零门槛入门数据库学习之关系型数据库架构介绍

早期在数据量还不是很大的时候，数据库就采用一种很简单的单机服务，在一台专用的服务器上安装数据库软件，对外提供数据存取服务。但随着业务规模增大，数据库存储的数据量和承载的业务压力也不断增加。数据库的架构也必须随之变化。

如上的架构分类方法，是一种按照主机数量来区分的分类方式，分别是单机架构和多机架构。单机架构分为单主机和独立主机，多机架构分为分组和分片。

为了避免应用服务和数据库服务对资源的竞争，单机架构也从早期的单主机模式发展到数据库独立主机模式，把应用和数据服务分开，应用服务可以增加服务器数量，进行负载均衡，来增大系统并发能力。单机部署形式，在研发、学习以及模拟环境中具有灵活、部署方便等特点。单机架构有几个显著的不足：

1、可扩展性。数据库单机架构扩展性只有纵向扩展。

2、存在单点故障。单机架构扩容的时候，往往需要停机扩容，服务也随之停止。另外，硬件故障容易导致整个服务不可用，甚至会有数据丢失的情况。

3、随着业务量的增加，单机势必会遇到性能瓶颈。

接下来我们来看一下分组架构里面的主备架构，实际上也是单机架构自然而然衍生出来的架构，主要是为了解决单点故障问题。

数据库部署在两台服务器，其中承担数据读写服务的服务器，称为“主机”。另外一台服务器利用数据同步机制，把主机的数据复制过来，称为“备机”，同一时刻，只有一台服务器对外提供数据服务。这种架构的优点是应用不需要为了应对数据库故障而增加开发量。另外相对单机架构而言，提升了数据容错性。这种架构的缺点是：

1、资源浪费，备机和主机同等配置，而基本上备机资源会处于闲置状态。

2、性能压力还是集中在单机上，无法解决性能瓶颈问题。

3、出现故障时，主备机切换，需要一定的员工干预或者监控。

主备架构无法根本解决问题，那来看看主从式架构。

部署模式和主备机模式相似，但备机上升为从机角色，也对外提供一定的数据服务。应用程序可以通过读写分离方式分散压力，优点明显，资源利用率提升，从机扩展性灵活等，但缺点也同样存在：

1、 数据延迟问题，数据同步到从机数据库时会有延迟

2、 写操作的性能压力，还是集中在主机上

3、 可用性问题，主机出现故障，需要实现主从切换，人工干预需要响应时间，自动切换的实现复杂度较高

接下来我们看另外一种特殊的多主架构，数据库之间互为主从，同时对外提供完整的数据服务。优点在于提升资源利用率的同时降低了单点故障的风险。

缺点也同时存在：

1、 双向复制同样存在延时问题，极端情况下有可能数据丢失

2、 数据库数量增加会导致数据同步极为复杂

接着再看看分片架构，其主要表现形式就是水平数据分片架构，优点是数据分散在集群内的各个节点上，所有节点可以独立性工作。

总结起来：

介绍了这么多种模式，数据库架构仍在衍生，细化来讲还有共享存储多活架构、分片架构、无共享架构、MPP架构等等，大家想要了解更多，欢迎点击《数据库介绍》进行学习，全面掌握关系型数据库架构！