MySQL-高可用架构探索

官方文档

https://dev.mysql.com/doc/

如果英文不好的话，可以参考 searchdoc 翻译的中文版本

http://www.searchdoc.cn/rdbms/mysql/dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/index.com.coder114.cn.html

前置学习

要掌握高可用架构，必须先了解主从架构： MySQL-主从架构探索

什么是高可用( HA - High Availability )

通过尽量缩短因日常维护操作（计划内） 和 突发的系统崩溃 （非计划）所导致的停机时间，以提高系统的可用性，这就是高可用 。

举个例子： 主从同步延时太厉害、主从中断、锁表造成大量的阻塞 等等因素都造成了应用的不可用，这些都是影响高可用的因素

其实真正做到100%的可用还是比较困难的，我们经常说到的 5个9 （99.999%）的可用 是啥意思呢？

做到 5个9的可用性，那允许停服多长时间呢？ 我们来算下

（365 * 24 * 60） * （1 - 0.99999） = 5.256 分钟， 一年停服时长小于5分钟。

4个9呢？

（365 * 24 * 60） * （1 - 0.9999） = 52. 56 分钟 (1个小时左右)

3个9呢？

（365 * 24 * 60） * （1 - 0.999） = 525.6 分钟 (9个小时左右)

可用性越高，实现的成本相对就高， 实际情况根据我们的业务和项目成本来考量。

实现高可用的几点原则

• 避免系统不可用的因素减少系统不可用的时间 比如服务器磁盘空间不足、表结构和索引没有优化、主从不一致、性能糟糕的SQL、人为操作失误等等 主要的措施： 建立完善的监控和告警系统 1）备份！！！并对备份数据定期进行恢复测试，以便备份数据在紧急情况恢复数据时可用 2）正确的配置数据库环境，特别是从库环境，read_only一定要开启。 3）对不需要的数据进行归档和清理
• 增加系统冗余，确保发生故障时可以尽快的切到另外的节点恢复 主要的措施有：

1.  避免存在单点故障

2.  主从切换及故障转移

这里我们主要如何解决探讨MySQL的单点故障

避免MySQL单点故障的几种方案

使用SUN共享存储

共享存储 也有单点问题，而且共享存储的随机I/O不是很理想，虽然能实现，但不是一种好的解决MySQL单点故障的方案。

使用DRDB磁盘复制

提供远程镜像磁盘，数据是由冗余的，没有单点问题，但成本较高 。

使用用多写集群（PXC方案）

集群中的节点全部提交才提交。集群的性能取决于集群中机器配置最低的那台主机的性能。

写入性能比单节点的写入性能差， 而且 PXC仅支持Innodb储存引擎。

这个玩意很强大，需要深入学习，淘宝等很多大厂有基于这个的定制，很好用，但得学会 。

使用NDB集群

这玩意所有的数据存在内存中，如果内存不足，NDB集群的性能就会非常差。 很少在生产环境中使用。

使用MySQL的主从复制

说到使用MySQL主从复制来解决MySQL的单点问题，其核心在于如何解决主节点的单点问题。

要保证主节点高可用，有几点 需要解决

• 主服务器切换后，如何通知应用新的主服务器的IP地址
• 如何检查MySQL主服务器是否可用
• 如何处理从服务器和新主服务器之间的那种复制关系

通常都会使用第三方的复制管理组件 ， 主流的MMM 和 MHA ，接下来我们就重点来看下这两种复制管理组件。

MMM （Multi-Master Replication Manager ）

学习这个之前，需要知道，这个玩意很少有人用了，这个项目好多年都不维护了，了解即可。 有精力可以重点掌握MHA这种架构。

多主复制器， perl语言开发的

MMM的主要作用

监控和管理MySQL的主主复制拓扑，并在当前的主服务器失效的时候，进行主和主备服务器之间的主从切换和故障转移。

MMM提供的功能

主主复制 分为两种模式

• 主动-主动模式的主主复制 （两个主节点都对外提供读写服务）
• 主动-被动模式的主主复制（仅一个节点对外提供读写服务）

MMM是 主动-被动模式的主主复制的模式

• MMM监控MySQL主从复制的健康状况
• 在主库宕机时进行故障转移并自动配置其他从对新主的复制

这里的内容就比较多了： 比如如何找到从库对应的新主库日之巅的日志同步点， 如何存在多个从库出现数据不一致的情况如何处理 —> MMM采取的方案： 找到当前主库的同步点进行同步，所以有数据丢失的可能。

• 提供了主、写虚拟IO，在主从服务器出现问题的时候可以自动迁移虚拟IP

MMM架构图

因为同一时间点只能有一个主节点提供读写服务，所以第二个主节点画成了虚线。

MMM监控各个服务器的状态，需要在每台服务器上安装 监控服务器。

MMM部署需要的资源

MMM架构安装和部署

这一部分暂时留空，因为MMM架构使用较少，暂不整理。

MMM架构的优缺点

优点 ：

• 开源，使用perl语言开发
• 提供了读写VIP（虚拟IP），使得服务器交涉的变更对前端应用透明。应用访问DB都是访问的虚拟IP，而非真实的物理IP。 在从服务器出现大量的主从延迟，主从链路中断时可以把这台从服务器上的读的虚拟IP，漂移到集群中其他正常的服务器上。
• MMM提供了从服务器的延迟监控。监控后，有故障可以自动漂移VIP
• MMM提供了主服务器故障转移后从服务器对新主的重新同步功能
• 很容易对发生故障的主数据库重新上线
• 监控服务器可以监控多个MMM集群

缺点 ：

• 最新版本10年发布的，十年了。。。。有部分bug未修复
• 不支持MySQL5.6以后的提供的GTID同步方式，仅支持基于binlog的同步
• 不支持MySQL5.6以后的提供的多线程同步技术
• 没有读负载的功能
• 主从切换时，容易造成数据丢失
• MMM监控服务存在单点故障，避免的监控服务单点，需要自行实现。

MHA （Master High Availability）

同MMM一样， 也是perl语言开发

架构

当主节点发生故障时，会在从节点中选举出一个主节点，继续提供服务。 切高效的完成主从切换，尽最大可能保证数据一致。

MHA支持 基于GTID的复制 ,GTID复制更安全。

MMM不支持 基于GTID的复制

MHA提供的功能

• 监控主数据库服务器是否可用
• 当主DB不可用时，从多个从服务器中选举新的主数据库服务器
• 提供主从切换和故障转移功能 。

MHA可以和半同步结合起来使用。

MHA主从切换过程

• 尝试从出现故障的主数据库保存二进制日志到其他节点 （需要配置ssh免密）
• 从多个备选从服务器中选举出新的备选主服务器
• 在备选服务器和其他从服务器之间同步差异的二进制数据
• 应用从原主DB上保存的二进制日志
• 提升备选DB服务器为新的主服务器
• 迁移集群中的其他从DB作为新的DB的从服务器

MHA配置的步骤

• 配置集群内所有的主机的SSH免认证登录
• 安装MHA-node软件包（每个节点都要安装） 和MHA-manager 软件包
• 建立主从复制集群 （推荐使用基于GTID的复制）
• 配置MHA管理节点
• 使用masterha_check_ssh和 masterha_check_repl对配置进行校验
• 启用并测试MHA服务

MHA的安装和部署

基于以下架构来演示

篇幅太大，单独补充

MHA的优缺点

优点

• 开源 ，perl语言开发，提供了脚本接口
• 支持GTID的复制模式
• MHA故障转移中不容易丢失数据
• 同一个监控节点可以监控多个集群

缺点

• 需要编写脚本或者利用第三方工具来实现VIP的配置
• MHA启动后只监控主数据库
• 需要基于SSH免认证，存在一定的安全隐患
• 也没有同从服务器的读的负载功能