MySQL数据库(十九)_MHA高可用集群

By | 2019年 11月 23日
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MySQL高可用

MMM

MMM: Multi-Master Replication Manager for MySQL，Mysql主主复制管理器是一套灵活的脚本程序，基于perl实现，用来对mysql replication进行监控和故障迁移，并能管理mysql Master-Master复制的配置(同一时间只有一个节点是可写的)

官网： http://www.mysql-mmm.org
https://code.google.com/archive/p/mysql-master-master/downloads

MHA

MHA：Master High Availability，对主节点进行监控，可实现自动故障转移至其它从节点；通过提升某一从节点为新的主节点，基于主从复制实现，还需要客户端配合实现，目前MHA主要支持一主多从的架构，要搭建MHA,要求一个复制集群中必须最少有三台数据库服务器，一主二从，即一台充当master，一台充当备用master，另外一台充当从库，出于机器成本的考虑，淘宝进行了改造，目前淘宝TMHA已经支持一主一从

官网:https://code.google.com/archive/p/mysql-master-ha/

Galera Cluster

Galera Cluster：wsrep(MySQL extended with the Write Set Replication)
通过wsrep协议在全局实现复制；任何一节点都可读写，不需要主从复制，实现多主读写

GR

GR（Group Replication）：MySQL官方提供的组复制技术(MySQL 5.7.17引入的技术)，基于原生复制技术Paxos算法

MHA集群架构

在这里插入图片描述

MHA工作原理

  1. 从宕机崩溃的master保存二进制日志事件（binlog events）
  2. 识别含有最新更新的slave
  3. 应用差异的中继日志（relay log）到其他的slave
  4. 应用从master保存的二进制日志事件（binlog events）
  5. 提升一个slave为新的master
  6. 使其他的slave连接新的master进行复制

Manager工具包

MHA软件由两部分组成，Manager工具包和Node工具包

  • Manager工具; 包主要包括以下几个工具：
    masterha_check_ssh 检查MHA的SSH配置状况
    masterha_check_repl 检查MySQL复制状况
    masterha_manger 启动MHA
    masterha_check_status 检测当前MHA运行状态
    masterha_master_monitor 检测master是否宕机
    masterha_master_switch 故障转移（自动或手动）
    masterha_conf_host 添加或删除配置的server信息
  • Node工具包： 这些工具通常由MHA Manager的脚本触发，无需人为操作,主要包括以下几个工具：
    save_binary_logs 保存和复制master的二进制日志
    apply_diff_relay_logs 识别差异的中继日志事件并将其差异的事件应用于其他的slave
    filter_mysqlbinlog 去除不必要的ROLLBACK事件（MHA已不再使用此工具）
    purge_relay_logs 清除中继日志（不会阻塞SQL线程）

注意：为了尽可能的减少主库硬件损坏宕机造成的数据丢失，因此在配置MHA的同时建议配置成MySQL 5.5的半同步复制

  • 自定义扩展：
    secondary_check_script： 通过多条网络路由检测master的可用性
    master_ip_ailover_script： 更新Application使用的masterip
    shutdown_script： 强制关闭master节点
    report_script： 发送报告
    init_conf_load_script： 加载初始配置参数
    master_ip_online_change_script：更新master节点ip地址
  • 配置文件：
    global配置，为各application提供默认配置
    application配置：为每个主从复制集群

实验：MySQL数据库_MySQL高可用集群实验

Galera Cluster

在这里插入图片描述

Galera Cluster：集成了Galera插件的MySQL集群，是一种新型的，数据不共享的，高度冗余的高可用方案，目前Galera Cluster有两个版本，分别是Percona Xtradb Cluster及MariaDB Cluster，Galera本身是具有多主特性的，即采用multi-master的集群架构，是一个既稳健，又在数据一致性、完整性及高性能方面有出色表现的高可用解决方案

上图图示：三个节点组成了一个集群，与普通的主从架构不同，它们都可以作为主节点，三个节点是对等的，称为multi-master架构，当有客户端要写入或者读取数据时，连接哪个实例都是一样的，读到的数据是相同的，写入某一个节点之后，集群自己会将新数据同步到其它节点上面，这种架构不共享任何数据，是一种高冗余架构

Galera Cluster官方文档：
http://galeracluster.com/documentation-webpages/galera-documentation.pdf
http://galeracluster.com/documentation-webpages/index.html
https://mariadb.com/kb/en/mariadb/getting-started-with-mariadb-galera-cluster/

Galera Cluster特点

  1. 多主架构：真正的多点读写的集群，在任何时候读写数据，都是最新的
  2. 同步复制：集群不同节点之间数据同步，没有延迟，在数据库挂掉之后，数据不会丢失
  3. 并发复制：从节点APPLY数据时，支持并行执行，更好的性能
  4. 故障切换：在出现数据库故障时，因支持多点写入，切换容易
  5. 热插拔：在服务期间，如果数据库挂了，只要监控程序发现的够快，不可服务时间就会非常少。在节点故障期间，节点本身对集群的影响非常小
  6. 自动节点克隆：在新增节点，或者停机维护时，增量数据或者基础数据不需要人工手动备份提供，Galera Cluster会自动拉取在线节点数据，最终集群会变为一致
  7. 对应用透明：集群的维护，对应用程序是透明的
在这里插入图片描述

Galera Cluster工作过程

Galera Cluster包括两个组件

  1. Galera replication library (galera-3)
  2. WSREP：MySQL extended with the Write Set Replication

WSREP复制实现：

PXC：Percona XtraDB Cluster，是Percona对Galera的实现

MariaDB Galera Cluster
参考仓库：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/mariadb/mariadb-5.5.X/yum/centos7-amd64/
注意：都至少需要三个节点，不能安装mariadb-server

实验：MySQL数据库_MySQL高可用集群实验

复制的问题和解决方案：

(1) 数据损坏或丢失
Master： MHA + semi repl
Slave： 重新复制
(2) 混合使用存储引擎
MyISAM：不支持事务
InnoDB： 支持事务
(3) 不唯一的server id
重新复制
(4) 复制延迟
需要额外的监控工具的辅助
一从多主：mariadb10版后支持
多线程复制：对多个数据库复制

TiDb概述

TiDB 是 PingCAP 公司受 Google Spanner / F1 论文启发而设计的开源分布式 HTAP (Hybrid Transactional and Analytical Processing) 数据库，结合了传统的 RDBMS 和NoSQL 的最佳特性。TiDB 兼容 MySQL，支持无限的水平扩展，具备强一致性和高可用性。 tidb和mysql几乎完全兼容

TiDB 是一个分布式 NewSQL 数据库。它支持水平弹性扩展、ACID 事务、标准 SQL、MySQL 语法和 MySQL 协议，具有数据强一致的高可用特性，是一个不仅适合 OLTP 场景还适合 OLAP 场景的混合数据库。

TiDB 的目标是为 OLTP(Online Transactional Processing) 和 OLAP (Online Analytical Processing) 场景提供一站式的解决方案。

TiDB 具备如下核心特点

  1. 高度兼容 MySQL 大多数情况下，无需修改代码即可从 MySQL 轻松迁移至 TiDB，分库分表后的 MySQL 集群亦可通过 TiDB 工具进行实时迁移
  2. 水平弹性扩展 通过简单地增加新节点即可实现 TiDB 的水平扩展，按需扩展吞吐或存储，轻松应对高并发、海量数据场景。
  3. 分布式事务 TiDB 100% 支持标准的 ACID 事务
  4. 真正金融级高可用 相比于传统主从 (M-S) 复制方案，基于 Raft 的多数派选举协议可以提供金融级的 100% 数据强一致性保证，且在不丢失大多数副本的前提下，可以实现故障的自动恢复 (auto-failover)，无需人工介入。
  5. 一站式 HTAP 解决方案 TiDB 作为典型的 OLTP 行存数据库，同时兼具强大的 OLAP 性能，配合 TiSpark，可提供一站式 HTAP解决方案，一份存储同时处理OLTP & OLAP(OLAP、OLTP的介绍和比较 )无需传统繁琐的 ETL 过程。
  6. 云原生 SQL 数据库 TiDB 是为云而设计的数据库，同 Kubernetes （十分钟带你理解Kubernetes核心概念 ）深度耦合，支持公有云、私有云和混合云，使部署、配置和维护变得十分简单。 TiDB 的设计目标是 100% 的 OLTP 场景和 80% 的 OLAP 场景，更复杂的 OLAP 分析可以通过 TiSpark 项目来完成。
  7. TiDB 对业务没有任何侵入性，能优雅的替换传统的数据库中间件、数据库分库分表等 Sharding 方案。同时它也让开发运维人员不用关注数据库 Scale 的细节问题，专注于业务开发，极大的提升研发的生产力.

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