数据不丢失？有它就够了——金仓KingbaseES高可用集群部署

编者按

可用性是数据库的重要指标之一，高可用集群是保障数据不丢失、服务可用的主要措施之一。下面将从部署维度阐晰金仓数据库KingbaseES如何打造高可用集群。

高可用架构基础

实践中，通常让多个数据库服务器协同工作来实现数据库的高可用。例如，当一个服务器节点失效时，另一个服务器去替代工作，以此来达到不中断对望服务或只中断很短的时间；或者是多个数据库同时提供服务（多活），用户可以访问任意一台数据库，当有数据库故障时，访问其他数据库即可。

但与无状态的应用服务HA不一样的是，数据库记录了数据，想要在多台数据库之间切换，需要进行数据同步，所有数据同步是数据库高可用方案的基础。

（一）各种高可用架构简介

从解决数据同步的角度来看，金仓数据库高可用方案目前包含以下几种：

共享存储：更改存储文件格式，使得多台设备可以对文件系统同时挂起，在多个数据库同时操作存储时，解决并发写的问题，同时，在单个数据库写时发生故障例如断电时，解决脏数据的清理。或者，使用类似SAN存储，一台数据库故障时，通过HA等工具把存储挂载到另一台设备。

WAL同步方案：数据库总是日志先行，保证了WAL的多台数据库一致性，就能侧面保证数据库集群数据一致性，通过这个机制，可以搭建主从数据库，当主数据库失效时，把从数据库提升为主库，继续对外提供服务。

基于触发器的同步方案：使用触发器记录数据变化，然后同步到另一台数据库上。

基于语句复制的中间件：应用连接到中间件，不直连数据库，中间件把数据库的变更发送到底层多台数据库上，从而完成数据同步。

（二）服务的可靠性设计

KingbaseES产品主备方式的高可用方案是通过主备之间的WAL同步实现的，数据同步有异步、同步、半同步三种方式。

同步方式的优点在故障切换过程中，数据完全不丢失，但缺点也很明显——影响性能：一个事物的数据必须写到备库中才能返回。当主备数据库的网络中断，或者备机发生故障时：主库会hung住，或者选择主库降级为异步方式；还有一个办法就是主库带两个以上的备库，只要有一个备库是正常的，主备关系就正常不受影响，当然此方式缺点就增加了成本。

如果系统可以容忍故障切换时丢失少量数据，可以使用数据异步同步的方式。该方案在主库故障、备机需要切换时，会丢一定的数据，部署时应综合考虑环境避免主备库数据差异越增越多。

半同步方案介于同步和异步之间，能在确保数据不丢的前提下还保证一定的性能。确保重要的WAL在备库落盘主库的提交就能返回，缺点是没有等待备库的WAL实时回放，在备库可读的情况下备库可能会读不到主库刚刚插入的数据。

在一般环境中，我们推荐半同步方案，WAL罗盘和WAL回放的时间差几乎可以忽略不计，并在备机只作为备份模式下可以确保数据不丢。但在高并发场景或者金融领域的备机可读模式下，部署时就需要斟酌。在此使用场景中，同步模式则更为合适。

要保证服务中断的时间尽量的少，还需要灵敏的故障检测。但故障检测太灵敏时，误操作的概率也会增加，例如网络抖动，所以需要选择一个合适的故障检测时间。故障检测时间通常在秒级别以上，越大型的系统就越需谨慎，否则造成频繁的切换带来意想不到的风险。

（三）数据的可靠性设计

数据库系统中最重要的资源就是数据，如何保证数据不丢失，是数据库系统中需要重点考虑的事情。导致数据丢失的原因有很多，如硬件损坏、软件BUG、人为失误等，所以数据库通常以集群的方式呈现，数据实时备份在其他物理设备的备数据库上。同时，也要定时的做冷备，防止运行的集群或单机数据库整体奔溃。

下面将详细讲述如何部署KingbaseES高可用集群。

部署KingbaseES集群

（一）部署工具

金仓数据库提供可视化的图形界面集群部署工具，通过此工具，用户可以方便、快捷的搭建KingbaseES集群，更直观感受金仓KingbaseES数据库产品的实际应用功能。

在工具中，我们可以对集群进行管理：添加节点、启动/关闭集群、暂停高可用功能、主备切换等，也可以直观的对目前集群状态进行查看。打开数据库部署工具，初始界面如图所示：

1、创建项目

右键集群项目名称，点击创建项目，部署工具以项目为一个概括集群的总单位，推荐有意义的名称，比如湖南医疗机构，就以首字母简写HNYL，这里简单示意我们起名为project1。

2、创建集群

（1）节点通用配置

在建好项目后，我们可以在项目名称处右键，新建集群，弹出节点通用配置，如图所示：

集群名称推荐输入有意义的命名，比如这里为HNYL的5栋2楼机房，则起名为5D2L，这样便于区分同一个项目下的不同集群。这里示例集群名称为cluster1，输入ssh端口，root密码等，点击下一步。

通用机的含义为普通操作系统环境，可以使用ssh标准协议。

（2）DB&HA配置

接下来进入 DB&HAmgr配置，如图所示：

选择好数据库自带的zip包文件，trust_server推荐配置为当前网段的网关，用来辅助判断当前节点是否网络失效。其余基本配置使用默认即可。

选择高级设置，如图所示：

recovery这一栏改为automatic表示故障的节点在设备恢复后可以自动重新加入集群。vip（virtual_ip）可以根据需要添加，这里我们填空。

点击确定，通用配置创建完成。

（3）创建节点

在节点管理处，右键，点击新增节点。

这里就是选择那一台设备用来做我们数据库集群的节点了，并且任何一个集群的第一个节点，一定为主节点。

输入集群第一个节点的名称，ip，license文件后，点击下一步。

a.环境监测

这里会对物理设备的操作系统环境进行一轮筛查，监测是否能稳定正确的运行集群。

点击检查按钮，出现如图所示：

注意，出现标红检查项（ERROR）是无法继续部署集群的，必须由用户或系统管理员将其对应参数改为对应值才可继续部署。这里就为集群的运行将系统错误隐患在前期就排除一遍。

改好后，如图所示：

当检查项只有黑色字体和黄色（警告）字体，我们可以进行点击下一步的操作。

b.预览信息

对部署项的预览图示，无误后点击确定。

c.部署界面

接下来会弹出带有部署安装信息的界面，如图所示：

点击部署，成功后如图所示：

点击关闭后。在节点管理双击，会出现刚才部署好的node1节点，如图所示：

同理，我们可以添加第二、第三、第n个节点

等待备节点部署完成即可

成功后，在节点管理界面就可以看到我们的2个节点node1，node2

最简单的一主一备集群就搭建完了，可以根据创建节点章节，继续部署一主多备的集群。

结语

至此，KingbaseES集群的部署介绍就到这里，下一期，我们介绍如何使用工具管理集群。