MySQL高可用方案

1、.MySQL 高可用方案1. 概述隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展， 數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量也日益增長(zhǎng)，并發(fā)也越來也高， 各種高可用高并發(fā)方案也呼之而出， 這里我們想介紹一下高可用方案，我們?cè)诰帉懜呖捎梅桨傅臅r(shí)候，基本都會(huì)考慮下列幾點(diǎn)：1、 數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生了宕機(jī)或者意外中斷等故障，能盡快恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性，盡可能的減少停機(jī)時(shí)間，保證業(yè)務(wù)不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)的故障而中斷。2、 用作備份、只讀副本等功能的非主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)應(yīng)該和主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)或者最終保持一致。3、 當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)生數(shù)據(jù)庫(kù)切換時(shí)， 切換前后的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)一致，不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)缺失或者數(shù)據(jù)不一致而影響業(yè)務(wù)。2. 各種方案介紹2.1.主從或主主半同步復(fù)制使用雙節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，搭建單向

2、或者雙向的半同步復(fù)制。在5.7 以后的版本中，由于 lossless replication 、logical 多線程復(fù)制等一些列新特性的引入，使得MySQL 原生半同步復(fù)制更加可靠。常見架構(gòu)如下：Word 專業(yè)資料.通常會(huì)和 proxy 、 keepalived等第三方軟件同時(shí)使用，即可以用來監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的健康，又可以執(zhí)行一系列管理命令。如果主庫(kù)發(fā)生故障， 切換到備庫(kù)后仍然可以繼續(xù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)。優(yōu)點(diǎn)：.架構(gòu)比較簡(jiǎn)單，使用原生半同步復(fù)制作為數(shù)據(jù)同步的依據(jù)；.雙節(jié)點(diǎn)，沒有主機(jī)宕機(jī)后的選主問題，直接切換即可；.雙節(jié)點(diǎn)，需求資源少，部署簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：.完全依賴于半同步復(fù)制，如果半同步復(fù)制退化為異步復(fù)制，數(shù)

3、據(jù)一致性無法得到保證；.需要額外考慮haproxy、keepalived的高可用機(jī)制。2.2.半同步復(fù)制優(yōu)化Word 專業(yè)資料.半同步復(fù)制機(jī)制是可靠的。 如果半同步復(fù)制一直是生效的，那么便可以認(rèn)為數(shù)據(jù)是一致的。但是由于網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)等一些客觀原因，導(dǎo)致半同步復(fù)制發(fā)生超時(shí)而切換為異步復(fù)制，那么這時(shí)便不能保證數(shù)據(jù)的一致性。 所以盡可能的保證半同步復(fù)制，便可提高數(shù)據(jù)的一致性。該方案同樣使用雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，但是在原有半同復(fù)制的基礎(chǔ)上做了功能上的優(yōu)化，使半同步復(fù)制的機(jī)制變得更加可靠?？蓞⒖嫉膬?yōu)化方案如下：雙通道復(fù)制半同步復(fù)制由于發(fā)生超時(shí)后，復(fù)制斷開， 當(dāng)再次建立起復(fù)制時(shí)， 同時(shí)建立兩條通道，其中一條半同步復(fù)制通道

4、從當(dāng)前位置開始復(fù)制，保證從機(jī)知道當(dāng)前主機(jī)執(zhí)行的進(jìn)度。另外一條異步復(fù)制通道開始追補(bǔ)從機(jī)落后的數(shù)據(jù)。當(dāng)異步復(fù)制通道追趕到半同步復(fù)制的起始位置時(shí)，恢復(fù)半同步復(fù)制。文件服務(wù)器搭建兩條半同步復(fù)制通道，其中連接文件服務(wù)器的半同步通道正常情況下不啟用，當(dāng)主從的半同步復(fù)制發(fā)生網(wǎng)絡(luò)問題退化后，啟動(dòng)與文件服務(wù)器的半同步復(fù)制Word 專業(yè)資料.通道。當(dāng)主從半同步復(fù)制恢復(fù)后，關(guān)閉與文件服務(wù)器的半同步復(fù)制通道。優(yōu)點(diǎn)：.雙節(jié)點(diǎn)，需求資源少，部署簡(jiǎn)單；架構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有選主的問題，直接切換即可;.相比于原生復(fù)制，優(yōu)化后的半同步復(fù)制更能保證數(shù)據(jù)的一致性。缺點(diǎn)：.需要修改內(nèi)核源碼或者使用mysql通信協(xié)議。需要對(duì)源碼有一定的了解，

5、并能做一定程度的二次開發(fā)。.依舊依賴于半同步復(fù)制，沒有從根本上解決數(shù)據(jù)一致性問題。2.3.高可用架構(gòu)優(yōu)化將雙節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展到多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，或者多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)集群。 可以根據(jù)自己的需要選擇一主兩從、一主多從或者多主多從的集群。由于半同步復(fù)制，存在接收到一個(gè)從機(jī)的成功應(yīng)答即認(rèn)為半同步復(fù)制成功的特性，所以多從半同步復(fù)制的可靠性要優(yōu)于單從半同步復(fù)制的可靠性。并且多節(jié)點(diǎn)同時(shí)宕機(jī)的幾率也要小于單節(jié)點(diǎn)宕機(jī)的幾率，所以多節(jié)點(diǎn)架構(gòu)在一定程度上可以認(rèn)為高可用性是好于雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)。但是由于數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)量較多，所以需要數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件來保證數(shù)據(jù)庫(kù)的可維護(hù)性。可以選擇 MMM 、MHA 或者各個(gè)版本的proxy 等等。常見方案如

6、下：多節(jié)點(diǎn)集群Word 專業(yè)資料.MHA Manager會(huì)定時(shí)探測(cè)集群中的master節(jié)點(diǎn)，當(dāng) master 出現(xiàn)故障時(shí)，它可以自動(dòng)將最新數(shù)據(jù)的slave 提升為新的 master ，然后將所有其他的slave 重新指向新的 master ，整個(gè)故障轉(zhuǎn)移過程對(duì)應(yīng)用程序完全透明。MHA Node運(yùn)行在每臺(tái) MySQL 服務(wù)器上，主要作用是切換時(shí)處理二進(jìn)制日志，確保切換盡量少丟數(shù)據(jù)。MHA 也可以擴(kuò)展到如下的多節(jié)點(diǎn)集群：Word 專業(yè)資料.優(yōu)點(diǎn)：.可以進(jìn)行故障的自動(dòng)檢測(cè)和轉(zhuǎn)移;可擴(kuò)展性較好，可以根據(jù)需要擴(kuò)展MySQL的節(jié)點(diǎn)數(shù)量和結(jié)構(gòu);.相比于雙節(jié)點(diǎn)的MySQL 復(fù)制，三節(jié)點(diǎn)/ 多節(jié)點(diǎn)的MySQL

7、發(fā)生不可用的概率更低缺點(diǎn)：.至少需要三節(jié)點(diǎn)，相對(duì)于雙節(jié)點(diǎn)需要更多的資源;.邏輯較為復(fù)雜，發(fā)生故障后排查問題，定位問題更加困難;.數(shù)據(jù)一致性仍然靠原生半同步復(fù)制保證，仍然存在數(shù)據(jù)不一致的風(fēng)險(xiǎn);可能因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)分區(qū)發(fā)生腦裂現(xiàn)象;Word 專業(yè)資料.Zookeeper使用分布式算法保證集群數(shù)據(jù)的一致性，使用 zookeeper可以有效的保證 proxy 的高可用性，可以較好的避免網(wǎng)絡(luò)分區(qū)現(xiàn)象的產(chǎn)生。優(yōu)點(diǎn)：.缺點(diǎn)：較好的保證了整個(gè)系統(tǒng)的高可用性，包括proxy 、 MySQL;擴(kuò)展性較好，可以擴(kuò)展為大規(guī)模集群;.數(shù)據(jù)一致性仍然依賴于原生的mysql半同步復(fù)制 ;.引入 zk ，整個(gè)系統(tǒng)的邏輯變得更加復(fù)雜;

8、Word 專業(yè)資料.2.4.共享存儲(chǔ)共享存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的解耦，不同數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)同步不再依賴于 MySQL 的原生復(fù)制功能， 而是通過磁盤數(shù)據(jù)同步的手段，來保證數(shù)據(jù)的一致性。共享儲(chǔ)存SAN 的概念是允許存儲(chǔ)設(shè)備和處理器（服務(wù)器）之間建立直接的高速網(wǎng)絡(luò)（與LAN 相比）連接，通過這種連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中式存儲(chǔ)。常用架構(gòu)如下：使用共享存儲(chǔ)時(shí)， MySQL 服務(wù)器能夠正常掛載文件系統(tǒng)并操作，如果主庫(kù)發(fā)生Word 專業(yè)資料.宕機(jī)，備庫(kù)可以掛載相同的文件系統(tǒng)，保證主庫(kù)和備庫(kù)使用相同的數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：.兩節(jié)點(diǎn)即可，部署簡(jiǎn)單，切換邏輯簡(jiǎn)單；.很好的保證數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性；.不會(huì)因?yàn)?MySQL的邏

9、輯錯(cuò)誤發(fā)生數(shù)據(jù)不一致的情況；缺點(diǎn)：.需要考慮共享存儲(chǔ)的高可用；.價(jià)格昂貴；磁盤復(fù)制DRBD 是一種基于軟件、 基于網(wǎng)絡(luò)的塊復(fù)制存儲(chǔ)解決方案，主要用于對(duì)服務(wù)器之間的磁盤、分區(qū)、邏輯卷等進(jìn)行數(shù)據(jù)鏡像，當(dāng)用戶將數(shù)據(jù)寫入本地磁盤時(shí)，還會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中另一臺(tái)主機(jī)的磁盤上，這樣的本地主機(jī)(主節(jié)點(diǎn) )與遠(yuǎn)程主機(jī)(備節(jié)點(diǎn) )的數(shù)據(jù)就可以保證實(shí)時(shí)同步。常用架構(gòu)如下：Word 專業(yè)資料.當(dāng)本地主機(jī)出現(xiàn)問題， 遠(yuǎn)程主機(jī)上還保留著一份相同的數(shù)據(jù)，可以繼續(xù)使用， 保證了數(shù)據(jù)的安全。DRBD 是 linux 內(nèi)核模塊實(shí)現(xiàn)的快級(jí)別的同步復(fù)制技術(shù)，可以與SAN 達(dá)到相同的共享存儲(chǔ)效果。優(yōu)點(diǎn)：.兩節(jié)點(diǎn)即可，部署簡(jiǎn)單，切換邏

10、輯簡(jiǎn)單；.相比于 SAN 儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)，價(jià)格低廉；Word 專業(yè)資料.保證數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性；缺點(diǎn)：.對(duì) io 性能影響較大；.從庫(kù)不提供讀操作；2.5.分布式協(xié)議分布式協(xié)議可以很好解決數(shù)據(jù)一致性問題。比較常見的方案如下：MySQL cluster是官方集群的部署方案， 通過使用 NDB 存儲(chǔ)引擎實(shí)時(shí)備份冗余數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的高可用性和數(shù)據(jù)一致性。Word 專業(yè)資料.優(yōu)點(diǎn)：.缺點(diǎn)：全部使用官方組件，不依賴于第三方軟件；可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性；Word 專業(yè)資料.國(guó)內(nèi)使用的較少；配置較復(fù)雜，需要使用NDB 儲(chǔ)存引擎，與MySQL常規(guī)引擎存在一定差異；至少三節(jié)點(diǎn)；基于 Galera 的 MySQL 高可用

11、集群，是多主數(shù)據(jù)同步的MySQL 集群解決方案，使用簡(jiǎn)單，沒有單點(diǎn)故障，可用性高。常見架構(gòu)如下：優(yōu)點(diǎn)：.多主寫入，無延遲復(fù)制，能保證數(shù)據(jù)強(qiáng)一致性；有成熟的社區(qū)，有互聯(lián)網(wǎng)公司在大規(guī)模的使用；Word 專業(yè)資料.自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移，自動(dòng)添加、剔除節(jié)點(diǎn)；缺點(diǎn)：.需要為原生MySQL節(jié)點(diǎn)打 wsrep補(bǔ)丁.只支持 innodb儲(chǔ)存引擎.至少三節(jié)點(diǎn)；Paxos 算法解決的問題是一個(gè)分布式系統(tǒng)如何就某個(gè)值（決議）達(dá)成一致。這個(gè)算法被認(rèn)為是同類算法中最有效的。Paxos 與 MySQL 相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)在分布式的 MySQL 數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性。常見架構(gòu)如下：Word 專業(yè)資料.優(yōu)點(diǎn)：.多主寫入，無延遲復(fù)制，能保證數(shù)據(jù)

12、強(qiáng)一致性；有成熟理論基礎(chǔ)；自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移，自動(dòng)添加、剔除節(jié)點(diǎn)；缺點(diǎn)：.只支持 innodb儲(chǔ)存引擎.至少三節(jié)點(diǎn)；3. 總結(jié)隨著人們對(duì)數(shù)據(jù)一致性的要求不斷的提高，越來越多的方法被嘗試用來解決分布式數(shù)據(jù)一致性的問題， 如 MySQL 自身的優(yōu)化、MySQL 集群架構(gòu)的優(yōu)化、 Paxos 、Raft 、2PC 算法的引入等等。而使用分布式算法用來解決MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)一致性的問題的方法，也越來越被人們所接受，一系列成熟的產(chǎn)品如PhxSQL 、 MariaDBGalera Cluster、PerconaXtraDB Cluster等越來越多的被大規(guī)模使用。隨著官方 MySQL Group Repli