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本文将详细的阐述南大通用GBase 8s集群的技术概念和原理。南大通用GBase 8s实例级别的集群模式共分为三种，基于共享存储的高可用集群（SSC）、一主一备的同城灾备集群（HAC）、一主多备的远程容灾集群（RHAC）。
SSC集群：共享存储
GBase 8s 共享存储高可用集群（SSC），采用共享磁盘方式实现节点高可用，数据仅存储一份，有效利用硬件资源，避免数据重复存储问题。集群为主控对等管理模式，查询时访问本地缓存，无网络开销，线性扩展性良好，集群节点数最多可达128个，所有节点均可读写。当主失效时，辅助节点可以升级为主控节点，保障系统的高可用。SSC集群操作简单、成本低无需额外硬件支持。
SSC集群缓存采用各节点独立架构，各节点上数据缓存不一定相同。当主节点有数据更新时，通过传递页号的方式通知各辅助节点，辅助节点接到通知后，更新自己的数据缓存，以保障数据缓存的一致性，不存在过期的数据页。当访问缓存时，缓存全部在本地，不存在网络开销。
SSC共享存储支持裸设备，也支持NFS、GFS等共享文件系统。此外SSC集群可与HAC、RHAC集群共同构建两地三中心的使用场景。SSC适合大型业务系统，在仅一个存储的基础上，各节点间能够保障数据高度一致。也可用于需要高可用、高性能和负载均衡的交易系统等。
HAC集群：同城灾备
HAC为一主一辅两节点高可用集群，采用日志同步的方式来保障节点间数据的快速同步。主节点执行读写业务的同时，备节点可承担查询等读业务。HAC具有安装简单、应用透明无感知、故障自动切换、无须额外付费等特点。为了提升性能，集群采用缓冲区内存同步，再到辅节点回放的方式。日志同步的同步模式包括：同步模式、半同步模式、异步模式。
主服务器的逻辑日志缓冲区的内容将复制到共享内存的数据复制缓冲区并清空到磁盘。如果主服务器使用的是完全同步或接近同步方式，那么它必须接收到来自HAC辅助服务器的确认，然后才能完成逻辑日志清空。主服务器启动日志发送线程以将数据复制缓冲区通过网络传输到辅助服务器的日志接收线程，然后该线程会将数据写入共享内存的接收缓冲区。日志重做线程将接收缓冲区复制到恢复缓冲区。辅助服务器使用日志恢复线程来重做日志。两节点通过心跳机制发送并接收消息以监视两个服务器之间的连接。
主数据库服务器可使用三种同步方式将数据复制到HAC辅助服务器：
完全同步方式
其中事务需要HAC辅助服务器上的完成确认，然后才能完成，该方式数据完整性最高，但系统性能会受到负面影响；
半同步方式
其中事务需要HAC辅助服务器上的已接收确认，然后才能完成。接近同步方式可提供比完全同步方式更优异的性能，比异步方式更优异的数据完整性。
异步方式
其中事务无需HAC辅助服务器上的已接收或已完成确认即可完成。该方式系统性能最佳，但是如果发生服务器故障，那么数据可能有丢失。
RHAC集群：远程容灾
异地容灾集群（RHAC）与同城两中心HAC集群架构上基本相同。不同之处是发送缓冲区与接收缓冲区之间的同步，采用了服务器多路复用器组件（SMX）技术。SMX是支持高可用性环境中各服务器之间的多路复用网络连接的通信接口。其为数据库服务器实例之间提供可靠、高性能通信机制。
1、主节点验证其已连接到备节点，那么日志发送线程将页面从磁盘或逻辑日志缓冲区复制到数据复制缓冲区。
2、日志发送线程使用“服务器多路复用器组”（SMX） 将数据复制缓冲区发送至辅节点的日志接收线程。
3、日志接收线程将数据写入接收缓冲区。
4、日志重做线程将接收缓冲区复制到恢复缓冲区。
不同于HAC完全同步方式或接近同步的方式，RHAC主节点在发送下一个缓冲区之前不需要来自备节点的确认。在日志发送线程等待日志接收线程接收来自辅节点的确认之前，主节点最多可发送32个未确认的数据复制缓冲区。
由于异地之间网络带宽、延迟和质量都较同城之间有较大差异，因此异地之间的复制难点在于稳定可靠的传输日志和事务完整性保障，也因此RHAC设计中采用异步高可靠传输机制。
RHAC集群最多支持256个辅节点，安装部署简单快捷，且无须额外付费。用户可根据需求自由添加、删除RHAC节点，RHAC节点和HAC节点类型可相互转换。集群对带宽和网络延时要求宽松，更适合节点分布多、节点距离跨度大、对网络带宽要求相对较低的业务场景系统。与SSC、HAC集群结合共同构建两地三中心的解决方案。
南大通用GBase 8s数据库集群技术为金融业务提供灵活且可靠的数据库解决方案。通过两地三中心的集群部署，GBase 8s不仅满足了金融业务的高安全性和高可用性需求，还提供了良好的性能扩展性。在这个数据驱动的时代，GBase 8s数据库集群技术将成为金融业务的坚实后盾。
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