MySQL如何实现高可用？

1. 概述

我们在考虑MySQL数据库的高可用的架构时，主要要考虑如下几方面：

关于对高可用的分级在这里我们不做详细的讨论，这里只讨论常用高可用方案的优缺点以及高可用方案的选型。

2. 高可用方案

2.1. 主从或主主半同步复制

使用双节点数据库，搭建单向或者双向的半同步复制。在5.7以后的版本中，由于lossless replication、logical多线程复制等一些列新特性的引入，使得MySQL原生半同步复制更加可靠。

常见架构如下：

通常会和proxy、keepalived等第三方软件同时使用，即可以用来监控数据库的 健康 ，又可以执行一系列管理命令。如果主库发生故障，切换到备库后仍然可以继续使用数据库。

优点：

缺点：

2.2. 半同步复制优化

半同步复制机制是可靠的。如果半同步复制一直是生效的，那么便可以认为数据是一致的。但是由于网络波动等一些客观原因，导致半同步复制发生超时而切换为异步复制，那么这时便不能保证数据的一致性。所以尽可能的保证半同步复制，便可提高数据的一致性。

该方案同样使用双节点架构，但是在原有半同复制的基础上做了功能上的优化，使半同步复制的机制变得更加可靠。

可参考的优化方案如下：

半同步复制由于发生超时后，复制断开，当再次建立起复制时，同时建立两条通道，其中一条半同步复制通道从当前位置开始复制，保证从机知道当前主机执行的进度。另外一条异步复制通道开始追补从机落后的数据。当异步复制通道追赶到半同步复制的起始位置时，恢复半同步复制。

搭建两条半同步复制通道，其中连接文件服务器的半同步通道正常情况下不启用，当主从的半同步复制发生网络问题退化后，启动与文件服务器的半同步复制通道。当主从半同步复制恢复后，关闭与文件服务器的半同步复制通道。

优点：

缺点：

2.3. 高可用架构优化

将双节点数据库扩展到多节点数据库，或者多节点数据库集群。可以根据自己的需要选择一主两从、一主多从或者多主多从的集群。

由于半同步复制，存在接收到一个从机的成功应答即认为半同步复制成功的特性，所以多从半同步复制的可靠性要优于单从半同步复制的可靠性。并且多节点同时宕机的几率也要小于单节点宕机的几率，所以多节点架构在一定程度上可以认为高可用性是好于双节点架构。

但是由于数据库数量较多，所以需要数据库管理软件来保证数据库的可维护性。可以选择MMM、MHA或者各个版本的proxy等等。常见方案如下：

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，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。

MHA也可以扩展到如下的多节点集群：

优点：

缺点：

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：

缺点：

2.4. 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的概念是允许存储设备和处理器（服务器）之间建立直接的高速网络（与LAN相比）连接，通过这种连接实现数据的集中式存储。常用架构如下：

使用共享存储时，MySQL服务器能够正常挂载文件系统并 *** 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：

缺点：

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。常用架构如下：

当本地主机出现问题，远程主机上还保留着一份相同的数据，可以继续使用，保证了数据的安全。

DRBD是linux内核模块实现的快级别的同步复制技术，可以与SAN达到相同的共享存储效果。

优点：

缺点：

2.5. 分布式协议

分布式协议可以很好解决数据一致性问题。比较常见的方案如下：

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：

缺点：

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。常见架构如下：

优点：

缺点：

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。常见架构如下：

优点：

缺点：

3. 总结

随着人们对数据一致性的要求不断的提高，越来越多的方法被尝试用来解决分布式数据一致性的问题，如MySQL自身的优化、MySQL集群架构的优化、Paxos、Raft、2PC算法的引入等等。

而使用分布式算法用来解决MySQL数据库数据一致性的问题的方法，也越来越被人们所接受，一系列成熟的产品如PhxSQL、MariaDB Galera Cluster、Percona XtraDB Cluster等越来越多的被大规模使用。

随着官方MySQL Group Replication的GA，使用分布式协议来解决数据一致性问题已经成为了主流的方向。期望越来越多优秀的解决方案被提出，MySQL高可用问题可以被更好的解决。

分布式解决方案 tidb

多主 多备 master lvs做vip 读写分离中间件

mysql数据库有undo空间5种mysql做可靠性分析的方案：1．MySQL Clustering(ndb-cluster stogare)简介：MySQL公司以存储引擎方式提供的高可靠性方案，是事务安全的，实时复制数据，可用于需要高可靠性及负载均衡的场合。该方案至少需要三个节点服务器才能达到较好的效果。成本：节点服务器对RAM的需求很大，与数据库大小呈线性比例；最好使用千兆以太网络；还需要使用Dolphin公司提供的昂贵的SCI卡。优点：可用于负载均衡场合；可用于高可靠性场合；高伸缩性；真正的数据库冗余；容易维护。缺点：随着数据库的变大，对RAM的需求变得更大，因此成本很高；速度：几乎 比典型的单独服务器（无千兆以太网，无SCI卡，存储引擎相关的限制少）慢10倍。应用场合：冗余，高可靠性，负载均衡2. MySQL / GFS-GNBD/ HA (Active/Passive)简介：如果多个MySQL服务器使用共享硬盘作为数据存储，此方案如何？GFS/GNBD可以提供所需的共享硬盘。GFS是事务安全的文件系统。同一时刻你可以让一个MySQL使用共享数据。成本：最多n台高性能服务器的成本，其中一个激活的，其他作为备份服务器。优点：高可靠性某种程度的冗余按照高可靠性进行伸缩缺点：没有负载均衡没有保证的冗余无法对写 *** 作进行伸缩速度：单独服务器的2倍。对读 *** 作支持得较好。应用场合：需要高可靠性的、读 *** 作密集型的应用3. MySQL / DRBD / HA (Active/Passive)简介：如果多个MySQL服务器使用共享硬盘作为数据存储，此方案如何？DRBD可以提供这样的共享硬盘。DRBD可以被设置成事务安全的。同一时刻你可以让一个MySQL使用共享数据。成本：最多n台高性能服务器的成本，其中一个激活的，而其他则作为备份服务器。优点：高可靠性；一定程度的冗余；以高可靠性名义来看是可伸缩的。缺点：没有负载均衡没有保证的冗余在写负载方面没有伸缩性速度：在读写方面相当于单独服务器应用场合需要高可靠性、读 *** 作密集型的应用4. MySQL Write Master / Multiple MySQL Read Slaves (Active/Active)简介：考虑不同的读、写DB数据库连接的情况。可以使用一台主服务器用于写 *** 作，而采用n台从服务器用于读 *** 作。成本：最多1台高性能写服务器，n台读服务器的成本优点:读 *** 作的高可靠性；读 *** 作的负载均衡；在读 *** 作负载均衡方面是可伸缩的。缺点：无写 *** 作的高可靠性；无写 *** 作的负载均衡；在写 *** 作方面无伸缩性；速度：同单独服务器；在读 *** 作方面支持得较好应用场合读 *** 作密集型的、需要高可靠性和负载均衡的应用。5. Standalone MySQL Servers(Functionally separated) (Active)多台功能分离的单独服务器，没有高可靠性、负载均衡能力，明显缺点太多，不予考虑。

raid是标准的存储管理模式，需要raid卡支持。

lvm是linux的逻辑卷管理模式，是linux对硬盘空间的一种管理方式，软件的。

iscsi是ibm自己的技术，是一种网络存储管理模式，与目前通用的ip san相通。

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