SQL Server 2008 高可用性架構全解析：容錯移轉叢集、記錄傳送、資料庫鏡像三大支柱

高可用性目標：五個九 (99.999%)，業務連續性優於災難恢復

現代理念強調預防不可用、失敗時影響最小化，而非事後災難恢復。SQL Server 2008 提供三大核心方案構建業務連續性。

一、容錯移轉叢集 (Failover Clustering, FC) — 實例級高可用

架構基礎

• 基於 Windows Server 叢集服務 (WSFC)。
• 兩台或以上節點對外呈現單一虛擬伺服器 (唯一名稱/IP)。
• 需共享儲存 (SCSI/FC/iSCSI)。iSCSI 需獨立網卡隔離流量。
• Windows 2008+ 需相容儲存，至少兩磁碟區：見證磁碟 + 資料磁碟。

部署模式

Active/Active 實質為多虛擬伺服器互為備援，單實例仍無法多寫入 (唯一交易日誌)。

二、記錄傳送 (Log Shipping) — 資料庫級暖備援

核心機制

基於每個資料庫獨立配置。主資料庫定期備份交易記錄 → 複製至次要伺服器 → 還原 (NORECOVERY/STANDBY)。支援多次要伺服器。

配置前置條件

• 主/次要伺服器網路可靠連通。
• 資料庫使用完整復原模式。
• 次要伺服器無同名目標資料庫。

SSMS 圖形化配置要點

• 啟用主資料庫 → 設定備份排程/保留/壓縮/閾值警示。
• 備份共享建議放所有節點可存取位置，但需排除主伺服器單點故障影響。
• 次要伺服器模式：No Recovery (暖備) 或 Standby (唯讀報表)。
• 複製/還原作業獨立排程，可設定延遲還原與警示閾值。
• 可選配監視伺服器 (非參與節點) 集中查看狀態報表。

T-SQL 腳本化配置

文中提供完整 sp_add_log_shipping_primary_database、sp_add_log_shipping_secondary_* 等系統預存程序腳本範例，適合自動化部署。

容錯移轉操作流程

1. 複製備份共享中未複製的記錄檔至次要伺服器。
2. 按序應用所有剩餘記錄備份。
3. 若主庫可存取，執行尾端記錄備份 → 複製 → 還原。
4. 將次要資料庫設為 RECOVERY (上線)。
5. 更新用戶端連接字串 (或 DNS 別名) 指向新主庫。
6. 遷移關聯中繼資料 (登入、作業、警示) 確保應用一致性。
7. 若有多次要庫，重新配置拓撲。

局限

• 手動容錯移轉，RTO 較長。
• 不自動同步伺服器級物件 (登入、Agent 作業等)。
• 僅支援單一方向複寫。

三、資料庫鏡像 — 資料庫級熱備援與自動容錯移轉

核心差異

• 以交易為單位即時傳送記錄 (非檔案複製)，透過端點持續通訊維護一致性。
• 單一資料庫僅一主體 + 一鏡像 (記錄傳送可多次要)。
• 配置見證伺服器 可實現自動、近乎即時容錯移轉。

三角色

• 主體伺服器：提供服務。
• 鏡像伺服器：持續恢復記錄，處於 RECOVERING 狀態，不可直接查詢 (可建立資料庫快照間接讀取)。
• 見證伺服器 (選配)：仲裁者，不參與資料流，僅監控心跳。

用戶端自動重導向

連接字串加入 Failover Partner：

Server=Principal; Failover Partner=Mirror; Database=AdventureWorks2008

驅動程式自動嘗試切換，無需應用程式修改。

三種運作模式

仲裁機制：三角色中任兩者連通即構成仲裁，服務可用。失去仲裁則鏡像狀態改變 (SUSPENDED/DISCONNECTED)。

SSMS 精靈配置流程

1. 資料庫屬性 → 鏡像 → 設定安全性精靈。
2. 配置主體/鏡像/見證端點 (連接埠、加密、驗證)。
3. 若同一實例扮多角，端口必須不同。
4. 精靈摘要確認後建立端點、授權、啟動鏡像。

T-SQL 手動配置核心指令

-- 建立端點 (主體/鏡像)
CREATE ENDPOINT MirroringEndPoint STATE=STARTED AS TCP(LISTENER_PORT=5022) FOR DATABASE_MIRRORING(ROLE=PARTNER);
-- 建立見證端點 (含加密範例)
CREATE ENDPOINT WitnessEndPoint STATE=STARTED AS TCP(LISTENER_PORT=5024) FOR DATABASE_MIRRORING(AUTHENTICATION=WINDOWS NEGOTIATE, ENCRYPTION=REQUIRED ALGORITHM AES, ROLE=WITNESS);
-- 建立鏡像夥伴關係
ALTER DATABASE AdventureWorksLT2008 SET PARTNER = 'TCP://MIRROR:5022';  -- 在主體執行
ALTER DATABASE AdventureWorksLT2008 SET PARTNER = 'TCP://PRINCIPAL:5023'; -- 在鏡像執行
ALTER DATABASE AdventureWorksLT2008 SET WITNESS = 'TCP://WITNESS:5024';   -- 在主體執行
-- 切換非同步 (高效能)
ALTER DATABASE AdventureWorksLT2008 SET PARTNER SAFETY OFF;

監視與管理

• 鏡像監視器：SSMS 任務 → 啟動資料庫鏡像監視器，註冊主體/鏡像實例，監控狀態、延遲、警示。
• 暫停/繼續：ALTER DATABASE ... SET PARTNER SUSPEND/RESUME。
• 手動容錯移轉：SSMS 屬性頁按鈕或 ALTER DATABASE ... SET PARTNER FAILOVER (在主體執行)。
• 強制服務 (災難模式)：高效能/無自動模式下主體失效，在鏡像執行 ALTER DATABASE ... SET PARTNER FORCE_SERVICE_ALLOW_DATA_LOSS。
• 移除鏡像：ALTER DATABASE ... SET PARTNER OFF，端點保留可重用。

注意事項

• 不支援啟用 FILESTREAM 的資料庫。
• 容錯移轉前後，伺服器級物件 (登入、作業、連結伺服器) 需額外同步 (建議 SSIS 定期同步)。

方案選型建議

三大方案可疊加組合 (如 FC 節點上再做鏡像/記錄傳送)，構建多層次高可用防護體系。