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弹性是数据库和 DBA 的关键品质

原创 刺史武都 2025-04-11
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在当今纷繁复杂的计算环境中,DBMS(数据库管理系统)仍然是IT基础架构的核心。正因如此,DBMS也是现代组织开展业务和为客户提供服务的应用程序的核心。因此,DBA的核心竞争力自然是能够确保组织数据库的正常运行。而这需要具备韧性。

数据库系统的弹性是指以下能力:

  • 从失败中恢复。
  • 适应不断变化的条件。
  • 即使面临中断也能保持功能。

为了确保数据库系统能够从故障中恢复,DBA 首先必须从业务角度理解其数据的可用性需求。我们必须能够多快地从故障中恢复?请记住,故障可能是物理故障,例如磁盘驱动器故障;也可能是逻辑故障,例如将错误的输入应用于进程,从而损坏数据库。

并非所有应用程序都是任务关键型的,都需要立即恢复。只有在了解对业务的影响之后,我们才能制定合适的备份和恢复计划。DBA 需要服务级别协议 (SLA) 来进行恢复,就像我们需要性能 SLA 一样。恢复 SLA 或恢复时间目标 (RTO) 需要从应用程序的角度出发,例如“应用程序 X 发生故障后恢复应用程序可用性的时间不能超过 2 小时(或 10 分钟或……)……”要创建有效的 RTO,您必须能够回答以下问题:“无法使用这些数据的成本是多少?” 了解业务的期望后,我们就可以创建符合要求的备份和恢复计划。备份和恢复数据库的技术和方法有很多种。有些技术虽然成本较高,但可以通过更快地恢复数据来提高可用性。

DBA 团队必须为每个数据库对象创建合适的恢复策略。这需要将数据库对象映射到应用程序,以便我们能够根据 RTO 采用合适的策略。某些数据库对象会参与多个应用程序,因此它们的恢复策略会更加复杂。

此外,DBA 必须能够适应不断变化的环境。越来越多的用户、越来越多的数据、不断变化的需求、应对不断变化的法规等等,都可能导致 DBA 需要快速调整和修改其实现方案。DBA 可以使用多种策略来构建能够适应不断变化的环境的数据库。数据分区和分片可以通过将数据分布到多台服务器上来提高可扩展性和性能。这种设计使得在数据量增加或访问模式发生变化时更容易进行扩展。

此外,DBA 可以实施自动监控和调优机制,以检测工作负载模式或性能瓶颈的变化。使用能够根据实时数据和工作负载分析自动调整数据库配置的工具和脚本,可以保护系统免受条件变化导致的停机。

对于 DBA 来说,另一个有用的策略是实施数据库模式和配置的版本控制。这使得 DBA 能够在出现问题或需求发生变化时以最小的中断回滚更改或部署新版本的数据库。

根据所支持应用程序的性质,可以使用其他技术来增强适应性,包括灵活的数据建模、使用 NoSQL 和无模式数据库设计以及部署可随着数据需求变化而发展的动态模式。

应用程序架构以及数据库管理系统 (DBMS) 的选择会对您快速适应变化的能力产生深远的影响。您可以考虑采用微服务架构,让应用程序的不同组件拥有各自的数据库。这种方法可以更精细地控制数据库,并更轻松地适应系统特定部分的变化。此外,利用具有弹性和可扩展性的云原生架构和服务也会有所帮助。

第三个考虑因素是即使在遇到中断时也能保持功能正常运转。从第一天起,DBA 就将一些策略融入到了工作职责中,例如实施灾难恢复计划、部署带有警报的监视器以提前发出即将发生的问题的信号、以及定期进行测试和模拟演练以验证恢复和迁移计划并评估其流程的有效性。

结论

通过结合这些策略,DBA 可以构建可恢复、更能适应不断变化的环境、并在问题发生时更具韧性的系统、数据库和应用程序。当然,这需要大量的任务和职责,因此 DBA 自身也必须具备韧性。我的意思是,DBA 应该乐观、适应能力强、足智多谋……并且具备解决问题​​的能力。拥有韧性系统和韧性 DBA 的组织才能自信地继续为客户提供服务。这难道不是最重要的吗?

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