Hiper ölçek dağıtılmış işlevleri mimarisi

Şunlar için geçerlidir:Azure SQL Veritabanı

Azure SQL Veritabanı Hiper Ölçek, uygun maliyetli, yüksek performanslı bir veritabanı hizmet katmanıdır. Bu makalede, ayrı depolama ve işlem katmanları, hızlı ölçeklendirme, neredeyse anlık yedeklemeler ve hızlı geri yüklemeler, okuma ölçeği genişletme ve yüksek okuma ve yazma aktarım hızı içeren Hiper Ölçek'in yüksek oranda ölçeklenebilir mimarisi açıklanır.

Hiper ölçek mimarisine genel bakış

Geleneksel veritabanı altyapıları, veri yönetimi işlevlerini tek bir işlemde merkezileştirir: Günümüzde üretimdeki dağıtılmış veritabanları bile monolitik veri altyapısının birden çok kopyasına sahiptir.

Hiper ölçek veritabanları farklı bir yaklaşım izler. Hyperscale, çeşitli veri işleme motorlarının anlamsal olarak farklılaştığı sorgu işleme altyapısını, verilere uzun vadeli depolama ve dayanıklılık sağlayan bileşenlerden ayırır. Bu şekilde depolama kapasitesi, tek bir Hiper Ölçek veritabanı için 128 TB'a kadar gerektiği kadar sorunsuz bir şekilde ölçeklendirilebilir.

Bir Hyperscale veritabanı şu bileşen türlerini içerir: hesaplama düğümleri, sayfa sunucuları, günlük hizmeti ve Azure Depolama. Hiper Ölçek bileşenleri arasındaki tüm ağ iletişimi, yerleşik yedekliliğe sahip Azure ağ altyapısını kullanır.

Yüksek kullanılabilirlik için ikincil replikalar ve adlandırılmış replikalar, gerektiğinde eklenebilen isteğe bağlı işlem düğümleridir. Her ikisi de aynı depolama bileşenlerini paylaştığından yeni bir çoğaltma oluşturmak için veri kopyası gerekmez. Aynı Azure bölgesine veya farklı bir Azure bölgesine gerektiğinde coğrafi ikincil çoğaltma eklenebilir. Veri koruma ve yedeklilik için coğrafi ikincil çoğaltmalar, birincil çoğaltma tarafından kullanılanlardan ayrı depolama bileşenlerine sahiptir.

Aşağıdaki diyagramda işlevsel Hiper Ölçek mimarisi gösterilmektedir:

Hiper Ölçek'in işlem katmanını gösteren diyagram.

Diyagramda aşağıdaki bileşenler gösterilir:
A. Hesapla: Hyperscale, Hesapla olarak adlandırılan ana veritabanı motorunu, işlem günlüğü ve veri depolama bileşenlerinden ayırır.
B. Depolama: Veriler için uzun süreli depolama ve dayanıklılık sağlayan bileşenler ana veritabanı altyapısından ayrılır. Veri dosyaları ayrı Azure depolama bloblarında depolanır. Azure depolamadaki veriler, bir sayfa sunucusunu hatadan kurtarmak için yedeklilik sağlar.
C. Sayfa sunucuları: Sayfa sunucuları, depolama katmanındaki veri dosyalarından verileri alır, yerel bir SSD önbelleğinde depolar ve verileri ana altyapıya sağlar. Yerel SSD önbelleği, etkin/sık erişimli veri sayfalarını korumak için işlem boyutuna göre ayrılır. Veritabanı boyutu arttıkça sayfa sunucuları büyür. Her sayfa sunucusu en fazla 128 GB veri yönetir.
D. Günlük hizmeti: Hiper Ölçek veritabanı, çoğaltmalara ve sayfa sunucularına işlem günlüğü yayma işlemini koordine etmek için günlük hizmetini kullanır.
E. Adlandırılmış çoğaltmalar: Adlandırılmış çoğaltmaların kendi işlemcileri vardır fakat aynı günlük hizmetini kullanır. En fazla 30 isim verilmiş replikaya sahip olabilirsiniz. Her adlandırılmış çoğaltmanın en fazla 4 yüksek kullanılabilirlik çoğaltması olabilir.
F. Yüksek kullanılabilirlik çoğaltmaları: Yüksek kullanılabilirlik çoğaltmaları, yük devretme için hazır olan ve salt okunur iş yükleri için kullanılabilen birincil, coğrafi veya adlandırılmış çoğaltmanın isteğe bağlı bekleme kopyalarıdır. Her birincil çoğaltma ve adlandırılmış çoğaltma en fazla 4 yüksek kullanılabilirlik çoğaltmasına sahip olabilir.

Hesaplama

Hesaplama düğümü, ilişkisel motorun bulunduğu yerdir. İşlem düğümü dil, sorgu ve işlem işlemenin gerçekleştiği yerdir. Hiper Ölçek veritabanıyla tüm kullanıcı etkileşimleri işlem düğümleri aracılığıyla gerçekleşir. İşlem düğümleri sunucusuz veya sağlanan işlem kullanacak şekilde yapılandırılabilir.

İşlem düğümlerinin Dayanıklı Arabellek Havuzu Uzantısı (RBPEX Veri Önbelleği) adlı yerel SSD tabanlı önbellekleri vardır. RBPEX Veri Önbelleği, uzak sayfa sunucularından veri getirme gereksinimini en aza indiren akıllı bir düşük gecikme süreli veri önbelleğidir.

Hiper ölçek veritabanlarında okuma-yazma iş yükünün ve işlemlerin işlendiği bir birincil işlem düğümü vardır. İsteğe bağlı olarak en fazla dört yüksek kullanılabilirlik ikincil işlem düğümü eklenebilir. Yük devretme amacıyla sıcak yedek düğümler olarak işlev görürler ve istenirse okuma iş yükünü devralmak için salt okunur hesaplama düğümleri olarak da hizmet verebilirler. adlandırılmış çoğaltmalar, çeşitli ek OLTP okuma ölçeğini genişletme senaryolarını etkinleştirmek ve Karma İşlemsel ve Analitik İşleme (HTAP) iş yüklerini daha iyi desteklemek için tasarlanmış ikincil işlem düğümleridir. Bir coğrafi ikincil işlem düğümü, olağanüstü durum kurtarma amacıyla ve farklı bir Azure bölgesinde okuma iş yüklerini devretmek üzere salt okunur bir işlem düğümü olarak hizmet vermesi için eklenebilir.

Sunucusuz modelde, birincil replika ile tüm yüksek kullanılabilirlik replikaları veya adlandırılmış replikaların her biri, kendi kullanımına göre bağımsız olarak otomatik ölçeklenir. Birincil çoğaltma ile adlandırılmış çoğaltmaların her biri için işlem gücü otomatik ölçeklendirme aralığı ayrı ayrı yapılandırılır. Herhangi bir yüksek kullanılabilirlikli çoğaltmanın otomatik ölçeklendirme aralığı, ilişkili birincil çoğaltması veya adlandırılmış çoğaltması için tanımlanan otomatik ölçeklendirme yapılandırmasından devralınır.

Hiper Ölçek işlem düğümlerinde çalışan veritabanı altyapısı, diğer Azure SQL Veritabanı hizmet katmanlarındakiyle aynıdır. Kullanıcılar Hiper Ölçek işlem düğümlerinde veritabanı altyapısıyla etkileşime geçtiğinde, desteklenen yüzey alanı ve altyapı davranışı bilinen sınırlamalar dışında diğer hizmet katmanlarında olduğu gibi olur.

Sayfa sunucusu

Sayfa sunucuları, ölçeği genişletilmiş depolama altyapısını temsil eden sistemlerdir. Her sayfa sunucusu, veritabanındaki sayfaların bir alt kümesinden sorumludur. Her sayfa sunucusunun, yedeklilik ve kullanılabilirlik sağlamak için tutulan bir kopyası da vardır.

Sayfa sunucusunun işi, veritabanı sayfalarını isteğe bağlı olarak işlem düğümlerine sunmak ve işlemler verileri güncelleştirdikçe sayfaların güncel kalmasını sağlamaktır. Sayfa sunucuları, log hizmetinden gelen işlem günlüğü kayıtlarının yeniden uygulanmasıyla güncel tutulur.

Sayfa sunucuları ayrıca performansı artırmak için SSD tabanlı önbellekleri de kapsar. Veri sayfalarının uzun süreli depolanması, dayanıklılık için Azure Depolama'da tutulur.

Günlükleme hizmeti

Günlük hizmeti, birincil işlem replikasındaki veri değişikliklerine karşılık gelen işlem günlüğü kayıtlarını kabul eder. Sayfa sunucuları daha sonra günlük hizmetinden günlük kayıtlarını alır ve değişiklikleri ilgili veri dilimlerine uygular. Buna ek olarak, işlem ikincil kopyaları günlük hizmetinden günlük kayıtlarını alır ve yalnızca arabellek havuzlarında veya yerel RBPEX önbelleklerinde zaten bulunan sayfalardaki değişiklikleri yeniden oynatır. Birincil işlem çoğaltmasından yapılan tüm veri değişiklikleri, günlük hizmeti aracılığıyla tüm ikincil işlem çoğaltmalarına ve sayfa sunucularına yayılır.

Son olarak işlem günlüğü kayıtları, neredeyse sonsuz bir depolama deposu olan Azure Depolama'da uzun vadeli depolamaya gönderilir. Bu mekanizma, günlük dosyasının sık kısaltılması gereksinimini ortadan kaldırır. İşlem günlüğünün büyümesinin yaygın nedenleri olan atlanan işlem günlüğü yedeklemeleri veya verilerin ikincil replikalara yavaş çoğaltılması gibi durumlar Hyperscale için geçerli değildir. Log hizmetinde, log kayıtlarına erişimi hızlandırmak için yerel bellek ve SSD önbellekleri bulunur.

Azure depolama alanı

Azure Depolama, veritabanındaki tüm veri dosyalarını içerir. Sayfa sunucuları Azure Depolama'daki veri dosyalarını güncel tutar. Bu depolama, yedekleme amacıyla da kullanılır ve depolama yedekliliği seçimine göre bölgeler arasında çoğaltılabilir.

Yedeklemeler, veri dosyalarının depolama anlık görüntüleri kullanılarak uygulanır. Anlık görüntüleri kullanarak geri yükleme işlemleri, veri boyutundan bağımsız olarak hızlıdır. Veritabanı, yedekleme saklama süresi içinde herhangi bir noktaya geri yüklenebilir.

Hiper Ölçek yapılandırılabilir depolama yedekliliğini destekler. Hiper Ölçek veritabanı oluştururken aşağıdaki Azure standart depolama türleri arasından seçim yapabilirsiniz:

  • Yerel olarak yedekli depolama (LRS)
  • Alanlar arası yedekli depolama (ZRS)
  • Okuma erişimli coğrafi olarak yedekli depolama (RA-GRS)
  • Okuma erişimli coğrafi alanlar arası yedekli depolama (RA-GZRS)

Alanlar arası yedekli depolama seçenekleri, kullanılabilirlik alanları olan Azure bölgelerinde kullanılabilir.

Seçilen depolama yedekliliği seçeneği, hem veri depolama yedekliliği hem de yedekleme depolama yedekliliği için veritabanının kullanım ömrü için kullanılır.