在云數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，設(shè)計尤為重要。云數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，要著重考慮“高可靠性、高可用性、高安全性以及良好的兼容性”這四個方面的因素。

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一、高可靠性

數(shù)據(jù)庫的可靠性，就是當(dāng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通知用戶“數(shù)據(jù)讀寫成功”后，不希望出現(xiàn)用戶訪問時，還有“數(shù)據(jù)讀寫未成功”的情況。

已知“主數(shù)據(jù)庫”和“備份數(shù)據(jù)庫”之間的數(shù)據(jù)同步，是通過同步日志的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)用戶花了5分鐘對“主數(shù)據(jù)庫”進(jìn)行讀寫操作。讀寫成功后，“主數(shù)據(jù)庫”向用戶反饋了“操作完成”的消息。此時“備份數(shù)據(jù)庫”開始進(jìn)行同步數(shù)據(jù)工作，同樣，這個過程也需要花費(fèi)5分鐘時間。

如果在這5分鐘之內(nèi)，“主數(shù)據(jù)庫”由于不可預(yù)知的故障出現(xiàn)了錯誤，用戶的連接將被切換到“備份數(shù)據(jù)庫”上去。但是，此時“備份數(shù)據(jù)庫”的同步工作尚未完成。如果此時用戶對“備份數(shù)據(jù)庫”發(fā)出了查詢請求，就會發(fā)現(xiàn)一部分原以為已經(jīng)成功導(dǎo)入的數(shù)據(jù)，并沒有導(dǎo)入成功。

一般而言，通常采用三種同步策略，來解決以上問題：

1、 異步：在備份數(shù)據(jù)庫正在同步數(shù)據(jù)時，不允許將連接切換到備份數(shù)據(jù)庫中去。一個常見的例子就是，人們用POS機(jī)刷銀行卡時，有時候會遇到POS機(jī)提示“網(wǎng)絡(luò)異?！钡那闆r，用戶只需要稍等十幾秒再進(jìn)行連接即可。這種等待在一些情形下是允許的。

2、 全同步：在“主數(shù)據(jù)庫”更新結(jié)束后，并不立即向用戶反饋更新成功的消息，而是等待所有“備份數(shù)據(jù)庫”同樣更新成功后，再向用戶反饋提示。這種方式的缺點(diǎn)是，數(shù)據(jù)庫更新的性能會降低很多，在一些大規(guī)模數(shù)據(jù)庫的行業(yè)中無法滿足應(yīng)用需求。

3、 半同步：半同步是一種對全同步和異步的折中方案。當(dāng)“主數(shù)據(jù)庫”進(jìn)行讀寫時，將日志信息傳送給“備份數(shù)據(jù)庫”，“備份數(shù)據(jù)庫”收到日志信息后，給“主數(shù)據(jù)庫”返回一個確認(rèn)信息。因此，在“主數(shù)據(jù)庫”完成讀寫操作時，“備份數(shù)據(jù)庫”已經(jīng)有了更新日志和部分更新的信息。此時，仍然需要等待“備份數(shù)據(jù)庫”完成讀寫后，才能將連接切換過去。

二、高可用性

高可用性，就是讓數(shù)據(jù)庫能夠在盡量長的時間內(nèi)，穩(wěn)定提供服務(wù)，避免出現(xiàn)服務(wù)無法正常提供的情況。意外的硬件故障或者計劃內(nèi)的升級，都是對云數(shù)據(jù)庫可用性的挑戰(zhàn)。

為了提高可用性，可采用“數(shù)據(jù)庫主備同步機(jī)制”。數(shù)據(jù)庫正常運(yùn)行時，用戶對“主數(shù)據(jù)庫”進(jìn)行訪問，當(dāng)“主數(shù)據(jù)庫”需要進(jìn)行計劃內(nèi)的升級時，控制系統(tǒng)將高可用模塊從“主數(shù)據(jù)庫”切換到“備份數(shù)據(jù)庫”上。

由于“主數(shù)據(jù)庫”中的緩存，保存了用戶經(jīng)常訪問的信息，突然地切換到“備份數(shù)據(jù)庫”中，可能會引起緩存命中率的降低，用戶感覺到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器變慢了。因此，主備數(shù)據(jù)庫計劃內(nèi)的切換，通常在用戶訪問壓力小的情況下進(jìn)行，從而為用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)。

當(dāng)“主數(shù)據(jù)庫”出現(xiàn)計劃外的錯誤，導(dǎo)致訪問請求失敗時，連接保持技術(shù)就會迅速地將請求切換到“備份數(shù)據(jù)庫”上去，從而維護(hù)了云數(shù)據(jù)庫的可用性。

三、 高安全性

云數(shù)據(jù)庫在給用戶帶來便利、高效的使用體驗以外，安全性也同樣重要。很多爆出的云數(shù)據(jù)庫安全問題警示，云數(shù)據(jù)庫還需要進(jìn)一步提升安全性，才能保證用戶的數(shù)據(jù)安全。

首先在云數(shù)據(jù)庫的訪問控制上，針對不同的用戶，需要賦予不同的權(quán)限，進(jìn)行合理授權(quán)。針對云數(shù)據(jù)庫的管理員，也需要進(jìn)行訪問控制。通常情況下，管理員的主要任務(wù)是維護(hù)數(shù)據(jù)庫的正常運(yùn)行，而不是訪問或者修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

如果黑客攻入了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行復(fù)制、刪除或者修改，將對云數(shù)據(jù)庫平臺的提供者和使用者，造成難以估量的負(fù)面影響。因此，針對云數(shù)據(jù)庫中的核心數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，是一種非常必要的手段。

第一種方法是，對存儲數(shù)據(jù)庫的磁盤進(jìn)行加密，這能有效防止磁盤被破解。但由于數(shù)據(jù)庫在“網(wǎng)絡(luò)層”和“應(yīng)用層”上，依然是明文傳輸?shù)?；并且對磁盤的加密，也會破壞整體云平臺的性能。

第二種方法是，在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的外層加上“數(shù)據(jù)加密/解密”的代理，從而保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信過程中數(shù)據(jù)的安全性。

第三種方法是，在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的內(nèi)核層進(jìn)行加密，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在向數(shù)據(jù)庫中插入數(shù)據(jù)前，會自動加密數(shù)據(jù)，讀取的數(shù)據(jù)先進(jìn)行解密再傳遞給查詢程序。但是這種“加密/解密”的過程，也會加重服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。

最后，數(shù)據(jù)庫可以利用審計技術(shù)，準(zhǔn)確完整地記錄數(shù)據(jù)庫的訪問與操作行為。數(shù)據(jù)庫安全事件一旦發(fā)生，就能夠迅速精確地找到責(zé)任人，這也是對進(jìn)行正常訪問的用戶的一種保護(hù)。

四、 良好的兼容性

一個好的數(shù)據(jù)庫平臺，必須能夠讓用戶便于進(jìn)行數(shù)據(jù)庫遷移，這時“兼容性”就顯得至關(guān)重要?？紤]到原有本地數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜性，以及數(shù)據(jù)庫語言的復(fù)雜性，應(yīng)該讓數(shù)據(jù)庫平臺盡可能地兼容多種數(shù)據(jù)庫版本與數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，從而能夠為用戶提供高效便捷的服務(wù)。

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