Arsitektur fungsi terdistribusi Hyperscale

Berlaku untuk:Azure SQL Database

Azure SQL Database Hyperscale adalah tingkat layanan database berkinerja tinggi yang hemat biaya. Artikel ini merinci arsitektur Hyperscale yang sangat dapat diskalakan, yang menampilkan tingkat penyimpanan dan komputasi terpisah, penskalaan cepat, penskalaan yang hampir seketika dan pemulihan cepat, peluasan skala baca, dan throughput baca dan tulis tinggi.

Gambaran umum arsitektur Hyperscale

Mesin database tradisional memusatkan fungsi manajemen data dalam satu proses: bahkan disebut database terdistribusi dalam produksi saat ini memiliki beberapa salinan mesin data monolitik.

Database Hyperscale mengikuti pendekatan yang berbeda. Hyperscale memisahkan mesin pemrosesan kueri, tempat semantik berbagai mesin data berbeda-beda, dari komponen yang menyediakan penyimpanan jangka panjang dan durabilitas data. Dengan cara ini, kapasitas penyimpanan dapat diskalakan dengan lancar sejauh yang diperlukan, hingga 128 TB untuk satu database Hyperscale.

Database Hyperscale berisi jenis komponen berikut: node komputasi, server halaman, layanan log, dan penyimpanan Azure. Semua komunikasi jaringan di antara komponen Hyperscale menggunakan infrastruktur jaringan Azure dengan redundansi bawaan.

Replika sekunder dengan ketersediaan tinggi dan replika bernama adalah simpul komputasi opsional yang dapat ditambahkan sesuai permintaan. Keduanya berbagi komponen penyimpanan yang sama, jadi tidak ada salinan data yang diperlukan untuk memutar replika baru. Replika geo-sekunder dapat ditambahkan sesuai permintaan di wilayah Azure yang sama atau berbeda. Untuk perlindungan data dan redundansi, replika geo-sekunder memiliki komponen penyimpanan yang terpisah dari yang digunakan oleh replika utama.

Diagram berikut mengilustrasikan arsitektur Hyperscale fungsional:

Diagram memperlihatkan tingkat komputasi Hyperscale.

Diagram menunjukkan komponen berikut:
Sebuah. Komputasi: Hyperscale memisahkan mesin database utama, yang disebut sebagai Komputasi, dari komponen pengelogan transaksi dan penyimpanan data.
B. Penyimpanan: Komponen yang menyediakan penyimpanan dan durabilitas jangka panjang untuk data dipisahkan dari mesin database utama. File data disimpan dalam blob penyimpanan Azure terpisah. Data di penyimpanan Azure menyediakan redundansi untuk memulihkan server halaman dari kegagalan.
C. Server halaman: Server halaman mengambil data dari file data di lapisan penyimpanan, menyimpannya di cache SSD lokal, dan menyediakan data ke mesin utama. Cache SSD lokal dialokasikan berdasarkan ukuran komputasi untuk mempertahankan halaman data aktif/panas. Server halaman bertambah seiring bertambahnya ukuran database. Setiap server halaman mengelola hingga 128 GB data.
D. Layanan log: Database Hyperscale menggunakan layanan log untuk mengoordinasikan penyebaran log transaksi ke replika dan server halaman.
E. Replika bernama: Replika bernama memiliki komputasinya sendiri tetapi menggunakan layanan log yang sama. Anda dapat memiliki hingga 30 replika yang diberi nama. Setiap replika yang diberi nama dapat memiliki hingga 4 replika dengan ketersediaan tinggi.
F. Replika ketersediaan tinggi: Replika ketersediaan tinggi adalah salinan siaga opsional dari replika primer, geografis, atau bernama, yang dapat melakukan pemulihan dan tersedia hanya untuk pembacaan. Setiap replika utama dan replika bernama dapat memiliki hingga 4 replika dengan ketersediaan tinggi.

Komputasi

Node komputasi adalah tempat mesin relasional berada. Node komputasi adalah tempat pemrosesan bahasa, kueri, dan transaksi. Semua interaksi pengguna dengan database Hyperscale terjadi melalui node komputasi. Node komputasi dapat dikonfigurasi untuk menggunakan komputasi serverless atau komputasi yang diprovisikan.

Node komputasi memiliki cache lokal berbasis SSD yang disebut Resilient Buffer Pool Extension (cache data RBPEX). RBPEX Data Cache adalah cache data latensi rendah cerdas yang meminimalkan kebutuhan untuk mengambil data dari server halaman jarak jauh.

Database Hyperscale memiliki satu node komputasi utama tempat pemrosesan beban kerja baca-tulis dan transaksi. Hingga empat simpul komputasi sekunder dengan ketersediaan tinggi dapat ditambahkan sesuai permintaan. Mereka berfungsi sebagai node siaga aktif untuk keperluan failover dan dapat digunakan sebagai node komputasi hanya-baca untuk mengalihkan beban kerja baca jika diinginkan. Replika bernama adalah simpul komputasi sekunder yang dirancang untuk memungkinkan berbagai skenario tambahan OLTP read-scale out dan untuk mendukung beban kerja Pemrosesan Transaksional dan Analitis Hibrida (HTAP) dengan lebih baik. Simpul komputasi sekunder geografis dapat ditambahkan untuk pemulihan bencana dan berfungsi sebagai simpul komputasi baca-saja untuk mengalihkan beban kerja baca di wilayah Azure yang berbeda.

Dalam serverless, replika utama serta replika ketersediaan tinggi atau replika bernama masing-masing melakukan penskalaan otomatis secara mandiri berdasarkan penggunaannya. Rentang penskalaan otomatis komputasi untuk replika utama dan replika bernama dikonfigurasi secara independen. Rentang penskalaan otomatis untuk replika ketersediaan tinggi mana pun mewarisi konfigurasi penskalaan otomatis yang ditentukan oleh replika utama atau replika bernama yang terkait.

Mesin database yang berjalan pada simpul komputasi Hyperscale sama seperti pada tingkatan layanan Azure SQL Database lainnya. Ketika pengguna berinteraksi dengan mesin database pada simpul komputasi Hyperscale, area permukaan dan perilaku mesin yang didukung sama seperti di tingkat layanan lain, kecuali untuk batasan yang diketahui.

Server untuk halaman

Server halaman adalah sistem yang mewakili mesin penyimpanan yang diskalakan. Setiap server halaman bertanggung jawab atas subset halaman dalam database. Setiap server halaman juga memiliki replika yang disimpan dengan alasan redundansi dan ketersediaan.

Tugas server halaman adalah menyajikan halaman basis data kepada simpul komputasi saat diminta, dan menjaga agar halaman tersebut tetap mutakhir ketika transaksi memperbarui data. Server halaman selalu diperbarui dengan memutar ulang rekaman log transaksi dari layanan log.

Server page juga memelihara cache pelengkap berbasis SSD untuk meningkatkan kinerja. Penyimpanan halaman data jangka panjang disimpan di Azure Storage dengan alasan durabilitas.

Layanan log

Layanan log menerima catatan log transaksi yang sesuai dengan perubahan data dari replika komputasi primer. Kemudian, server halaman menerima catatan log dari layanan log dan menerapkan perubahan pada irisan data masing-masing. Selain itu, replika komputasi sekunder menerima catatan log dari layanan log dan hanya memutar ulang perubahan ke halaman yang sudah ada di kumpulan buffer atau cache RBPEX lokal. Semua perubahan data dari replika komputasi utama disebarkan melalui layanan log ke semua replika komputasi sekunder dan server halaman.

Akhirnya, rekaman log transaksi didorong ke penyimpanan jangka panjang di Azure Storage, yang merupakan repositori penyimpanan yang hampir tak terbatas. Mekanisme ini menghapus kebutuhan untuk sering terjadinya pemotongan log. Alasan umum untuk pertumbuhan log seperti pencadangan log yang terlewat atau replikasi data lambat ke replika sekunder tidak berlaku untuk Hyperscale. Layanan log memiliki memori lokal dan cache SSD untuk mempercepat akses ke rekaman log.

Penyimpanan Azure

Azure Storage berisi semua file data dalam database. Server page menjaga agar file data di Azure Storage tetap mutakhir. Penyimpanan ini juga digunakan untuk tujuan pencadangan dan dapat direplikasi antar wilayah berdasarkan pilihan redundansi penyimpanan.

Pencadangan diimplementasikan menggunakan rekam jepret penyimpanan file data. Operasi pemulihan menggunakan rekam jepret cepat terlepas dari ukuran data. Database dapat dipulihkan ke titik waktu mana pun dalam periode retensi cadangannya.

Hyperscale mendukung redundansi penyimpanan yang dapat dikonfigurasi. Saat membuat database Hyperscale, Anda dapat memilih dari jenis penyimpanan standar Azure berikut:

  • Penyimpanan yang berlebihan secara lokal (LRS)
  • Penyimpanan redundan zona (ZRS)
  • Penyimpanan geo-redundan dengan akses baca (RA-GRS)
  • Penyimpanan redundan geo-zona dengan akses baca (RA-GZRS)

Opsi penyimpanan dengan redundansi zona tersedia di wilayah Azure yang memiliki zona ketersediaan.

Opsi redundansi penyimpanan yang dipilih digunakan untuk masa pakai database, untuk redundansi penyimpanan data dan redundansi penyimpanan cadangan.

Konten terkait

  • Last updated on