全面提升系统性能 NonStop系统设计师谈数据管理

Charles Johnson拥有丰富的NonStop? TMF软件开发经验。早在80年代初，Charles便作为咨询顾问参加TMF1的研发工作，他在1989年加盟天腾公司后，积极推动TMF2、TMF3的研发工作，在此过程中，获得2项美国专利，目前正在申请7项专利。

最近，Charles Johnson就NonStop TMF的功能特点与记者进行深入交流，详细介绍NonStop TMF对数据管理的重要性。

问：NonStop TMF软件是什么?

答：NonStop TMF软件是管理NonStop系统中所有基础元件之间相关联系的软件，包括交易、数据库连结、日志、容错、可用性、可伸缩性、数据完整性。

NonStop TMF软件提供了全面的交易保护，可以确保在要求最为苛刻的联机交易处理(OLTP)、联机查询处理(OLQP)、操作数据存储和业务智能等环境中大量本地和分布式交易数据库的一致性。凭借NonStop 内核操作系统的高效消息系统，NonStop TMF软件成为业界速度最快、扩展性最强的交易管理程序。其容错进程对软件体系结构意味着无需重新配置软硬件，无需重建内存数据结构，待处理的交易也不会因单点软硬件故障而丢失。其在线可重构性和高速恢复特性可最大限度地提高应用可用性。

问：NonStop TMF在确保数据库一致性 方面发挥着很大的作用吗?

答：绝对是这样的。在数据库世界里，人们在谈论ACID特性，ACID代表了原子数、一致性、隔离性和持久性。这些都是优秀数据库所具备的特性。NonStop TMF确保了NonStop系统数据库都具备这些特性。

交易原子数意味着全部或者没有。任何一笔交易或者发生或者没有发生，从来都不会部分地发生。利用NonStop TMF，如果交易在进行当中系统出现了故障，这次交易便不发生，数据库返回到此笔交易开始时的状态，因此，你不需要对此次交易记录任何内容。如果没有 NonStop TMF软件，在交易处理失败时，你必须要判断出数据库当时的状态，然后再对交易所带来的数据库变化进行修改。这是非常困难的，因为数据库总是处于不断变化的状态中。一致性与log serialization有关，因为真实的数据库存在于日志中。如果有很多节点，这些日志必须能够连接起来。在NonStop TMF中，利用一个称为"二阶段确认"的协议来执行这个操作，支持交易保护和数据库完整性。

NonStop TMF交易一致性最棒的地方就是原子数性能--如果整个处理过程完成了，就可以得到相关的数据，如果在处理过程中宕机了，那么，就好像交易没有发生一样，数据库又返回到交易开始时的状态。我可以在全球范围内进行交易，在不同的系统里处理数据库。

对于隔离性，我们可以这么理解：当我正在更新某些数据时，其他任何人在我没有完成操作之前都不可能对它进行读操作;或者当我在对它进行读操作时，任何人在我完成这一读操作之前也不可能对它进行更新。这个功能被称作为"锁定"，正是由NonStop TMF来执行这一锁定功能。

问：你使用了术语"log serialization"， 它是什么?

答：当有很多用户时，数据库中的log serialization是非常重要的。在同一个时刻，可能会有数千笔交易同时进行，它们都使用同样的数据。怎样才能为每个操作人提供一个单独的视图? 因为，当我正在使用某个数据时，在我结束交易之前，其他人无论如何都是无法对它进行操作的。如果我拥有一个单独的数据库视图，当我进行操作的时候，任何操作都无外乎"是"或者"不"。

问：除了数据库之外，NonStop TMF还能提供哪些功能?

答：的确，NonStop TMF与数据库之间是不可分割的。NonStop TMF软件与NonStop系统的数据库资源管理软件DP2包装在一起。NonStop TMF也涉及文件系统，对于所有的应用系统、操作系统和网络管理，NonStop TMF都具有负载均衡能力。作为NonStop服务器操作系统的一部分，NonStop TMF也是系统内许多组件的接口。

问：既然NonStop TMF是操作系统的一部分，那为什么要把它当作单独的项目来做呢?

答：这主要是因为NonStop TMF在NonStop服务器中的特殊意义。实际上，NonStop系统的基础性优势--诸如可用性、线性可伸缩性、无与伦比的交易处理性能--都可以通过NonStop TMF得以极大的提高。大约在15年前，TMF交易保护在某种情况下可能会引发某些性能下降，现在这一情况已经得到了根除，但仍有一些用户不太了解TMF 的发展情况。因此，我们把它作为一个单独的项目来运作，以尽快提升用户对它的认知度。

目前，还有一些用户在使用Enscribe文件，直接对硬盘而不通过交易进行写操作。这样做会面临很高的风险。许多人目前还不了解使用交易进行写操作要快得多这一道理。直接向磁盘写数据会花费更多的时间，因此，当数据库越来越庞大时，系统的可伸缩性便越来越差。

但如果利用NonStop TMF，磁盘处理可以变为一种高速缓存处理器，也许在5分钟后才向磁盘进行写操作。这是一种非常有效、非常安全的方法，因为交易管理员可以在一个安全的地方升级日志。

问：如果直接向磁盘写操作又会怎样呢?

答：如果直接向磁盘写操作，那么，在写操作完成之前你必须停止所有的操作，在写操作完成后，你才会得到响应。有趣的是，如果使用了 NonStop TMF，磁盘管理员不再需要拥有一致的磁盘图像，因为他不需要做任何写操作便可以确保磁盘数据的一致性，所有的数据都写在日志里。而当数据以连续的方式写到日志中时，你就处在了磁盘的磁道头部，这样，不需要移动磁头就可以进行写操作。由于在两次写操作之间取消了访问时间，因此，操作起来就很快。

问：NonStop TMF将会得到哪些方面的增强?

答：大部分开发和增强工作都与改善性能和可用性相关。为此，我们与公司内的远程数据库设备(RDF)项目组密切合作。去年，许多RDF软件都进行了升级，我们也参与这些升级工作。在上一年已经问世了,比如网络化的RDF和lockstep,我们分享了这些开发的成果。RDF依赖NonStop TMF，因为它要对日志进行读操作，获得数据库的所有改变数据，并把它们复制到另一个节点上在灾难恢复时备用。

问：具体说来，为了使NonStop TMF在ZLE环境中有更好的性能表现，你需要做哪些工作?

答：我们将继续增强可伸缩性和性能，作为ZLE环境的补充。我们知道，网络可伸缩性也是非常重要的，而本地交易率和网络交易率也同样重要。目前，最大的网络交易率大约只是本地交易率的65%到70%，应该说还有很大的提升空间。目前，我们正在提高网络的透明度，这对ZLE环境是非常重要的。

问：NonStop TMF是开放的吗?

答：这是绝对的。因为它的开放性，我们能够处理Oracle、IBMDB2、Microsoft SQL Server等其它类型的数据库。开放的NonStop TMF允许我们共享交易，从包括Java交易系统在内的其它系统中改进交易性能，这意味着无论交易在任何地方发生了故障，所有这些数据库都可以复原交易开始时的状态，所有的锁定(locks)都会得到释放，都会被全部清除。如果没有基于交易的系统，是无法实现这些功能的，因此，也就无法得到正确的数据。

问： 最后，请概括性地介绍NonStop TMF的优势。

答：如果您现在还没有使用NonStop TMF，那么请不要犹豫，应该立即采用。NonStop TMF对NonStop系统的基础优势--数据的完整性、可靠性、透明性、线性伸缩性、可用性以及数据库一致性都有着魔术般的影响力。这个复杂、功能强大的产品能够为用户提供巨大的性能改进。