資料庫為何需要多區域應用程式架構？

譯者：布加迪

多區域應用程式架構是任何雲應用系統最重要的方面之一。它的意義不僅僅在於覆蓋全球和接近客戶，還在於確保應用程式可以在不同的區域和國家順利執行。

因此，您的資料庫應駐留在多個區域，那樣即使遇到自然災害或電力中斷等意外問題，也能確保高可用性和高效能。

多區域意味著什麼？

多區域意味著您的應用程式覆蓋多個區域。每個區域都是一個獨立的資料中心，含有自己的資料庫和負載均衡系統。不同區域的資料庫彼此之間沒有連線，但是它們都有相同的模式，因此可以跨所有區域使用一組查詢。

每個區域都有自己的伺服器，這意味著對應用程式的任何請求都沒有單一故障點。如果一個數據中心出現故障，來自其他地方的使用者的流量將自動轉移到另一個數據中心，使用者不會注意到網站有任何異常。

為何使用多區域應用程式？

縮短延遲：多區域應用程式架構使您能夠將資料庫託管在不同的區域，從而縮短延遲。如果您的使用者位於世界各地，這一點尤其有用。

減少資料丟失：使用多區域應用程式架構，您可以在多個區域之間使用同步複製，並確保即使出現硬體/網路故障或任何其他災難，資料也不會丟失。就算其中一個區域因網路中斷或硬體故障等某個原因出現故障，您的資料仍然在其他區域可以使用。

降低成本：您可以將資料庫託管在雲平臺上，而不是購買昂貴的伺服器在本地託管，從而節省成本，因為雲提供商對其服務的收費低於本地託管提供商（這同樣適用於其他的IT基礎設施部件，比如儲存）。

如何著手構建多區域應用程式？

想構建多區域應用程式，您需要使用在多個區域可用的資料庫。比如說，如果您有一個駐留在AWS上的應用程式，並將亞馬遜關係資料庫服務（RDS）用於資料庫，那麼您可以將RDS例項配置為在多個區域可用。

還可以從具有多區域可用性的資料庫中進行選擇。Microsoft Azure SQL資料庫就是一個典型例子：在該資料庫中，使用者可以建立資料庫，可用性集（availability set）由複製相連線。您還可以使用Microsoft SQL Server 2017或更高版本的服務代理功能，使用流複製或合併複製跨不同區域複製資料。

第三種選擇是使用支援多區域故障切換的資料庫，因為其故障切換流程不需要任何停運，而是立即切換到另一個區域，不會中斷服務，效能在切換期間也保持不變！

多區域架構的好處

多區域架構讓您可以在不同的區域擁有資料庫的多個副本。每個副本可以位於不同的區域，每個區域可以為相同的資料庫使用不同的版本和語言。這為您在針對資料冗餘和高可用性設計架構時提供了極大的靈活性。

您可能希望在一個區域保留儲存成本較低的舊版本作為備份，而在另一個區域使用儲存需求較高的新版本作為主版本，那樣如果前者有任何問題，您可以比較輕鬆地切換到後者。

多區域架構面臨的挑戰

雖然區域部署架構的好處顯而易見，但它也有自己的一系列挑戰。最大的挑戰是成本。雖然執行多區域資料庫的成本可能低於單區域環境，但仍可能比在不同地方執行單區域環境的成本更高。原因是您需要為每個區域維護單獨的基礎設施和服務——比如說，您可能擁有跨區域的獨立計算資源和儲存例項，而不是依賴貴公司內的共享基礎設施。多區域資料庫的另一個挑戰是資料延遲：兩個距離遙遠的地方因網路延遲或網路擁塞而導致延遲增加時，就會出現資料延遲。

雖然在多個地區管理如此大的資料集變得更容易，因為它們將容量分佈到位於不同地區（資料中心）的多臺伺服器上，在不影響效能和可用性的情況下有助於降低操作成本。但是說到可擴充套件性和安全問題，情況變得棘手起來，因為以一致的方式確保這些工作負載正常執行可能需要額外的工作。

透過將應用程式分佈到每個區域內的多個數據中心，可以減少應用程式的延遲和成本，並提高可靠性、效能和可用性。

在為資料庫構建多區域應用程式架構時，還可以跨多個區域改進安全，比如資料加密。

除此之外，還有其他好處：

增強可擴充套件性——在任何一個區域出現高負載或流量突發的情況下，您都可以在部署應用程式的任何位置新增更多的計算資源，從而輕鬆提高容量。這讓您在沒有任何停運的情況下進行擴充套件，同時在高峰使用時間保持高效能。

簡化管理——管理跨多個位置部署的應用程式需要的管理開銷比管理單個位置的應用程式要少。

結論

我們已瞭解了使用多區域應用程式架構的原因。多區域資料庫架構是個複雜的領域，需要資料管理、資料庫和雲解決方案等方面的專業知識。我們還討論了在貴公司使用多區域資料庫架構的好處。