راهکارهای راه‌اندازی HA در دیتابیس MS SQL Server

معرفی Always On :

امروزه در دسترس بودن دائمی سرویس‌ها، اهمیت بالایی دارد و از دسترس خارج شدن دیتابیس‌ها هزینه‌های زیادی را به سازمان‌ها تحمیل می‌نماید. برای دستیابی به در دسترس بودن بالا (High Availability) در هر شرايطی، ضروری است که راهکارهای مناسب با هر سازمان ارائه شود.
دیتابیس SQL Server راه‌های مختلفی را برای پیاده‌سازی HA مانند Replication،Log Shipping ،Mirroring ارائه نموده است. همچنین از نسخه 2012 به بعد این محصول، یک ویژگی به نام Always On به آن اضافه شده است، که دارای قابلیت‌های High Availability و Disaster Recovery می‌باشد.

High Availability یا HA به مجموعه‌ای از تکنیک‌ها و معماری‌ها گفته می‌شود که دسترس‌پذیری دیتابیس را افزایش می‌دهد و زمان از کار افتادن سرویس را به حداقل می‌رساند. استفاده از HA باعث می‌شود کاربران و برنامه‌ها حتی در زمان خرابی سرور، دسترسی به داده‌ها را از دست ندهند. HA در محیط‌های سازمانی، بانک‌ها، بیمارستان‌ها و سیستم‌های حیاتی اهمیت ویژه‌ای دارد. پیاده‌سازی HA می‌تواند از طریق روش‌های مختلف مانند Always On، Failover Cluster و Log Shipping انجام شود. HA نه تنها از خرابی سخت‌افزار محافظت می‌کند بلکه از خطاهای نرم‌افزاری نیز پشتیبانی می‌کند. نکات امنیتی هنگام راه‌اندازی HA شامل رمزگذاری داده‌ها و محدود کردن دسترسی به کاربران مجاز است. همچنین مانیتورینگ منظم سرورها و دیتابیس‌ها برای شناسایی زودهنگام مشکلات ضروری است.

• بررسی سازگاری نسخه SQL Server با HA

• تعیین نیازمندی‌های سخت‌افزاری و شبکه

• برنامه‌ریزی برای تست Failover

• مستندسازی سیاست‌های دسترسی و پشتیبان‌گیری

اگر بخواهیم یک تعریف کلی از Always On داشته باشیم، این است که این ویژگی باعث می‌شود تا تحت هر شرایطی دیتابیس‌های شما قابل سرویس‌دهی باشند.خدمات دواپس با بهینه‌سازی اتوماسیون و مانیتورینگ، راهکارهای راه‌اندازی HA در دیتابیس MS SQL Server را امن‌تر و پایدارتر می‌کنند.

برای این ویژگی، یک سری اصطلاحات وجود دارد که در این قسمت از مقاله به تعریف آن‌ها می‌پردازیم:
• Availability Group : دیتابیس‌ها و Replicaهای ما به صورت Logical در اینجا گروه‌بندی می‌شوند. در واقع Availability Group یک Logical Container محسوب می‌شود.
• Availability Replicas : Instanceهایی می‌باشند که میزبان دیتابیس‌های HA هستند، در واقع Replicaهای ما هستند.
• Availability Database : دیتابیسی است که با استفاده از ویژگی Always On می‌خواهیم از آن حفاظت کنیم.
• Availability Group Listener : در اینجا تعیین می‌شود که یوزرها چگونه به دیتابیس متصل شوند. این Listener می‌تواند یک Network Name یا IP Address باشد.
پس به طور کلی شما یک Availability Group دارید که در داخل آن گروه‌ها تعدادی Replica وجود دارد، هر Replica از چندین دیتابیس تشکیل شده است.

وپژگی ها

ویژگی‌های Always On که در سایر راهکارهای HA در SQL Server وجود ندارد، موارد زیر را می‌توان نام برد:
• File stream
• File table
• Column store index
• Contained database
• Replication

مراحل نصب

نحوه Setup کردن Always On دشوار نیست و شامل مراحل زیر می‌باشد:
• Cluster windows : ویندوز سرورهای شما باید به صورت کلاستر و بر روی همه ماشین‌ها نصب شود، تمام ماشین‌ها روی یک کلاستر و بر روی یک Domain Controller قرار دارند.
• Install SQL Server on Nodes : در این مرحله بر روی تمام ماشین‌ها، دیتابیس SQL Server به صورت معمولی نصب می‌شود.
• Enable AlwaysOn Availability Group : در این مرحله سرویس Always On را Enable می‌کنیم.
• Create/Attach/Restore Database : در این مرحله روی دیتابیس Second Replica بکاپ را بازگردانی می‌کنیم.
• Configure AlwaysOn Availability Group : در آخر تنظیمات AlwaysOn Database Group روی پایگاه داده انجام داده و این ویژگی را روی دیتابیس فعال می‌کنیم.

مزایای استفاده از HA در محیط‌های سازمانی

استفاده از HA باعث افزایش اطمینان از دسترسی مداوم به داده‌ها می‌شود و ریسک از دست رفتن اطلاعات را کاهش می‌دهد. HA زمان بازیابی پس از خرابی را کوتاه می‌کند و نیاز به دخالت انسانی را به حداقل می‌رساند. این راهکار باعث بهبود عملکرد برنامه‌ها در شرایط ترافیک بالا می‌شود و انعطاف‌پذیری در مدیریت دیتابیس‌ها ایجاد می‌کند. HA امکان تقسیم بار بین سرورها را فراهم می‌کند و از بروز اختلال در سرویس‌ها جلوگیری می‌کند.

• بهبود عملکرد در زمان بارگذاری بالا

• کاهش خطاهای انسانی در بازیابی

• افزایش امنیت و محافظت از داده‌ها

• ساده‌سازی عملیات نگهداری و ارتقا

معماری‌های مختلف HA در SQL Server

SQL Server از چند معماری برای پیاده‌سازی HA پشتیبانی می‌کند. Always On Availability Groups به شما امکان می‌دهد چندین دیتابیس را همزمان همگام‌سازی کنید. Failover Cluster Instances (FCI) از سخت‌افزار مشترک برای تضمین دسترس‌پذیری استفاده می‌کند. Log Shipping برای انتقال لاگ‌های تراکنش بین سرورها کاربرد دارد. Database Mirroring امکان همزمان کردن دیتابیس اصلی و ثانویه را فراهم می‌کند. هر روش مزایا و محدودیت‌های خود را دارد و انتخاب آن باید بر اساس نیازهای سازمان انجام شود.زیرساخت فناوری اطلاعات قوی، اجرای راهکارهای راه‌اندازی HA در دیتابیس MS SQL Server را برای پایداری و دسترس‌پذیری بهتر داده‌ها ممکن می‌کند.

• تحلیل نیازمندی‌های ترافیک و بارکاری

• انتخاب روش مناسب با توجه به بودجه و منابع

• رعایت نکات امنیتی شبکه

• تست معماری در محیط آزمایشی قبل از اجرا

راه‌اندازی Always On Availability Groups

Always On امکان همگام‌سازی چندین دیتابیس بین سرورها را فراهم می‌کند. این روش قابلیت Failover خودکار و دستی دارد و بهبود دسترس‌پذیری را تضمین می‌کند. پیاده‌سازی نیازمند Windows Server Failover Clustering و تنظیم Listener است. دیتابیس‌ها باید در حالت Full Recovery باشند تا بتوانند همگام‌سازی شوند. مانیتورینگ مداوم گروه‌های Always On برای شناسایی مشکلات و اطمینان از عملکرد صحیح ضروری است.

• فعال‌سازی Clustering در سرورها

• ایجاد گروه‌های Availability و Listener

• پیکربندی همگام‌سازی و Failover

• بررسی دسترسی کاربران و مجوزها

استفاده از Database Mirroring برای HA

Database Mirroring امکان انتقال تراکنش‌ها بین دیتابیس اصلی و ثانویه را فراهم می‌کند. می‌توان از حالت High Safety برای تضمین همگام‌سازی کامل استفاده کرد. Failover می‌تواند خودکار یا دستی باشد. Mirroring ساده‌تر از Always On است اما محدودیت‌هایی در تعداد دیتابیس‌ها دارد.

• تعیین حالت Mirroring مناسب

• پیکربندی Endpoint و احراز هویت

• تست Failover و بازیابی

• مانیتورینگ مستمر اتصال و سلامت دیتابیس

راه‌اندازی Log Shipping برای پشتیبانی از HA

Log Shipping شامل انتقال فایل‌های تراکنش از سرور اصلی به سرور ثانویه و بازیابی آن‌ها است. این روش ساده و کم‌هزینه است و مناسب محیط‌هایی با حجم تراکنش متوسط است. زمان تأخیر بین سرور اصلی و ثانویه باید بررسی شود. سرور ثانویه می‌تواند در حالت Read-Only باشد تا از آن برای گزارش‌گیری استفاده شود.

• تعیین زمان‌بندی انتقال لاگ‌ها

• پیکربندی بازیابی خودکار یا دستی

• بررسی فضای ذخیره‌سازی کافی

• مانیتورینگ سلامت سرور و اتصال شبکه

استفاده از Replication برای دسترس‌پذیری بالا

Replication امکان کپی‌برداری داده‌ها بین سرورها را فراهم می‌کند و برای دسترس‌پذیری و مقیاس‌پذیری مفید است. انواع مختلفی مانند Snapshot، Transactional و Merge وجود دارد. هر نوع مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارد و بسته به نیاز انتخاب می‌شود.

• تعیین نوع Replication مناسب

• تنظیم امنیت و مجوزها

• بررسی هماهنگی داده‌ها

• تست سناریوهای Failover

پیاده‌سازی Failover Cluster Instances (FCI)

FCI از چند سرور با ذخیره‌سازی مشترک استفاده می‌کند تا در صورت خرابی یک سرور، سرور دیگر جایگزین شود. این روش دسترس‌پذیری بالا را تضمین می‌کند اما نیازمند سخت‌افزار و شبکه مطمئن است.

• راه‌اندازی Cluster و Nodeها

• پیکربندی Storage اشتراکی

• تست Failover و بازیابی

• مانیتورینگ سلامت Cluster

نکات امنیتی هنگام راه‌اندازی HA

استفاده از HA به معنای حفاظت از داده‌ها در برابر خرابی است اما امنیت نیز باید مدنظر باشد. رمزگذاری داده‌ها، محدود کردن دسترسی کاربران و مانیتورینگ مداوم از جمله اقدامات ضروری است.

• فعال‌سازی رمزگذاری TLS برای ارتباط بین سرورها

• استفاده از حساب‌های با حداقل دسترسی

• ثبت لاگ‌های دسترسی و تغییرات

• بررسی منظم آسیب‌پذیری‌ها

مانیتورینگ و نگهداری دیتابیس‌های HA

مانیتورینگ مداوم وضعیت سرورها و دیتابیس‌ها برای شناسایی زودهنگام مشکلات ضروری است. ابزارهای داخلی SQL Server و نرم‌افزارهای سوم شخص می‌توانند وضعیت Availability Group و سلامت دیتابیس را بررسی کنند.

• بررسی زمان تأخیر همگام‌سازی

• نظارت بر فضای ذخیره‌سازی

• گزارش‌گیری منظم از سلامت سرور

• تست دوره‌ای Failover

مقایسه عملکرد روش‌های مختلف HA

هر روش HA مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارد. Always On برای محیط‌های حساس مناسب است، Log Shipping هزینه کمتری دارد اما تأخیر دارد و Mirroring ساده‌تر است اما محدودیت دیتابیس دارد.

• ارزیابی نیازهای سازمانی

• بررسی هزینه و منابع مورد نیاز

• تحلیل زمان بازیابی و دسترس‌پذیری

• مقایسه امنیت و قابلیت نگهداری

بهترین شیوه‌ها و توصیه‌های عملی برای راه‌اندازی HA

برنامه‌ریزی دقیق قبل از پیاده‌سازی ضروری است. انتخاب روش مناسب بر اساس حجم داده و حساسیت سرویس‌ها انجام شود. تست و مانیتورینگ مداوم برای تضمین عملکرد صحیح ضروری است. مستندسازی فرآیندها و آموزش کاربران نیز اهمیت دارد.

• مستندسازی کامل مراحل راه‌اندازی

• آموزش تیم IT برای مدیریت Failover

• برنامه‌ریزی Backup و بازیابی

• بررسی و به‌روزرسانی مرتب سرورها

مشکلات رایج و راهکارهای رفع آن‌ها در محیط HA

مشکلات اتصال شبکه، تأخیر همگام‌سازی و ناسازگاری نسخه‌ها از رایج‌ترین مشکلات هستند. رفع آن‌ها نیازمند بررسی دقیق لاگ‌ها، تست Failover و به‌روزرسانی منظم سرورها است.

• بررسی اتصال شبکه بین سرورها

• هماهنگ‌سازی نسخه‌های SQL Server

• تست دوره‌ای Failover

• مانیتورینگ و رفع خطاهای گزارش شده

سخن پایانی

به طور کلی می‌توان گفت، راه‌اندازی AG برای ما مزایای زیادی دارد. از جمله این‌که می‌توان چندین Disaster Site داشت، همچنین می‌توان از آن برای برنامه‌های مهاجرت دیتابیس استفاده کرد و راه‌اندازی و نگهداری از آن سخت نیست. از معایب آن می‌توان گفت، به دلیل آن که نیاز به چند سرور آنلاین و IDLE دارد، هزینه بالایی خواهد داشت.