对重要数据的窃取或篡改，而且可防止DSP数据库服务提供端内部人员的非法访问。NAS
NAS（NetworkAttachedStorage，网络附属存储按字面简单说就是连接在网络上，具备资料存储功能的装置，因此也称为网络存储器。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心，将存储设备与服务器彻底分离，集中管理数据从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储，而效率却远远高于后者。目前国际著名的NAS企业有Netapp、EMC、OUO等。SAN
SAN是一种储存技SAN是千兆位速率的网络，它依托光纤通道FibreChannel）为服务器和存储设备之间的连接提供更高的吞吐能力、支持更远的距离和更可靠的连通。SAN可以是交换式网络，也可以是共享式网络。安全性原则
服务器处理的大都是相关系统的核心数据，其上存放和运行着关键的交易和重要的数据。这些交易和数据对于拥有者来说是一笔重要的资产，们安全性就非常敏感。
服务器的安全性与系统的整体安全性密不可分，如：网络系统的安全、数据加密、密码体制等。服务器需要在其自身，包括软硬件，都应该从安全角度上设计考虑在借助于外界的安全设施保障下，更要保证本身的高安全性。可管理性原则
服务器既是核心又是系统整体中的一个节点部分，就像网络系统需要进行管理维护一样，也需要对服务器进行有效的管理。这需要服务器的软硬件标准的管理系统，尤其是其上的操作系统，也包括一些重要的系统部件。实例解说数据库服务器选型采用高端服务器系统
为了对上述原则有更清晰的认识，下面以金保工程某省级数据中心交换区数据层服务器为例，来详细阐述其数据库服务器选型的方法。省级数据中心交换区数据层服务器中作为社会保险关系异地转移、离退休人员异地数据交换和异地就医数据交换的数据库服务器，支持在职人员社会保险关系跨市转移的信息交换，以及异地领取养老金相关信息如人员的基本状况、支付标准、生存状况等的交换，同时保存死亡信息和公共服务信息、临时缓存宏观决策上报数据和基金监管信息。考虑其作为中央、省、市三级数据中心信息交换的枢纽，所支撑应用的关键性，应采用高端服务器系统高端服务器系统配置
具体配置要求如下：服务器处理能力
为支持本省的异地转移、异地就医和异地领取养老金等业务，需要较高的交易数据处理能力。TPC计算如下：
假设全省参保总人数C=980万，交易日平均交易人数比例a1=1‰，每笔交易对应数据库事务数a2=5，则：每日实际交易量MC×a1×a2；交易日集中交易时间T=120分钟交易日集中期内交易量比例Ct80%；基准TPC指标值对应实际交易值的比例M06:1；CPU处理能力余量M130%～45%，取35%3年内每年处理能力增长率P=30%。
根据经验公式计算得出：TPC89435。也就是说，服务器选型应该考虑采用TPC值不低于100000的高端服务器系统配置。TPC
TPC是系统各部分性能的一个综合表达，用来评估系统的整体性能。TPC是服务器每秒处理交易的峰值，只对服务器的性能起参考作用可以先根据应用类型和系统规模，估算一个TPC值然后根据值在选定设备型号后，做具体的配置内存容量
根据经验和类似业务量和环境，内存容量应为1GCPU×CPU数从目前主流硬件厂商的指标来看，TPC值要达到100000，一般需要配置8个CPU，因此内存建议配置8GB。总线I/O总线带宽
在高CPU、大容量内存的配置下，必须要求主机系统总线带宽、I/O总线带宽都达到很高，否则，系统性能将形成瓶颈。带宽
带宽（andWidth）又叫频宽，是指在固定时间可传输资料数量，亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在数字设备中，宽通常以bps表示，即每秒可传输比特。在模拟设备中，宽通常以每秒传送周期或赫兹Hz）来表示。存储容量
交换区平均数据量为164.8GB，峰值数据量为164.8GB1.5，考虑0.2倍的数据库索引和系统占用空间作RAID保护后60%存储利用率以后数据增长需提供30%的数据扩充能力等因素，总存储容量约为：
164.81.5×1.2/60%/70%＝706GB
采用SAN中的光纤通道阵列作为数据存储。RAID
RAID（RedundantArraysofIndependentDisks，磁盘阵列，独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列是由很多价格较便宜的磁盘组合成一个容量巨大的磁盘组SAN
SAN是一种储存技SAN是千兆位速率的网络它依托光纤通道Fibre?Channel）为服务器和存储设备之间的连接提供更高的吞吐能力支持更远的距离和更可靠的连通。SAN可以是交换式网络，也可以是共享式网络。可靠性、扩展性等
由于作为生产型数据库服务器，支持异地经办业务，属于实时性服务该服务器系统在可靠性方面要求较高可靠性必须达到99.99%以上，提供全年7×24的可用性，配置为双机集群方式。系统采用多部件的冗余结构设计，具有高速差错校验和纠错的存储器，并有监控和诊断功能。
2016年11月23日编写于重庆
2022年2月9日修改于重庆
6
|
|
