1.前言

mysql作為應用程序的數據存儲服務，要實現mysql數據庫的高可用。必然要使用的技術就是數據庫的復制，如果主節點出現故障可以手動的切換應用到從節點，這點相信運維同學都是知道，并且可以實現的。但是這種情況只是手動的切換，對可用性有要求的業務需要分別實現主庫和從庫的高可用，保障在數據庫出現down機的情況下，可以自動實現數據庫的故障轉移，保障應用的可用性和用戶體驗。

本文將會對一些常用的數據庫高可用方案進行介紹，根據你不同的場景，選擇合適的高可用方案即可。

2.MMM高可用方案

2.1.Mysql-MMM介紹

MMM(Master-Master replication managerfor Mysql，Mysql主主復制管理器)是一套靈活的腳本程序，基于perl實現，用來對mysql replication進行監控和故障遷移，并能管理mysql Master-Master復制的配置(同一時間只有一個節點是可寫的)。

2.2.組件

mmm_mond：監控進程，負責所有的監控工作，決定和處理所有節點角色活動。此腳本需要在監管機上運行。

mmm_agentd：運行在每個mysql服務器上的代理進程，完成監控的探針工作和執行簡單的遠端服務設置。此腳本需要在被監管機上運行。

mmm_control：一個簡單的腳本，提供管理mmm_mond進程的命令。

mysql-mmm的監管端會提供多個虛擬IP(VIP)，包括一個可寫VIP，多個可讀VIP，通過監管的管理，這些IP會綁定在可用mysql之上，當某一臺mysql宕機時，監管會將VIP遷移至其他mysql。

在整個監管過程中，需要在mysql中添加相關授權用戶，以便讓mysql可以支持監理機的維護。授權的用戶包括一個mmm_monitor用戶和一個mmm_agent用戶，如果想使用mmm的備份工具則還要添加一個mmm_tools用戶。

2.3.架構圖

正常工作時：

 

主節點故障時：

 

2.4.MMM優點

(1)高可用性，擴展性好，出現故障自動轉移，對于主主同步，在同一時間只提供一臺數據庫寫操作，保證數據的一致性。

(2)配置簡單，容易操作。

2.5.MMM缺點

(1)需要一臺備份服務器，浪費資源

(2)需要多個虛擬IP

(3)agent可能意外終止，引起裂腦。

3.MHA介紹

MHA(Master High Availability)目前在MySQL高可用方面是一個相對成熟的解決方案，它由日本DeNA公司youshimaton(現就職于Facebook公司)開發，是一套優秀的作為MySQL高可用性環境下故障切換和主從提升的高可用軟件。在MySQL故障切換過程中，MHA能做到在0~30秒之內自動完成數據庫的故障切換操作，并且在進行故障切換的過程中，MHA能在最大程度上保證數據的一致性，以達到真正意義上的高可用。

3.1.MHA架構介紹

該軟件由兩部分組成：MHA Manager(管理節點)和MHA Node(數據節點)。MHA Manager可以單獨部署在一臺獨立的機器上管理多個master-slave集群，也可以部署在一臺slave節點上。MHA Node運行在每臺MySQL服務器上，MHA Manager會定時探測集群中的master節點，當master出現故障時，它可以自動將最新數據的slave提升為新的master，然后將所有其他的slave重新指向新的master。整個故障轉移過程對應用程序完全透明。

在MHA自動故障切換過程中，MHA試圖從宕機的主服務器上保存二進制日志，最大程度的保證數據的不丟失(配合mysql半同步復制效果更佳)，但這并不總是可行的。例如，如果主服務器硬件故障或無法通過ssh訪問，MHA沒法保存二進制日志，只進行故障轉移而丟失了最新的數據。使用MySQL 5.5的半同步復制，可以大大降低數據丟失的風險。MHA可以與半同步復制結合起來。如果只有一個slave已經收到了最新的二進制日志，MHA可以將最新的二進制日志應用于其他所有的slave服務器上，因此可以保證所有節點的數據一致性。

注意：目前MHA主要支持一主多從的架構，要搭建MHA,要求一個復制集群中必須最少有三臺數據庫服務器，一主二從，即一臺充當master，一臺充當備用master，另外一臺充當從庫，因為至少需要三臺服務器，出于機器成本的考慮，淘寶也在該基礎上進行了改造，目前淘寶TMHA已經支持一主一從。

3.2.MHA架構圖

正常工作時架構圖：

 

主庫down機時架構：

 

3.3.故障轉移過程

(1)從宕機崩潰的master保存二進制日志事件(binlog events);

(2)識別含有最新更新的slave;

(3)應用差異的中繼日志(relay log)到其他的slave;

(4)應用從master保存的二進制日志事件(binlog events);

(5)提升一個slave為新的master;

(6)使其他的slave連接新的master進行復制;

(7)在新的master啟動vip地址，保證前端請求可以發送到新的master。

3.4.MHA優點

(1)不需要備份服務器

(2)不改變現有環境

(3)操作非常簡單

(4)可以進行日志的差異修復

(5)可以將任意slave提升為master

3.5.MHA缺點

(1)需要全部節點做ssh秘鑰

(2)MHA出現故障后配置文件會被修改，如果再次故障轉移需要重新修改配置文件。

(3)自帶的腳本還需要進一步補充完善，且用perl開發，二次開發困難。

4.DRBD+(heartbeat,corosync)

4.1.方案簡介

本方案采用Heartbeat或者corosync雙機熱備軟件來保證數據庫的高穩定性和連續性，數據的一致性由DRBD這個工具來保證(如果可以盡量放到分布式存儲上面)。默認情況下只有一臺mysql在工作，當主mysql服務器出現問題后，系統將自動切換到備機上繼續提供服務，當主數據庫修復完畢，又將服務切回繼續由主mysql提供服務。

4.2.組件

Heartbeat,corosync作為心跳檢測機制，監控primary節點的狀態。當主節點宕掉之后，迅速提升secondary節點為新的主節點，并切換IP;

drbd負責數據同步

4.3.架構圖

 

4.4.數據同步過程

mysql進行刷盤時，會通過不同的sync方式，最終將數據寫入disk;

drbd收到刷盤成功的信息后，將對應的磁盤塊位置，和變更動作，通過網絡傳遞至secondary節點;

secondary的drbd接收到變更信息后，將這些信息落盤;

4.5.切換過程

前提：secondary節點的mysql服務不啟動;

heartbeat檢測到primary的mysql服務停止，則摘掉IP、umount掉數據盤、將primary切換為secondary;

在原來的secondary上，提升drbd同步為primary，掛載數據盤，啟動mysql服務、綁定IP;

從庫跟著IP和端口自動進行遷移;

4.6.方案優點

(1)歷史悠久、安全性高、穩定性高、可用性高、出現故障自動切換。

(2)數據一致性強

4.7.方案缺點

(1)需要一臺備份服務器，浪費資源

(2)不方便擴展

(3)無論drbd還是headbetart，corosync都可能發生裂腦

5.Mysql route介紹

5.1.什么是mysql route

MySQL Router是處于應用client和dbserver之間的輕量級代理程序，它能檢測，分析和轉發查詢到后端數據庫實例，并把結果返回給client。是mysql-proxy的一個替代品。其架構圖和功能如下。

 

(1)Router實現讀寫分離，程序不是直接連接數據庫IP，而是固定連接到mysql router。MySQL Router對前端應用是透明的。應用程序把MySQL Router當作是普通的mysql實例，把查詢發給MySQL Router,而MySQL Router會把查詢結果返回給前端的應用程序。

(2)從數據庫服務器故障，業務可以正常運行。由MySQL Router來進行自動下線不可用服務器。程序配置不需要任何修改。

(3)主數據庫故障，由MySQL Router來決定主從自動切換，業務可以正常訪問。程序配置不需要做任何修改。

5.2.讀寫分離原理

MySQL Router接受前端應用程序請求后，根據不同的端口來區分讀寫，把連接讀寫端口的所有查詢發往主庫，把連接只讀端口的select查詢以輪詢方式發往多個從庫，從而實現讀寫分離的目的。讀寫返回的結果會交給MySQL Router,由MySQL Router返回給客戶端的應用程序。

5.3.Mysql router用途

MySQL Router的主要用途是讀寫分離，主主故障自動切換，負載均衡，連接池等。

5.4.Mysql router主主故障自動切換的坑

Mysql router主主故障切換功能經過測試沒有問題，但是有一個比較大的坑需要注意，主庫發生切換之后，從庫的連接的master服務器地址不會發生改變，需要自己寫腳本進行判斷。

5.5.優點

(1)基于DAL層實現mysql的高可用。

(2)可以同時實現主主故障切換和讀寫分離。

(3)插件式架構允許用戶進行額外的功能擴展。

5.6.缺點

(1)高可用功能需要進一步完善：存在主庫切換之后，從庫不會自動切換主庫地址的坑。

(2)讀寫情況使用不同端口，需要修改應用程序。

6.mysql Cluster

國內用的非常少，主要因為一下三點：

(1)需要更改存儲引擎

(2)付費

(3)國內幾乎沒有使用案例

優點：

高可用，可用率達99.999%

6.1.結束語

上面的高可用方案，只是我自己比較熟悉的，而且也是應用比較多的。mysql畢竟發展了有20多年了，各種高可用方案還是很多的，其他的高可用方案各位鑰匙有興趣，可以自己研究。