可選MySQL高可用方案

　　MySQL的各種高可用方案，大多是基于以下幾種基礎來部署的：

　　基于主從復制;

　　基于Galera協議;

　　基于NDB引擎;

　　基于中間件/proxy;

　　基于共享存儲;

　　基于主機高可用;

　　在這些可選項中，最常見的就是基于主從復制的方案，其次是基于Galera的方案，我們重點說說這兩種方案。其余幾種方案在生產上用的并不多，我們只簡單說下。

　　基于主從復制的高可用方案

　　雙節點主從 + keepalived/heartbeat

　　一般來說，中小型規模的時候，采用這種架構是最省事的。

　　兩個節點可以采用簡單的一主一從模式，或者雙主模式，并且放置于同一個VLAN中，在master節點發生故障后，利用keepalived/heartbeat的高可用機制實現快速切換到slave節點。

　　在這個方案里，有幾個需要注意的地方：

　　采用keepalived作為高可用方案時，兩個節點***都設置成BACKUP模式，避免因為意外情況下(比如腦裂)相互搶占導致往兩個節點寫入相同數據而引發沖突;

　　把兩個節點的auto_increment_increment(自增起始值)和auto_increment_offset(自增步長)設成不同值。其目的是為了避免master節點意外宕機時，可能會有部分binlog未能及時復制到slave上被應用，從而會導致slave新寫入數據的自增值和原先master上沖突了，因此一開始就使其錯開;當然了，如果有合適的容錯機制能解決主從自增ID沖突的話，也可以不這么做;

　　slave節點服務器配置不要太差，否則更容易導致復制延遲。作為熱備節點的slave服務器，硬件配置不能低于master節點;

　　如果對延遲問題很敏感的話，可考慮使用MariaDB分支版本，或者直接上線MySQL 5.7***版本，利用多線程復制的方式可以很大程度降低復制延遲;

　　對復制延遲特別敏感的另一個備選方案，是采用semi sync replication(就是所謂的半同步復制)或者后面會提到的PXC方案，基本上無延遲，不過事務并發性能會有不小程度的損失，需要綜合評估再決定;

　　keepalived的檢測機制需要適當完善，不能僅僅只是檢查mysqld進程是否存活，或者MySQL服務端口是否可通，還應該進一步做數據寫入或者運算的探測，判斷響應時間，如果超過設定的閾值，就可以啟動切換機制;

　　keepalived最終確定進行切換時，還需要判斷slave的延遲程度。需要事先定好規則，以便決定在延遲情況下，采取直接切換或等待何種策略。直接切換可能因為復制延遲有些數據無法查詢到而重復寫入;

　　keepalived或heartbeat自身都無法解決腦裂的問題，因此在進行服務異常判斷時，可以調整判斷腳本，通過對第三方節點補充檢測來決定是否進行切換，可降低腦裂問題產生的風險。

　　雙節點主從+keepalived/heartbeat方案架構示意圖見下：

　　

 

　　圖解：MySQL雙節點(單向/雙向主從復制)，采用keepalived實現高可用架構。

　　多節點主從+MHA/MMM

　　多節點主從，可以采用一主多從，或者雙主多從的模式。

　　這種模式下，可以采用MHA或MMM來管理整個集群，目前MHA應用的最多，優先推薦MHA，***的MHA也已支持MySQL 5.6的GTID模式了，是個好消息。

　　MHA的優勢很明顯：

　　開源，用Perl開發，代碼結構清晰，二次開發容易;

　　方案成熟，故障切換時，MHA會做到較嚴格的判斷，盡量減少數據丟失，保證數據一致性;

　　提供一個通用框架，可根據自己的情況做自定義開發，尤其是判斷和切換操作步驟;

　　支持binlog server，可提高binlog傳送效率，進一步減少數據丟失風險。

　　不過MHA也有些限制：

　　需要在各個節點間打通ssh信任，這對某些公司安全制度來說是個挑戰，因為如果某個節點被黑客攻破的話，其他節點也會跟著遭殃;

　　自帶提供的腳本還需要進一步補充完善，當然了，一般的使用還是夠用的。

　　多節點主從+etcd/zookeeper

　　在大規模節點環境下，采用keepalived或者MHA作為MySQL的高可用管理還是有些復雜或麻煩。

　　首先，這么多節點如果沒有采用配置服務來管理，必然雜亂無章，線上切換時很容易誤操作。

　　在較大規模環境下，建議采用etcd/zookeeper管理集群，可實現快速檢測切換，以及便捷的節點管理。

　　基于Galera協議的高可用方案

　　Galera是Codership提供的多主數據同步復制機制，可以實現多個節點間的數據同步復制以及讀寫，并且可保障數據庫的服務高可用及數據一致性。

　　基于Galera的高可用方案主要有MariaDB Galera Cluster和Percona XtraDB Cluster(簡稱PXC)，目前PXC用的會比較多一些。

　　PXC的架構示意圖見下：

　　

 

　　(圖片源自網絡)，圖解：在底層采用wsrep接口實現數據在多節點間的同步復制。

　　

 

　　(圖片源自網絡)，圖解：在PXC中，一次數據寫入在各個節點間的驗證/回滾流程。

　　PXC的優點

　　服務高可用;

　　數據同步復制(并發復制)，幾乎無延遲;

　　多個可同時讀寫節點，可實現寫擴展，不過***事先進行分庫分表，讓各個節點分別寫不同的表或者庫，避免讓galera解決數據沖突;

　　新節點可以自動部署，部署操作簡單;

　　數據嚴格一致性，尤其適合電商類應用;

　　完全兼容MySQL;

　　雖然有這么多好處，但也有些局限性：

　　只支持InnoDB引擎;

　　所有表都要有主鍵;

　　不支持LOCK TABLE等顯式鎖操作;

　　鎖沖突、死鎖問題相對更多;

　　不支持XA;

　　集群吞吐量/性能取決于短板;

　　新加入節點采用SST時代價高;

　　存在寫擴大問題;

　　如果并發事務量很大的話，建議采用InfiniBand網絡，降低網絡延遲;

　　事實上，采用PXC的主要目的是解決數據的一致性問題，高可用是順帶實現的。因為PXC存在寫擴大以及短板效應，并發效率會有較大損失，類似semi sync replication機制。

　　其他高可用方案

　　基于NDB Cluster，由于NDB目前仍有不少缺陷和限制，不建議在生產環境上使用;

　　基于共享存儲，一方面需要不太差的存儲設備，另外共享存儲可也會成為新的單點，除非采用基于高速網絡的分布式存儲，類似RDS的應用場景，架構方案就更復雜了，成本也可能更高;

　　基于中間件(Proxy)，現在可靠的Proxy選擇并不多，而且沒有通用的Proxy，都有有所針對，比如有的專注解決讀寫分離，有的專注分庫分表等等，真正好用的Proxy一般要自行開發;

　　基于主機高可用，是指采用類似RHCS構建一個高可用集群后，再部署MySQL應用的方案。老實說，我沒實際用過，但從側面了解到這種方案生產上用的并不多，可能也有些局限性所致吧;

　　以DBA們的聰明才智，肯定還有其他我不知道的方案，也歡迎同行們間多多交流。