MYSQL数据库高可用方案探究

Posted 2020-09-05 弹指一挥间

mysql作为最关键的应用数据存储中心，如何保证MySQL服务的可靠性和持续性，是我们不得不细致考虑的一个问题。当master宕机的时候，我们如何保证数据尽可能的不丢失，如何保证快速的获知master宕机并进行相应的故障转移处理，都需要仔细考虑与规划。

要保证MySQL数据不丢失，replication是一个很好的解决方案，而MySQL提供了一套强大的replication机制，replication能极大地提升数据安全，异步复制的方式也保证了sql读写性能不受太大影响。在大量企业长期的使用和实践中，已经形成多套可靠的mysql高可用方案，如: keepalived+replication，MHA, MMM, heartbeat+共享存储，mysql cluster等等。

HA的三种工作方式:

（1）主备方式

工作原理：主机工作，备机处于准备状况；当主机宕机时，可以配置备机接管主机的一切工作，待主机恢复正常后，再按使用者的设定是否将服务切换到主机上运行，mysql自带的replication就是这样的一种工作方式。

（2）双机互备方式

工作原理：两台主机同时运行服务工作且相互检测服务可用性，当任一台主机宕机时，另一台主机立即接管它的一切工作，保证业务连续性和可靠性，该双机热备方式需要第三方HA软件的支持，如keepalived，heartbeat，以及ROSEHA等商业软件。

（3）集群工作方式

工作原理：多台主机一起工作，运行同样的一个或几个服务，各服务定义一个或多个备用主机或实行负载均摊，当某个主机故障时，运行在其上的服务就可以被其它主机接管，集群内任何一个主机宕机不影响业务的持续性。Mysql cluster 就是这样的集群工作方式。

先介绍以下为几种常见的mysql高可用方案：

方案一: 

MYSQL+REPLICATION

方案概述:

MySQL复制基于主服务器在二进制日志中记录所有对数据库的更改(更新、删除等等)。因此，要进行复制，必须在主服务器上启用二进制日志 每个从服务器从主服务器接收二进制日志并保存到本地文件中，即中继日志。从服务器SQL线程读取中继日志并执行日志中包含的更新，从而使本地数据与主服务器保持一致。

方案拓扑:

优点：

成本低、经济实惠、后期维护方便，整套系统架构简单，故障率低，便于实现读写分离。

缺点：

不能实现故障自动转移，需要人工干涉主从切换，更改应用层的数据库IP地址。

 

方案二:

       MYSQL+KEEPALIVED/HEARTBEAT+共享存储

方案概述:

本方案是典型的双机热备架构，采用高可靠性的HA双机热备软件来保证数据库服务的稳定性及连续性。正常情况下两台mysql主机一台出于active状态，一台出于standby状态，HA软件维持一个VIP提供对外访问，当active主机出现问题宕机后，系统将自动切换到备机上继续提供服务，而整个过程只需要几秒到几十秒的时间即可完成，当mysql主机故障维修完毕后，服务可自动回切。本方案需共享存储的支持，所有mysql数据均保存在共享存储上。

方案拓扑:

优点：

维护简单，安全性、稳定性高，出现故障系统将自动切换，采用vip故障切换应用层无感知。

缺点：

需要有共享存储设备，成本较高，双机热备不支持读写分离。

 

方案三：

MYSQL+MASTER-MASTER-REPLICATION+LVS/HAPROXY/nginx

方案简介：
本方案基于mysql replication技术，采用master-master replication的双主复制模式，两台服务

器都可读可写，都处于active状态，前端LVS（或HAPROXY或NGINX）代理并路由访问请求，将

写请求（应用层实现读写分离）分发到server1，将读求分发到server2[或负载均衡到server1和

server2]，server1和server2互为主从，当任何一台发生故障时可双向实现故障转移，故障恢复可自

动回切。

方案拓扑：

优点：
秒级故障自动切换，可自动回切，采用固定ip故障切换应用层无感知，可实现读写分离。
缺点：
架构稍显复杂，后期有一定维护难度，包括其他master-master replication 架构的缺点。

 

方案四：

MYSQL+REPLICATION+MHA

方案简介：
MHA是一位日本MySQL大牛用Perl写的一套MySQL故障切换方案，来保证数据库系统的高可用。
在宕机的时间内（通常10—30秒内），完成故障切换，部署MHA，可避免主从一致性问题，不影
响服务器性能，不改变现有部署，支持在线切换，从当前运行master切换到一个新的master上面，
只需要很短的时间，此时仅仅阻塞写操作，并不影响读操作，便于主机硬件维护。在有高可用和数
据一致性要求的系统上，MHA 提供了有用的功能，当master crash后，MHA自动识别slave间
relay log events的不同，然后应用到不同的slave，最终所有slave都同步。

方案拓扑：

优点： 
使用vip提供访问请求，有最好的数据一致性，master crash不会导致其它从库不一致性，故障自动
快速切换，方案较为成熟，可实现一主多从，支持读写分离。
缺点：    
需3台及以上服务器，发生故障切转移后主程序自动退出，需排除故障后手动添加到ha集群再启动 MHA，维护难度较大。