MySQL 同步複製及高可用方案總結

1.前言

mysql做爲應用程序的數據存儲服務，要實現mysql數據庫的高可用。必然要使用的技術就是數據庫的複製，若是主節點出現故障能夠手動的切換應用到從節點，這點相信運維同窗都是知道，而且能夠實現的。可是這種狀況只是手動的切換，對可用性有要求的業務須要分別實現主庫和從庫的高可用，保障在數據庫出現down機的狀況下，能夠自動實現數據庫的故障轉移，保障應用的可用性和用戶體驗。

本文將會對一些經常使用的數據庫高可用方案進行介紹，根據你不一樣的場景，選擇合適的高可用方案便可。

2.MMM高可用方案

2.1.Mysql-MMM介紹

MMM(Master-Master replication managerfor Mysql，Mysql主主複製管理器)是一套靈活的腳本程序，基於perl實現，用來對mysql replication進行監控和故障遷移，並能管理mysql Master-Master複製的配置(同一時間只有一個節點是可寫的)。

2.2.組件

mmm_mond：監控進程，負責全部的監控工做，決定和處理全部節點角色活動。此腳本須要在監管機上運行。

mmm_agentd：運行在每一個mysql服務器上的代理進程，完成監控的探針工做和執行簡單的遠端服務設置。此腳本須要在被監管機上運行。

mmm_control：一個簡單的腳本，提供管理mmm_mond進程的命令。

mysql-mmm的監管端會提供多個虛擬IP（VIP），包括一個可寫VIP，多個可讀VIP，經過監管的管理，這些IP會綁定在可用mysql之上，當某一臺mysql宕機時，監管會將VIP遷移至其餘mysql。

在整個監管過程當中，須要在mysql中添加相關受權用戶，以便讓mysql能夠支持監理機的維護。受權的用戶包括一個mmm_monitor用戶和一個mmm_agent用戶，若是想使用mmm的備份工具則還要添加一個mmm_tools用戶。

2.3.架構圖

正常工做時：

主節點故障時：

2.4.MMM優勢

（1）高可用性，擴展性好，出現故障自動轉移，對於主主同步，在同一時間只提供一臺數據庫寫操做，保證數據的一致性。

（2）配置簡單，容易操做。

2.5.MMM缺點

（1）須要一臺備份服務器，浪費資源

（2）須要多個虛擬IP

（3）agent可能意外終止，引發裂腦。

3.MHA介紹

MHA（Master High Availability）目前在MySQL高可用方面是一個相對成熟的解決方案，它由日本DeNA公司youshimaton（現就任於Facebook公司）開發，是一套優秀的做爲MySQL高可用性環境下故障切換和主從提高的高可用軟件。在MySQL故障切換過程當中，MHA能作到在0~30秒以內自動完成數據庫的故障切換操做，而且在進行故障切換的過程當中，MHA能在最大程度上保證數據的一致性，以達到真正意義上的高可用。

3.1.MHA架構介紹

該軟件由兩部分組成：MHA Manager（管理節點）和MHA Node（數據節點）。MHA Manager能夠單獨部署在一臺獨立的機器上管理多個master-slave集羣，也能夠部署在一臺slave節點上。MHA Node運行在每臺MySQL服務器上，MHA Manager會定時探測集羣中的master節點，當master出現故障時，它能夠自動將最新數據的slave提高爲新的master，而後將全部其餘的slave從新指向新的master。整個故障轉移過程對應用程序徹底透明。

在MHA自動故障切換過程當中，MHA試圖從宕機的主服務器上保存二進制日誌，最大程度的保證數據的不丟失(配合mysql半同步複製效果更佳)，但這並不老是可行的。例如，若是主服務器硬件故障或沒法經過ssh訪問，MHA無法保存二進制日誌，只進行故障轉移而丟失了最新的數據。使用MySQL 5.5的半同步複製，能夠大大下降數據丟失的風險。MHA能夠與半同步複製結合起來。若是隻有一個slave已經收到了最新的二進制日誌，MHA能夠將最新的二進制日誌應用於其餘全部的slave服務器上，所以能夠保證全部節點的數據一致性。

注意：目前MHA主要支持一主多從的架構，要搭建MHA,要求一個複製集羣中必須最少有三臺數據庫服務器，一主二從，即一臺充當master，一臺充當備用master，另一臺充當從庫，由於至少須要三臺服務器，出於機器成本的考慮，淘寶也在該基礎上進行了改造，目前淘寶TMHA已經支持一主一從。

3.2.MHA架構圖

正常工做時架構圖：

主庫down機時架構：

3.3.故障轉移過程

（1）從宕機崩潰的master保存二進制日誌事件（binlog events）;

（2）識別含有最新更新的slave；

（3）應用差別的中繼日誌（relay log）到其餘的slave；

（4）應用從master保存的二進制日誌事件（binlog events）；

（5）提高一個slave爲新的master；

（6）使其餘的slave鏈接新的master進行復制；

（7）在新的master啓動vip地址，保證前端請求能夠發送到新的master。

3.4.MHA優勢

（1）不須要備份服務器

（2）不改變現有環境

（3）操做很是簡單

（4）能夠進行日誌的差別修復

（5）能夠將任意slave提高爲master

3.5.MHA缺點

（1）須要所有節點作ssh祕鑰

（2）MHA出現故障後配置文件會被修改，若是再次故障轉移須要從新修改配置文件。

（3）自帶的腳本還須要進一步補充完善，且用perl開發，二次開發困難。

4.DRBD+（heartbeat,corosync）

4.1.方案簡介

本方案採用Heartbeat或者corosync雙機熱備軟件來保證數據庫的高穩定性和連續性，數據的一致性由DRBD這個工具來保證（若是能夠儘可能放到分佈式存儲上面）。默認狀況下只有一臺mysql在工做，當主mysql服務器出現問題後，系統將自動切換到備機上繼續提供服務，當主數據庫修復完畢，又將服務切回繼續由主mysql提供服務。

4.2.組件

Heartbeat,corosync做爲心跳檢測機制，監控primary節點的狀態。當主節點宕掉以後，迅速提高secondary節點爲新的主節點，並切換IP；

drbd負責數據同步

4.3.架構圖

4.4.數據同步過程

mysql進行刷盤時，會經過不一樣的sync方式，最終將數據寫入disk；

drbd收到刷盤成功的信息後，將對應的磁盤塊位置，和變動動做，經過網絡傳遞至secondary節點；

secondary的drbd接收到變動信息後，將這些信息落盤；

4.5.切換過程

前提：secondary節點的mysql服務不啓動；

heartbeat檢測到primary的mysql服務中止，則摘掉IP、umount掉數據盤、將primary切換爲secondary；

在原來的secondary上，提高drbd同步爲primary，掛載數據盤，啓動mysql服務、綁定IP；

從庫跟着IP和端口自動進行遷移；

4.6.方案優勢

（1）歷史悠久、安全性高、穩定性高、可用性高、出現故障自動切換。

（2）數據一致性強

4.7.方案缺點

（1）須要一臺備份服務器，浪費資源

（2）不方便擴展

（3）不管drbd仍是headbetart，corosync均可能發生裂腦

5.Mysql route介紹

5.1.什麼是mysql route

MySQL Router是處於應用client和dbserver之間的輕量級代理程序，它能檢測，分析和轉發查詢到後端數據庫實例，並把結果返回給client。是mysql-proxy的一個替代品。其架構圖和功能以下。

（1）Router實現讀寫分離，程序不是直接鏈接數據庫IP，而是固定鏈接到mysql router。MySQL Router對前端應用是透明的。應用程序把MySQL Router看成是普通的mysql實例，把查詢發給MySQL Router,而MySQL Router會把查詢結果返回給前端的應用程序。

（2）從數據庫服務器故障，業務能夠正常運行。由MySQL Router來進行自動下線不可用服務器。程序配置不須要任何修改。

（3）主數據庫故障，由MySQL Router來決定主從自動切換，業務能夠正常訪問。程序配置不須要作任何修改。

5.2.讀寫分離原理

MySQL Router接受前端應用程序請求後，根據不一樣的端口來區分讀寫，把鏈接讀寫端口的全部查詢發往主庫，把鏈接只讀端口的select查詢以輪詢方式發往多個從庫，從而實現讀寫分離的目的。讀寫返回的結果會交給MySQL Router,由MySQL Router返回給客戶端的應用程序。

5.3.Mysql router用途

MySQL Router的主要用途是讀寫分離，主主故障自動切換，負載均衡，鏈接池等。

5.4.Mysql router主主故障自動切換的坑

Mysql router主主故障切換功能通過測試沒有問題，可是有一個比較大的坑須要注意，主庫發生切換以後，從庫的鏈接的master服務器地址不會發生改變，須要本身寫腳本進行判斷。

5.5.優勢

（1）基於DAL層實現mysql的高可用。

（2）能夠同時實現主主故障切換和讀寫分離。

（3）插件式架構容許用戶進行額外的功能擴展。

5.6.缺點

（1）高可用功能須要進一步完善：存在主庫切換以後，從庫不會自動切換主庫地址的坑。

（2）讀寫狀況使用不一樣端口，須要修改應用程序。

6.mysql Cluster

國內用的很是少，主要由於一下三點：

（1）須要更改存儲引擎

（2）付費

（3）國內幾乎沒有使用案例

優勢：

高可用，可用率達99.999%

6.1.結束語

上面的高可用方案，只是我本身比較熟悉的，並且也是應用比較多的。mysql畢竟發展了有20多年了，各類高可用方案仍是不少的，其餘的高可用方案各位鑰匙有興趣，能夠本身研究。

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