27. High Availability, Load Balancing, and Replication

資料庫伺服器可以協同工作，以便在主要伺服器故障時允許第二台伺服器快速的接管(高可用性 High Availability)，或者允許多台伺服器提供相同的資料(負載平衡 Loading Balancing)。理想狀況下，資料伺服器可以無縫接軌地協同工作。網頁伺服器提供靜態網頁可以被相當簡單的組合，僅透過負載平衡把網頁請求分配到多台機器上。事實上，只提供讀取的資料庫伺服器也可以相對容易地被組合。不幸地是大多數地資料庫伺服器具有讀/寫請求的組合，可是具備讀/寫請求資料伺服器被組合起來是相當地困難。這是因為儘管只供讀取的資料只被放進每台伺服器一次，但是必須將對任何伺服器寫入的資料傳播到所有的伺服器中，以便將來對這些伺服器發送讀取請求能夠返回一致的結果。

這種同步化的問題算是伺服器協同工作上的基本難題。由於沒有單一得解決方案可以消除所有使用案例同步問題的影響，因此有多許多種解決方案。每種解決方案都以不同的方式解決問題，並最小化該問題對特定工作負載的影響。

有些解決方案處理同步化是藉由只讓單一伺服器可以修改資料。可以修改資料伺服器被稱之為 read/write、master或primary的伺服器。 可以追蹤master伺服器改變的伺服器我們稱為standby或secondary伺服器。standby伺服器不能接受連線上直到他被提升為maaster伺服器才能連線的伺服器稱之為warm standby伺服器，另一種可以接受連線且只提供其他伺服器作讀取查詢的稱之為hot standby伺服器。

一些解決方案是同步的，代表說一個資料修改的交易是不被認為提交直到所有伺服器都已經提交這些交易。這保證故障轉移不會遺失掉任何資料，和不論哪一台資料庫伺服器被查詢時，所有負載平衡的伺服器都可以返回一致的結果。相反地，非同步解決方案允許在提交交易時間和傳播到其他伺服器之間存在些許延遲，從而可能會在切換到備份伺服器時遺失某些交易，且負載平衡伺服器可能會返回一些稍微過時的結果。非同步解決方案被運用在當同步解決方案太慢的時候。

解決方案也可以被依照規模分類，某些解決方案只能處理整個資料庫伺服器，然而其他的解決方案允許處理控制在每個表或每個資料庫等級。

做任何選擇都必須考慮到其性能。通常必須在功能和性能之間取其權衡。例如一個完整的同步解決方案可能會讓性能降低一半以上，而異步解決方案可能會對性能有比較小的影響。

本節的其餘部分概述了各種故障轉移、複製和負載平衡解決方案。