数据库MySQL-高可用与集群

第 2 章 高可用与集群

2.1 MySQL 高可用的几种方案

首先我们看看 MySQL 高可用的几种方案：

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对于数据实时性要求不是特别严格的应用，只需要通过廉价的 pc server 来扩展 Slave 的数量，将读压力分散到多台 Slave 的机器上面，即可通过分散单台数据库服务器的读压力来解决数据库端的读性能瓶颈，毕竟在大多数数据库应用系统中的读压力还是要比写压力大很多。这在很大程度上解决了目前很多中小型网站的数据库压力瓶颈问题，甚至有些大型网站也在使用类似方案解决数据库瓶颈。

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MySQL Cluster 由一组计算机构成，每台计算机上均运行着多种进程，包括 MySQL 服务器，NDB Cluster的数据节点，管理服务器，以及（可能）专门的数据访问程序。NDB” 是一种“内存中”的存储引擎，它具有可用性高和数据一致性好的特点。MySQL Cluster 要实现完全冗余和容错，至少需要 4 台物理主机，其中两个为管理节点。MySQL Cluster 使用不那么广泛，除了自身构架因素、适用的业务有限之外，另一个重要的原因是其安装配置管理相对复杂繁琐，总共有几十个操作步骤，需要 DBA 花费几个小时才能搭建或完成。重启 MySQL Cluster 数据库的管理操作之前需要执行 46 个手动命令，需要耗费 DBA 2.5 小时的时间，而依靠 MySQL Cluster Manager 只需一个命令即可完成，但 MySQL Cluster Manager 仅作为商用 MySQL Cluster 运营商级版本 (CGE) 数据库的一部分提供，需要购买。其官方的说明，若应用中的 SQL 操作为主键数据库访问，包含一些JOIN 操作而非对整个表执行常规扫描和 JOIN 而返回数万行数据，则适合 Cluster，否则不合适，从这一条限制来看，表明大多数业务场景并不合适 MySQL Cluster，业内有资深人士也凭评价：NDB 不适合大多数业务场景，而且有安全问题。

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heartbeat 是 Linux-HA 工程的一个组件,heartbeat 最核心的包括两个部分：心跳监测和资源接管。在指定的时间内未收到对方发送的报文，那么就认为对方失效，这时需启动资源接管模块来接管运 行在对方主机上的资源或者服务。

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DRBD 是通过网络来实现块设备的数据镜像同步的一款开源 Cluster 软件，它自动完成网络中两个不同服务器上的磁盘同步，相对于 binlog 日志同步，它是更底层的磁盘同步，理论上 DRDB 适合很多文件型系统的高可用。

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Lvs 是一个虚拟的服务器集群系统，可以实现 LINUX 平台下的简单负载均衡。keepalived 是一个类似于layer3, 4 & 5 交换机制的软件，主要用于主机与备机的故障转移，这是一种适用面很广的负载均衡和高可用方案，最常用于Web 系统。

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这种 gluster 模式可以说是全新的一种高可用方案，前面也提到其优点，它的缺点不多，不支持 XA，不支持Lock Table，只能用 InnoDB 引擎。

2.2 Mycat 高可用方案

Mycat 作为一个代理层中间件，Mycat 系统的高可用涉及到 Mycat 本身的高可用以及后端 MySQL 的高可用，前面章节所讲的 MySQL 高可用方案都可以在此用来确保 Mycat 所连接的后端 MySQL 服务的高可用性。在大多数情况下，建议采用标准的 MySQL 主从复制高可用性配置并交付给 Mycat 来完成后端 MySQL 节点的主从自动切换。

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如图所示，MySQL 节点开启主从复制的配置方案，并将主节点配置为 Mycat 的 dataHost 里的 writeNode，从节点配置为 readNode，同时 Mycat 内部定期对一个 dataHost 里的所有 writeHost 与 readHost 节点发起心跳检测，正常情况下，Mycat 会将第一个 writeHost 作为写节点，所有的 DML SQL 会发送给此节点，若 Mycat开启了读写分离，则查询节点会根据读写分离的策略发往 readHost(+writeHost)执行，当一个 dataHost 里面配置了两个或多个 writeHost 的情况下，如果第一个 writeHost 宕机，则 Mycat 会在默认的 3 次心跳检查失败后，自动切换到下一个可用的 writeHost 执行 DML SQL 语句，并在 conf/dnindex.properties 文件里记录当前所用的 writeHost 的 index（第一个为 0，第二个为 1，依次类推），注意，此文件不能删除和擅自改变，除非你深刻理解了它的作用以及你的目的。

那么问题来了，当原来配置的 MySQL 写节点宕机恢复以后，怎么重新加入 Mycat，要不要恢复为原来的写节点？关于这个问题，我们也曾与 DBA 讨论很久，最终的建议方案是，保持现有状态不变，改旗易帜，恢复后的MySQL 节点作为从节点，跟随新的主节点，重新配置主从同步，原先跟随该节点做同步的其他节点也同样换帅，重新配置同步源，这些节点的数据手工完成同步以后，再加入 Mycat 里。目前 1.3 版本的 Mycat 还没有实现监控MySQL 主从同步状态的功能，因此这个过程里，DBA 可以先修改 MySQL 的密码，让 Mycat 无法链接故障服务器，等同步完成以后，恢复密码，这样 Mycat 就自动重新将修复好的 Mycat 纳管进来了。

说完了 MySQL 部分，接下来我们看看 Mycat 自身的高可用性，由于 Mycat 自身是属于无状态的中间件（除了主从切换过程中记录的 dnindex.properties 文件），因此 Mycat 很容易部署为集群方式，提供高可用方案。原先有规划 Mycat-balance 组件，专门用于 Mycat 负载均衡，但由于缺乏志愿者，也没有经过生产实践验证，因此暂时不建议使用，官方建议是采用基于硬件的负载均衡器或者软件方式的 HAproxy，HAProxy 相比 LVS 的使用要简单很多，功能方面也很丰富，免费开源，稳定性也是非常好，可以与 LVS 相媲美，根据官方文档，HAProxy 可以跑满 10Gbps-New benchmark of HAProxy at 10 Gbps using Myricom’s 10GbE NICs (Myri-10G PCI-Express)，这个作为软件级负载均衡，也是比较惊人的，下图是HAproxy+Mycat 集群+MySQL 主从所组成的高可用性方案：

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如果还担心 HAproxy 的稳定性和单点问题，则可以用 keepalived 的 VIP 的浮动功能，加以强化：

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2.3 Galary Cluster 配置

Mycat1.4.1 开始支持 galary cluster 集群的配置，提高心跳可用。

配置如下：

1.4.1 开始支持 MySQL 集群模式，让读更加安全可靠，配置如下：
MyCAT 心跳检查语句配置为 show status like ‘wsrep%’
，
dataHost 上定义两个新属性： switchType="3"
此时意味着开启 MySQL 集群复制状态状态绑定的读写分离与切换机制，Mycat 心跳机制通过检测集群复制时延时，如
果延时过大或者集群出现节点问题不会负载改节点。
dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" 
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="3" >
<heartbeat> show status like ‘wsrep%’</heartbeat>
<writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" 
user="root"password="123456">
</writeHost>
<writeHost 
host="hostS1"url="localhost:3316"user="root"password="123456" ></writeHost>
</dataHost>