基于主从复制的高可用方案
双节点主从 keepalived/heartbeat
两个节点可以采用简单的一主一从模式,或者双主模式,并且放置于同一个VLAN中,在master节点发生故障后,利用keepalived/heartbeat的高可用机制实现快速切换到slave节点;
- 两台mysql都可读写,互为主备,默认只使用一台(masterA)负责数据的写入,另一台(masterB)备用;
- masterA是masterB的主库,masterB又是masterA的主库,它们互为主从;
- 两台主库之间做高可用,可以采用keepalived等方案(使用VIP对外提供服务);
- 所有提供服务的从服务器与masterB进行主从同步(双主多从);
- 建议采用高可用策略的时候,masterA或masterB均不因宕机恢复后而抢占VIP(非抢占模式);这样做可以在一定程度上保证主库的高可用,在一台主库down掉之后,可以在极短的时间内切换到另一台主库上(尽可能减少主库宕机对业务造成的影响),减少了主从同步给线上主库带来的压力;
- 采用keepalived作为高可用方案时,两个节点最好都设置成BACKUP模式,避免因为意外情况下(比如脑裂)相互抢占导致往两个节点写入相同数据而引发冲突;
缺陷:masterB可能会一直处于空闲状态(可以用它当从库,负责部分查询);2.主库后面提供服务的从库要等masterB先同步完了数据后才能去masterB上去同步数据,这样可能会造成一定程度的同步延时;
多节点主从 MHA/MMM
采用一主多从,或者双主多从的模式,可以采用MHA或MMM来管理整个集群,目前MHA应用的最多,优先推荐MHA,能够在短时间内完成故障切换,并最大程度的保证数据的一致性来达到真正的高可用;MHA在监控到的master节点故障时,会提升其中拥有最新数据的slave节点成为新的master节点;
MHA服务有两种角色,MHA Manager(管理节点)和MHA Node(数据节点):MHA Manager:通常单独部署在一台独立机器上管理多个master/slave集群,每个master/slave集群称作一个application;MHA Manager会定时探测集群中的master节点,当master出现故障时,它可以自动将最新数据的slave提升为新的master,然后将所有其他的slave重新指向新的master,整个故障转移过程对应用程序完全透明;MHA node:运行在每台MySQL服务器上(master/slave/manager),它通过监控具备解析和清理logs功能的脚本来加快故障转义;主要作用是切换时处理二进制日志,确保切换尽量少丢数据;
优点:
- 可以进行故障的自动检测和转移;
- 可扩展性较好,可以根据需要扩展MySQL的节点数量和结构;
- 相比于双节点的MySQL复制,三节点/多节点的MySQL发生不可用的概率更低
缺点:
- 至少需要三节点,相对于双节点需要更多的资源;
- 逻辑较为复杂,发生故障后排查问题,定位问题更加困难;
- 数据一致性仍然靠原生半同步复制保证,仍然存在数据不一致的风险;
- 可能因为网络分区发生脑裂现象;
zookeeper proxy
Zookeeper使用分布式算法保证集群数据的一致性,使用zookeeper可以有效的保证proxy的高可用性,可以较好的避免网络分区现象的产生;
优点:
- 较好的保证了整个系统的高可用性,包括proxy、MySQL;
- 扩展性较好,可以扩展为大规模集群;
缺点:
- 数据一致性仍然依赖于原生的mysql半同步复制;
- 引入zk,整个系统的逻辑变得更加复杂;
磁盘共享存储
共享存储实现了数据库服务器和存储设备的解耦,不同数据库之间的数据同步不再依赖于MySQL的原生复制功能,而是通过磁盘数据同步的手段,来保证数据的一致性;
SAN共享储存
使用共享存储时,MySQL服务器能够正常挂载文件系统并操作,如果主库发生宕机,备库可以挂载相同的文件系统,保证主库和备库使用相同的数据;
优点:
- 两节点即可,部署简单,切换逻辑简单;
- 很好的保证数据的强一致性;
- 不会因为MySQL的逻辑错误发生数据不一致的情况;
缺点:
- 需要考虑共享存储的高可用;
- 价格昂贵;
DRBD磁盘复制
DRBD是一种基于软件、基于网络的块复制存储解决方案,主要用于对服务器之间的磁盘、分区、逻辑卷等进行数据镜像,当用户将数据写入本地磁盘时,还会将数据发送到网络中另一台主机的磁盘上,这样的本地主机(主节点)与远程主机(备节点)的数据就可以保证实时同步;
优点:
- 两节点即可,部署简单,切换逻辑简单;
- 相比于SAN储存网络,价格低廉;
- 保证数据的强一致性;
缺点:
- 对io性能影响较大;
- 从库不提供读操作;
分布式协议
MySQL cluster
MySQL cluster是官方集群的部署方案,通过使用NDB存储引擎实时备份冗余数据,实现数据库的高可用性和数据一致性;
优点:
- 全部使用官方组件,不依赖于第三方软件;
- 可以实现数据的强一致性;
缺点:
- 国内使用的较少;
- 配置较复杂,需要使用NDB储存引擎,与MySQL常规引擎存在一定差异;
- 至少三节点;
Galera
基于Galera的MySQL高可用集群, 是多主数据同步的MySQL集群解决方案,使用简单,没有单点故障,可用性高;
优点:
- 多主写入,无延迟复制,能保证数据强一致性;
- 有成熟的社区,有互联网公司在大规模的使用;
- 自动故障转移,自动添加、剔除节点;
缺点:
- 需要为原生MySQL节点打wsrep补丁
- 只支持innodb储存引擎
- 至少三节点;
POAXS
Paxos 算法解决的问题是一个分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。这个算法被认为是同类算法中最有效的;Paxos与MySQL相结合可以实现在分布式的MySQL数据的强一致性;
优点:
- 多主写入,无延迟复制,能保证数据强一致性;
- 有成熟理论基础;
- 自动故障转移,自动添加、剔除节点;
缺点:
- 只支持innodb储存引擎
- 至少三节点