MySQL高可用架构详解与实践

原创已于 2025-01-14 09:23:44 修改 · 712 阅读

17 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#mysql #数据库 #性能优化

于 2025-01-14 09:13:05 首次发布

MySQL高可用架构设计专栏收录该内容

4 篇文章

订阅专栏

MySQL高可用架构详解与实践

在现代企业级应用中，数据库的高可用性是确保业务连续性的关键。MySQL作为广泛使用的开源数据库，提供了多种高可用解决方案。本文将详细介绍MySQL的高可用架构，包括复制拓扑结构、多线程复制性能调优，以及MMM和MHA架构的介绍和搭建过程。

一、什么是高可用架构

高可用性（High Availability）是指通过尽量缩短因日常维护操作（计划）和突发的系统崩溃（非计划）所导致的停机时间，以提高系统和应用的可用性。具体来说，高可用架构需要解决以下问题：

严重的主从延迟：主从复制延迟可能导致数据不一致。
主从复制中断：复制链路中断会影响数据的完整性和可用性。
锁引起的大量阻塞：长时间的锁操作会降低系统性能。

如何实现高可用

避免导致系统不可用的因素，减少系统不可用的时间：
- 服务器磁盘空间耗尽：定期监控磁盘空间，及时清理不必要的文件和日志。
- 性能糟糕的SQL：优化SQL查询，使用合适的索引。
- 表结构和索引没有优化：定期检查和优化表结构和索引。
- 主从数据不一致：使用强一致性的复制策略，如GTID。
- 人为的操作失误：建立完善的监控和报警系统，进行操作审计。
增加系统冗余，保证发生系统不可用时可以尽快恢复：
- 避免单点故障：使用多主或多从架构，确保没有单点故障。
- 主从切换及故障转移：自动或手动进行主从切换，确保服务的连续性。
解决方案

单点故障：

如何避免单点故障：

但是共享存储本身可能也是一个单点，而且恢复起来会很麻烦，所以共享存储并不是一个好的解决方案

DRDB：如果是由于磁盘文件造成的问题那么将无法解决，而且成本比较高，所以也不是一个好的解决方案

利用多写集群或者NDB集群来解决MySQL单点故障

对于一个事务来说，只有当

pxc只支持使用innodb的存储引擎使用

利用MySQL主从复制来解决MySQL单点故障

二、MySQL复制拓扑结构及多线程复制性能调优

（一）复制拓扑结构

MySQL的复制拓扑结构主要包括主从复制（Master-Slave）和主主复制（Master-Master）两种形式。

主从复制：
- 架构：一个主服务器（Master）和多个从服务器（Slave）。
- 优点：读写分离，提高读性能。
- 缺点：单点故障，主服务器故障会导致整个系统不可用。
主主复制：
- 架构：两个主服务器相互复制，可以同时对外提供服务。
- 优点：高可用性，无单点故障。
- 缺点：数据冲突和同步延迟问题。

（二）多线程复制性能调优

多线程复制（Parallel Replication）可以显著提高复制的性能，特别是在多核CPU和高并发环境下。

配置多线程复制：
- 设置复制线程数：在从服务器上设置slave_parallel_workers参数，指定并行复制的线程数。
- 优化复制过滤：使用复制过滤（Replication Filter）减少不必要的复制操作。
监控复制状态：
- 使用SHOW SLAVE STATUS命令：定期检查复制状态，确保复制链路正常。
- 监控复制延迟：使用Seconds_Behind_Master参数监控复制延迟，及时发现和解决问题。

三、MMM架构

（一）MMM的主要作用

MMM（Multi-Master Replication Manager）是一个用于监控和管理MySQL主主复制拓扑的工具，能够在当前主服务器失效时，自动进行主从切换和故障转移。

（二）MMM提供的功能

监控MySQL主从复制状态：实时监控主从复制的健康状况。
自动故障转移：在主库出现宕机时，自动进行故障转移并重新配置复制链路。
虚拟IP管理：提供多个读的虚拟IP和一个写的虚拟IP，自动迁移虚拟IP以确保服务的连续性。

主动主动模式的主主复制：有两个服务器对外提供服务

主动被动模式的主主复制：只有一台对外提供服务

（三）MMM架构

MMM架构在每个主服务器和从服务器上安装监控组件，监控每台服务器的状态。MMM只能工作在主主复制的主备复制中，除了活动的主服务器外，其他服务器需要设置为read only。

MMM部署所需要的资源：

（四）MMM部署步骤

安装MMM：
- 配置YUM源：在所有节点上配置MMM的YUM源。
- 安装MMM包：安装MMM的代理包和监控包。
配置MMM：
- 创建监控账号：在主服务器上创建监控账号，这些账号会自动同步到其他服务器。
- 配置MMM：编辑MMM的配置文件，指定主从服务器的IP地址、虚拟IP等信息。
启动MMM服务：
- 启动监控服务：在监控节点上启动MMM监控服务。
- 启动代理服务：在所有节点上启动MMM代理服务。

（五）MMM的优缺点

优点

开源：使用Perl脚本语言开发，完全开源。
读写VIP：提供读写虚拟IP，使服务器角色的变更对前端应用透明。
延迟监控：提供从服务器的延迟监控。
故障转移：提供主数据库故障转移后从服务器对新主的重新同步功能。
易于恢复：很容易对发生故障的主数据库重新上线。

缺点

不支持新功能：发布时间较早，不支持MySQL的新复制功能，如GTID。
无读负载均衡：没有读负载均衡的功能。
数据丢失风险：在进行主从切换时，容易造成数据丢失。
单点故障：MMM监控服务存在单点故障。

MMM演示拓扑图：

四、MHA架构

（一）MHA架构介绍

MHA（Master High Availability）是一个用于实现MySQL高可用性的工具，能够最大程度保证数据的一致性，达到真正意义上的高可用。

（二）MHA提供的功能

监控主数据库服务器是不是可用，当主DB不可用的时候，从多个从服务器里面选举出新的主数据库服务器，提供了主从切换和故障转移功能

监控主数据库服务器：实时监控主数据库服务器的可用性。
故障转移：当主数据库服务器不可用时，从多个从服务器中选举出新的主数据库服务器，并进行主从切换和故障转移。
数据同步：在备选主服务器和其他从服务器之间同步差异二进制数据，确保数据一致性。

（三）MHA是如何进行主从切换的

保存二进制日志：尝试从出现故障的主数据库保存最新的二进制日志。
选举新的主服务器：从多个备选的从服务器中选举出新的备选主服务器。
同步差异数据：在备选主服务器和其他从服务器之间同步差异二进制数据。
应用二进制日志：应用从原主数据库服务器保存的二进制日志。
提升备选主服务器：提升备选主服务器为新的主数据库服务器。
迁移从服务器：迁移集群中的其他从服务器作为新的主数据库的从服务器。

（四）MHA配置步骤

安装MHA：
- 配置YUM源：在所有节点上配置MHA的YUM源。
- 安装MHA包：安装MHA的Node包和Manager包。
配置MHA：
- 创建配置文件：编辑MHA的配置文件，指定主从服务器的IP地址、用户和密码等信息。
- 配置SSH免密登录：在所有节点上配置SSH免密登录，确保MHA可以无密码访问各节点。
启动MHA服务：
- 启动Manager服务：在监控节点上启动MHA Manager服务。
- 启动Node服务：在所有节点上启动MHA Node服务。

（五）MHA的优缺点

MHA架构演示实例

五、根据拓扑图先建立主主复制

[MySql的高可用之路--6.MySQL的复制拓扑结构及多线程复制性能调优以及MMM架构的介绍及搭建过程_mysql的主-主拓扑结构,分配给每台服务器的读负载应该低于30%-优快云博客](https://blog.youkuaiyun.com/qq_37909508/article/details/94960829)