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

1. 获取

这个不必多言吧，到 MySQL 网站上面下载就是了。MySQL Cluster 的英文部署测试手册很简明，这里和其内容基本一样。喜欢读英文版的朋友可以直接下载，略过本文。

2. 安装

先解压，然后创建一个 symbolic link：

michael@linux:~$ tar xvf mysql-cluster-gpl-7.2.4-linux2.6-x86_64.tar

michael@linux:~$ ln -s mysql-cluster-gpl-7.2.4-linux2.6-x86_64 mysqlc

如果你愿意，可以将~/mysqlc/bin加入到你的 path 里，方便使用。

3. 配置

作为在开发环境上第一次部署，还是以测试为主要目的。一个完整的 MySQL Cluster 由 MySQL Server，Data Nodes，Management Node 三部分组成。首先我们为它们创建一些必须的目录：

michael@linux:~$ mkdir mysql-cluster

michael@linux:~$ cd mysql-cluster

michael@linux:~$ mkdir conf ndb_data mysqld_data

然后在conf目录下创建如下两个文件，分别是config.ini和my.cnf，内容如下：

config.ini

用于 MySQL Server 的配置，端口号port根据你自己的情况设定。

[mysqld]

ndbcluster

datadir=/home/user1/my_cluster/mysqld_data

basedir=/home/user1/mysql-cluster

port=5050

my.cnf

该文件用于配置各结点的 NodeId 和 Data Nodes 与 Management Node 的数据目录。

[ndb_mgmd]

hostname=localhost

datadir=/home/user1/my_cluster/ndb_data

NodeId=1

[ndbd default]

noofreplicas=2

datadir=/home/user1/my_cluster/ndb_data

[ndbd]

hostname=localhost

NodeId=3

[ndbd]

hostname=localhost

NodeId=4

[mysqld]

NodeId=50

这时你的目录结构应该如下：

~

+-- /mysql-cluster-gpl-7.2.4-linux2.6-x86_64

+-- /mysqlc ->mysql-cluster-gpl-7.2.4-linux2.6-x86_64

+-- /mysql-cluster

+-- /conf

+-- /ndb_data

+-- /mysqld_data

4. 运行

MySQL Cluster 的启动顺序是有要求的，如下：

Management Node

Data Nodes

MySQL Server

命令如下：

michael@linux:~$ cd ../mysql-cluster

michael@linux:~/mysql-cluster$ $HOME/mysqlc/bin/ndb_mgmd -f conf/config.ini --initial --configdir=$HOME/mysql-cluster/conf/

michael@linux:~/mysql-cluster$ $HOME/mysqlc/bin/ndbd -c localhost:1186

michael@linux:~/mysql-cluster$ $HOME/mysqlc/bin/ndbd -c localhost:1186

检查已经启动的结点的状态，命令为：

poecahnt@linux:~$ $HOME/mysqlc/bin/ndb_mgm -e show

输出如下：

Connected to Management Server at: localhost:1186

Cluster Configuration

---------------------

[ndbd(NDB)] 2 node(s)

[email protected] (mysql-5.5.19 ndb-7.2.4, Nodegroup: 0, Master)

[email protected] (mysql-5.5.19 ndb-7.2.4, Nodegroup: 0)

[ndb_mgmd(MGM)] 1 node(s)

[email protected] (mysql-5.5.19 ndb-7.2.4)

[mysqld(API)] 1 node(s)

id=50 @127.0.0.1 (mysql-5.5.19 ndb-7.2.4)

表示已经可以启动 MySQL Server 了。最后启动 MySQL Server，命令为：

michael@linux:~/mysql-cluseter$ $HOME/mysqlc/bin/mysqld --defaults-file=conf/my.cnf &

输出信息如下：

120223 15:29:02 InnoDB: The InnoDB memory heap is disabled

120223 15:29:02 InnoDB: Mutexes and rw_locks use GCC atomic builtins

120223 15:29:02 InnoDB: Compressed tables use zlib 1.2.3

120223 15:29:02 InnoDB: Using Linux native AIO

120223 15:29:02 InnoDB: Initializing buffer pool, size = 128.0M

120223 15:29:02 InnoDB: Completed initialization of buffer pool

120223 15:29:02 InnoDB: highest supported file format is Barracuda.

120223 15:29:02 InnoDB: Waiting for the background threads to start

120223 15:29:03 InnoDB: 1.1.8 startedlog sequence number 1595675

120223 15:29:04 [Note] NDB: NodeID is 50, management server 'localhost:1186'

120223 15:29:04 [Note] NDB[0]: NodeID: 50, all storage nodes connected

120223 15:29:04 [Warning] NDB: server id set to zero - changes logged to bin log with server id zero will be logged with another server id by slave mysqlds

120223 15:29:04 [Note] Starting Cluster Binlog Thread

120223 15:29:04 [Note] Event Scheduler: Loaded 0 events

120223 15:29:04 [Note] $HOME/mysqlc/bin/mysqld: ready for connections.

Version: '5.5.19-ndb-7.2.4-gpl' socket: '/tmp/mysql.sock' port: 5050 MySQL Cluster Community Server (GPL)

120223 15:29:05 [Note] NDB: Creating mysql.ndb_schema

120223 15:29:08 [Note] NDB Binlog: CREATE TABLE Event: REPL$mysql/ndb_schema

120223 15:29:09 [Note] NDB Binlog: logging ./mysql/ndb_schema (UPDATED,USE_WRITE)

120223 15:29:09 [Note] NDB: Creating mysql.ndb_apply_status

120223 15:29:09 [Note] NDB Binlog: CREATE TABLE Event: REPL$mysql/ndb_apply_status

120223 15:29:09 [Note] NDB Binlog: logging ./mysql/ndb_apply_status (UPDATED,USE_WRITE)

120223 15:29:09 [Note] NDB: missing frm for mysql.ndb_index_stat_sample, discovering...

120223 15:29:09 [Note] NDB: missing frm for mysql.ndb_index_stat_head, discovering...

2012-02-23 15:29:10 [NdbApi] INFO -- Flushing incomplete GCI:s <579/14

2012-02-23 15:29:10 [NdbApi] INFO -- Flushing incomplete GCI:s <579/14

120223 15:29:10 [Note] NDB Binlog: starting log at epoch 579/14

120223 15:29:10 [Note] NDB Binlog: ndb tables writable

5. 测试

连接 MySQL Server 进行测试，确认可以用ndb存储引擎来创建数据库中的表，如下：

michael@linux:~$ $HOME/mysqlc/bin/mysql -h 127.0.0.1 -P 5050

mysql>create database clusterdb

mysql>use clusterdb

mysql>insert into simples values (1),(2),(3),(4)

mysql>select * from simples

+----+

| id |

+----+

| 3 |

| 1 |

| 2 |

| 4 |

+----+

6. 停止

MySQL Cluster 必须手动停止，Data Nodes 可以用 ndb_mgm 来停止：

michael@linux:~$ $HOME/mysqlc/bin/mysqladmin -h 127.0.0.1 -P 5050 shutdown

如果提示：

/home/michael/mysqlc/bin/mysqladmin: shutdown failederror: 'Access deniedyou need (at least one of) the SHUTDOWN privilege(s) for this operation'

则在shutdown命令前加上sudo。

michael@linux:~$ $HOME/mysqlc/bin/ndb_mgm -e shutdown

正常停止的信息类似如下：

120223 16:44:11 [Note] /home/michael/mysqlc/bin/mysqld: Normal shutdown

michael@linux:~/mysql-cluster$ 120223 16:44:11 [Note] Event Scheduler: Purging the queue. 0 events

120223 16:44:13 [Warning] /home/michael/mysqlc/bin/mysqld: Forcing close of thread 2 user: 'michael'

120223 16:44:13 [Note] Stopping Cluster Utility thread

120223 16:44:13 [Note] Stopping Cluster Index Stats thread

120223 16:44:13 [Note] Stopping Cluster Binlog

120223 16:44:13 [Note] Stopping Cluster Index Statistics thread

120223 16:44:14 InnoDB: Starting shutdown...

120223 16:44:15 InnoDB: Shutdown completedlog sequence number 1595675

120223 16:44:15 [Note] /home/michael/mysqlc/bin/mysqld: Shutdown complete

7. 总结

有序启动：Management Node，Data Nodes，MySQL Server

配置项与各节点的对应

每个结点都单独启动

Management Node 提供状态查看等多种功能

因为交换机上没配相关路由吧，跨网段的时候是会存在路由问题的，如果你把VIP也设置为192.168.2.*应该就没这个问题了。因为其他机器放问192.168.100.100的时候会默认去192.168.100.*的网段去寻找主机，所以就招不到具体的物理地址了。还有个办法就是在2.x的主机上都配置静态路由，add route ， 把192.168.100.100的路由配置到192.168.2.254（貌似这个是网关？）建议还是换成2.x的地址更合理。我们一般做地址规划的时候，200以内都是物理ip，200以上都给VIP预留，就是为了避免这种问题。keepalived+lvs+mysql集群VIPping不通

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