外观
SQLServer 数据库镜像
数据库镜像概述
SQL Server 数据库镜像（Database Mirroring）是一种高可用性和灾难恢复解决方案，它将主数据库的事务日志实时传输到辅助服务器，并在辅助服务器上应用这些日志，从而保持主数据库和辅助数据库的同步。
核心组件
- 主体服务器：包含主体数据库，负责处理所有客户端请求，是用户应用程序的主要连接点
- 镜像服务器：包含镜像数据库，接收并应用从主体服务器传输过来的事务日志，保持与主体数据库的同步
- 见证服务器：可选组件，用于监控镜像会话状态并参与自动故障切换决策，确保高可用性
- 镜像端点：用于主体服务器和镜像服务器之间的通信，基于 TCP/IP 协议
- 镜像会话：主体服务器和镜像服务器之间的连接，用于传输事务日志和监控状态
主要特性
- 提供数据库级别的高可用性和灾难恢复保护
- 支持自动和手动故障切换，满足不同场景需求
- 主体服务器和镜像服务器之间的延迟较低
- 镜像数据库可以处于不同的恢复状态，适应不同的业务需求
- 实现相对简单，配置和管理成本较低
- 已在 SQL Server 2016 中被弃用，微软推荐迁移到 Always On Availability Groups
镜像操作模式
数据库镜像支持三种操作模式，每种模式具有不同的特性和适用场景：
高可用性模式
- 主体服务器和镜像服务器之间使用同步提交
- 提供零数据丢失保证，事务必须在主体服务器和镜像服务器上都提交成功才算完成
- 需要见证服务器参与，实现自动故障切换
- 适用于关键业务系统，对数据安全性和可用性要求都很高
高保护模式
- 主体服务器和镜像服务器之间使用同步提交
- 提供零数据丢失保证，与高可用性模式类似
- 不需要见证服务器
- 只支持手动故障切换，不支持自动故障切换
- 适用于对数据安全性要求高，但对自动故障切换要求不高的系统
高性能模式
- 主体服务器和镜像服务器之间使用异步提交
- 主体服务器提交事务后立即返回给客户端，不等待镜像服务器确认
- 可能导致数据丢失，尤其是在网络故障或镜像服务器故障时
- 不需要见证服务器
- 只支持手动故障切换
- 适用于对性能要求高，对数据丢失容忍度较高的系统
镜像状态
数据库镜像会话可以处于以下几种状态：
- SYNCHRONIZING：镜像会话正在同步，主体服务器正在将事务日志发送到镜像服务器，镜像服务器正在应用这些日志
- SYNCHRONIZED：镜像会话已同步，所有已提交的事务都已传输到镜像服务器，高可用性模式下可以进行自动故障切换
- SUSPENDED：镜像会话已暂停，主体服务器不再向镜像服务器发送事务日志，可以手动恢复
- DISCONNECTED：主体服务器和镜像服务器之间的连接已断开，需要手动重新连接
配置步骤
前提条件
在配置数据库镜像之前，需要确保满足以下条件：
- 主体数据库必须处于 FULL 恢复模式
- 主体服务器和镜像服务器的 SQL Server 版本和补丁级别必须一致
- 镜像服务器上必须存在与主体数据库相同名称的数据库，通过还原主体数据库的完整备份创建（使用 NORECOVERY 选项）
- 所有服务器必须配置镜像端点
- 确保服务器之间的网络连接正常，防火墙已开放镜像通信端口
详细配置步骤
1. 准备数据库
sql
-- 在主体服务器上执行
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET RECOVERY FULL;
BACKUP DATABASE [PrimaryDB] TO DISK = '\\share\backup\PrimaryDB_FullBackup.bak' WITH NOFORMAT, NOINIT, NAME = 'PrimaryDB-Full-Backup', SKIP, NOREWIND, NOUNLOAD, STATS = 10;
-- 在镜像服务器上执行
RESTORE DATABASE [PrimaryDB] FROM DISK = '\\share\backup\PrimaryDB_FullBackup.bak' WITH NORECOVERY, STATS = 10;2. 创建镜像端点
sql
-- 在所有服务器上执行
CREATE ENDPOINT [MirroringEndpoint]
STATE = STARTED
AS TCP (LISTENER_PORT = 5022, LISTENER_IP = ALL)
FOR DATABASE_MIRRORING (ROLE = ALL);3. 配置数据库镜像
sql
-- 在镜像服务器上执行
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET PARTNER = 'TCP://PrincipalServer:5022';
-- 在主体服务器上执行
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET PARTNER = 'TCP://MirrorServer:5022';
-- （可选）在主体服务器上配置见证服务器（仅高可用性模式需要）
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET WITNESS = 'TCP://WitnessServer:5022';4. 验证配置
sql
-- 检查镜像状态
SELECT
db_name(database_id) AS database_name,
mirroring_state_desc,
mirroring_role_desc,
mirroring_safety_level_desc,
mirroring_witness_status_desc
FROM sys.database_mirroring
WHERE mirroring_guid IS NOT NULL;故障切换操作
自动故障切换
在高可用性模式下，当主体服务器发生故障时，见证服务器会检测到故障，并触发自动故障切换到镜像服务器。自动故障切换的条件：
- 主体服务器不可用
- 镜像服务器可用且与主体服务器同步
- 见证服务器可用
- 镜像会话处于 SYNCHRONIZED 状态
自动故障切换是无缝的，客户端连接会自动重定向到新的主体服务器（需要使用 ADO.NET 或 SQL Native Client 并配置连接字符串中的 Failover Partner 属性）。
手动故障切换
手动故障切换用于计划内维护，如操作系统升级、硬件维护等。步骤如下：
- 确保镜像会话处于 SYNCHRONIZED 状态
- 在主体服务器上执行故障切换命令
sql
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET PARTNER FAILOVER;- 验证故障切换后的状态，确保新的主体服务器正常运行
强制故障切换
强制故障切换仅在紧急情况下使用，当主体服务器不可用且无法恢复时。这种操作可能导致数据丢失，因为镜像服务器可能没有接收或应用所有的事务日志。
sql
-- 在镜像服务器上执行
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET PARTNER FORCE_SERVICE_ALLOW_DATA_LOSS;监控与管理
监控工具
1. SQL Server Management Studio (SSMS)
- 查看数据库镜像状态：在对象资源管理器中，右键点击数据库，选择"任务"→"镜像"，可以查看当前镜像状态和配置
- 配置和管理镜像会话：通过图形界面可以进行暂停、恢复、故障切换等操作
2. 动态管理视图
sql
-- 查看镜像状态
SELECT
db_name(database_id) AS database_name,
mirroring_state_desc,
mirroring_role_desc,
mirroring_safety_level_desc,
mirroring_witness_status_desc,
mirroring_partner_name,
mirroring_witness_name
FROM sys.database_mirroring
WHERE mirroring_guid IS NOT NULL;
-- 查看镜像端点状态
SELECT * FROM sys.database_mirroring_endpoints;3. Performance Monitor
- 监控 "SQL Server:Database Mirroring" 性能对象
- 关注以下关键计数器：
- Bytes Sent/sec：主体服务器发送到镜像服务器的字节数/秒
- Bytes Received/sec：镜像服务器接收的字节数/秒
- Log Send Queue：主体服务器上尚未发送到镜像服务器的事务日志大小（KB）
- Redo Queue：镜像服务器上尚未应用的事务日志大小（KB）
- Mirroring Commit Overhead：同步提交模式下，事务等待镜像服务器确认的平均时间（毫秒）
4. Windows 事件日志
- 查看数据库镜像相关事件，了解镜像状态变化和错误信息
- 配置警报，在镜像状态变化时发送通知，及时响应潜在问题
常见管理任务
1. 暂停镜像会话
sql
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET PARTNER SUSPEND;2. 恢复镜像会话
sql
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET PARTNER RESUME;3. 移除镜像会话
sql
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET PARTNER OFF;4. 更改镜像操作模式
sql
-- 更改为高性能模式
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET PARTNER SAFETY OFF;
-- 更改为高保护模式
ALTER DATABASE [PrimaryDB] SET PARTNER SAFETY FULL;版本差异
SQL Server 2008/2012
- 完全支持数据库镜像
- 支持三种操作模式
- 支持自动故障切换
- 提供基本的监控和管理功能
SQL Server 2014
- 继续支持数据库镜像
- 增强了性能和可靠性
- 引入了 Always On Availability Groups 作为替代方案
- 微软开始推荐使用 Always On Availability Groups
SQL Server 2016 及以上
- 数据库镜像被正式弃用
- 仍然可用，但不再接受新功能更新
- 微软强烈推荐迁移到 Always On Availability Groups
- 将在未来版本中彻底移除
生产场景应用
场景1：关键业务系统高可用性
场景描述：某银行核心交易系统需要 24×7 可用性，对数据安全性要求极高，不允许任何数据丢失。
解决方案：
- 采用高可用性模式配置数据库镜像
- 主体服务器和镜像服务器位于不同的数据中心，实现灾难恢复
- 配置见证服务器，实现自动故障切换
- 客户端连接字符串配置 Failover Partner 属性，实现自动重定向
关键配置：
sql
-- 配置为高可用性模式
ALTER DATABASE [CoreDB] SET PARTNER SAFETY FULL;
ALTER DATABASE [CoreDB] SET WITNESS = 'TCP://WitnessServer:5022';场景2：报表系统性能优化
场景描述：某电商平台的报表系统，需要实时数据，但对查询性能要求很高，对数据丢失容忍度较高。
解决方案：
- 采用高性能模式配置数据库镜像
- 主体服务器处理所有写操作，镜像服务器配置为可读（需要额外配置）
- 报表查询指向镜像服务器，实现读写分离，提高整体性能
关键配置：
sql
-- 配置为高性能模式
ALTER DATABASE [ReportDB] SET PARTNER SAFETY OFF;场景3：数据库迁移
场景描述：某企业需要将数据库从旧服务器迁移到新服务器，要求停机时间最短。
解决方案：
- 在新服务器上配置为镜像服务器
- 主从同步完成后，执行手动故障切换
- 验证新服务器正常运行后，移除镜像配置
关键步骤：
- 配置数据库镜像，等待同步完成
- 执行手动故障切换：
ALTER DATABASE [MigrationDB] SET PARTNER FAILOVER; - 验证新服务器运行正常
- 移除镜像配置：
ALTER DATABASE [MigrationDB] SET PARTNER OFF;
常见问题（FAQ）
数据库镜像与 Always On Availability Groups 有什么区别？
答案：主要区别包括：
- 数据库镜像只支持单个数据库，而 Always On Availability Groups 支持多个数据库作为一个组进行管理
- 数据库镜像只支持一个镜像服务器，而 Always On Availability Groups 支持多个辅助副本
- 数据库镜像的镜像数据库不可读，而 Always On Availability Groups 支持可读辅助副本
- 数据库镜像已被弃用，而 Always On Availability Groups 是微软推荐的下一代高可用性解决方案
- Always On Availability Groups 提供更高级的功能，如自动页面修复、可读辅助副本等
数据库镜像需要多少个服务器？
答案：
- 至少需要 2 个服务器：一个主体服务器和一个镜像服务器
- 如果需要自动故障切换，还需要一个见证服务器，总共 3 个服务器
如何备份镜像数据库？
答案：
- 镜像数据库处于 RESTORING 状态，不能直接备份
- 需要从主体服务器备份数据库，或者在故障切换后从新的主体服务器备份
- 建议定期备份主体数据库，确保数据安全
数据库镜像会影响性能吗？
答案：
- 可能会有一定影响，具体取决于镜像操作模式和配置：
- 同步提交模式（高可用性和高保护）会增加事务延迟，因为需要等待镜像服务器确认
- 异步提交模式（高性能）对主体服务器性能影响较小
- 影响程度还取决于：
- 网络带宽和延迟
- 主体服务器和镜像服务器的硬件性能
- 事务大小和频率
数据库镜像支持跨版本配置吗？
答案：
- 不支持。主体服务器和镜像服务器必须使用相同版本的 SQL Server
- 版本不匹配会导致镜像配置失败
如何迁移从数据库镜像到 Always On Availability Groups？
答案：
- 评估当前环境和需求，确定 Always On Availability Groups 的架构
- 确保所有服务器都运行 SQL Server 2012 或更高版本的 Enterprise Edition
- 配置 Windows 故障转移群集
- 配置 Always On Availability Groups 端点
- 创建 Availability Group 并添加数据库
- 测试故障切换和客户端连接
- 逐步迁移客户端应用到 Always On Availability Groups
数据库镜像可以用于报告目的吗？
答案：
- 默认情况下，镜像数据库处于 RESTORING 状态，不可用于查询或报告
- 如果需要用于报告，建议考虑：
- 使用 Always On Availability Groups 的可读辅助副本
- 使用日志传送配置只读副本
- 考虑使用数据库快照
如何处理镜像会话频繁断开的问题？
答案：
- 检查网络连接和带宽，确保足够的网络资源
- 检查服务器的资源使用率（CPU、内存、磁盘 I/O），确保服务器性能足够
- 查看 SQL Server 错误日志和 Windows 事件日志，获取详细错误信息
- 考虑调整镜像操作模式，从同步模式切换到异步模式
- 优化数据库设计和查询，减少事务大小和频率
数据库镜像支持加密吗？
答案：
- 支持。可以通过配置镜像端点的加密选项来实现
- 默认情况下，镜像端点使用 AES 加密算法
- 可以通过以下语句配置加密：sql
CREATE ENDPOINT [MirroringEndpoint] STATE = STARTED AS TCP (LISTENER_PORT = 5022, LISTENER_IP = ALL) FOR DATABASE_MIRRORING (ROLE = ALL, ENCRYPTION = REQUIRED ALGORITHM AES);
见证服务器的作用是什么？
答案：
- 见证服务器是一个可选组件，用于实现自动故障切换
- 它监控主体服务器和镜像服务器的状态
- 当主体服务器不可用时，见证服务器会与镜像服务器协商，决定是否触发自动故障切换
- 见证服务器必须运行 SQL Server，但可以是 Express Edition
最佳实践
架构设计
- 物理分离：主体服务器和镜像服务器应位于不同的物理位置，实现灾难恢复
- 独立网络：使用独立的网络连接进行镜像通信，避免与业务网络冲突
- 硬件配置：确保主体服务器和镜像服务器的硬件配置相似，避免性能瓶颈
- 见证服务器：如果需要自动故障切换，建议配置见证服务器
- 版本一致性：确保所有服务器的 SQL Server 版本和补丁级别一致
性能优化
- 网络优化：确保足够的带宽和低延迟，考虑使用专用网络
- 压缩配置：考虑使用网络压缩减少传输开销
- 事务优化：合理设计事务大小，避免大型事务
- 操作模式：根据业务需求选择合适的操作模式
- 监控延迟：定期监控镜像延迟，及时调整配置
监控与维护
- 定期监控：使用多种工具定期监控镜像状态和性能
- 配置警报：在镜像状态变化时及时通知，确保问题得到快速响应
- 测试故障切换：定期测试故障切换流程，确保在实际故障时能够正常工作
- 备份策略：即使配置了镜像，也要保持定期备份的习惯
- 文档记录：详细记录镜像配置和操作步骤，便于维护和故障排查
安全性
- 端点保护：使用证书或 Windows 身份验证保护镜像端点
- 最小权限：为镜像端点配置最小必要的权限
- 防火墙配置：只开放必要的端口，限制访问来源
- 定期更换证书：如果使用证书验证，定期更换证书，确保安全性
- 加密通信：启用镜像通信加密，保护数据传输安全
总结
SQL Server 数据库镜像是一种成熟的高可用性和灾难恢复解决方案，虽然已在 SQL Server 2016 中被弃用，但仍然是许多现有系统使用的可靠解决方案。
对于仍在使用数据库镜像的组织，建议：
- 定期评估系统需求，考虑迁移到 Always On Availability Groups
- 保持良好的监控和维护习惯，确保镜像系统稳定运行
- 定期测试故障切换流程，确保在实际故障时能够正常工作
- 关注微软官方文档，了解相关更新和最佳实践
对于计划部署新的高可用性解决方案的组织，推荐直接使用 Always On Availability Groups，这是微软推荐的下一代高可用性和灾难恢复解决方案，提供了更多的功能和更好的性能。
通过掌握数据库镜像的架构、配置和管理，DBA 可以有效地维护现有系统，确保业务的连续性和数据的安全性。同时，了解 Always On Availability Groups 可以为未来的系统升级和迁移做好准备。