對MySQL架構進行簡要分析

導讀	資料庫是所有應用系統的核心，故保證資料庫穩定、有效率、安全地運作是所有企業日常工作的重中之重。資料庫系統一旦出現問題無法提供服務，就有可能導致整個系統都無法繼續運作。所以，一個成功的資料庫架構在高可用設計方面也是需要充分考慮的。以下就為大家介紹如何建構一個高可用的MySQL資料庫系統。

資料庫是所有應用系統的核心，故確保資料庫穩定、有效率、安全地運作是所有企業日常工作的重中之重。資料庫系統一旦出現問題無法提供服務，就有可能導致整個系統都無法繼續運作。所以，一個成功的資料庫架構在高可用設計方面也是需要充分考慮的。以下就為大家介紹如何建構一個高可用的MySQL資料庫系統。

做過DBA或是維運的同學都應該知道，任何設備或服務，存在單點就會帶來巨大風險，因為這台實體機一旦宕機或服務模組crash，若在短時間內無法找到替換的設備，勢必會影響整個應用系統。因而如何保證不出現單點就是我們的重要工作，使用MySQL高可用方案可以很好地解決這個問題，一般有以下幾種：

一、利用MySQL自身的Replication來實現高可用

MySQL自帶的Replication就是我們常說的主從複製（AB複製），透過對主伺服器做一個從機，在主伺服器宕機的情況下快速地將業務切換到從機上，保證應用的正常使用。利用AB複製做高可用方案也分為幾種不同的架構：

1、常規的MASTER---SLAVE解決方案

#普通的MASTER---SLAVE是目前國內外大多數中小型公司最常用的一種架構方案，主要的好處是簡單、使用設備較少（成本較低）、維護方便。這種架構能解決單點的問題，而且還能大幅解決系統的效能問題。在一個MASTER後面可以帶一個或多個的SLAVE（主從級聯複製），不過這種架構要求一個MASTER必須能夠滿足系統所有的寫入請求，不然就需要做水平拆分分擔讀的壓力。

# 圖一

# 圖二
圖一到圖二展示的是：解決單點問題和利用讀寫分離達到提升效能的過程。

2、DUAL MASTER與級聯複製結合
# 雙臂多從是在上面的方案中衍生而來的一種更合理的方案。這個方案的好處是：當兩個主伺服器中任何一個掛掉時，整個架構都不用做大的調整。

# 圖三

# 圖四

# 圖五

這個過程如上圖所示。但圖五這種情況比較特殊，也就是MASTER-B宕機的話怎麼辦呢？首先可以確定的是我們的所有Write請求都不會受到任何影響，而且所有的Read請求也都能夠正常存取；但所有Slave的複製都會中斷，Slave上面的資料會開始出現滯後的現象。這時候我們需要做的就是將所有的Slave進行CHANGE MASTER TO操作，改為從Master A進行複製。由於所有Slave的複製都不可能超前最初的資料來源，所以可以根據Slave上面的Relay Log中的時間戳資訊與Master A中的時間戳記資訊進行對照，來找到準確的複製起始點，從而避免造成數據的丟失。

二、利用MYSQL CLUSTER實現整體的高可用

就目前而言，利用MYSQL CLUSTER實現整體的高可用（即NDB CLUSTER）的方案在國內的公司並沒有很普及。 NDB CLUSTER節點其實就是一個多節點的MySQL伺服器，但不包含數據，所以任何機器只要安裝了就可以使用。當叢集中某一個sql節點crash之後，因為節點不存具體的數據，所以資料不會遺失。如圖六：

圖六

三、透過MySQL的衍生產品實現高可用

在目前MySQL實現高可用的衍生產品中，知名度的和普及度比較高的是GALERA CLUSTER和PERCONA XTRDB CLUSTER（PXC）。相關的內容本文暫不展開講述，有興趣的同學可以查閱相關資料進一步了解。這兩種集群的實作方式都是類似的，如圖七、圖八：

圖七

# 圖八

四、各種高可用方案的優缺點比較

在前面各種高可用設計方案的介紹中讀者們可能已經發現，不管是哪一種方案，都存在自己獨特的優勢，但也都或多或少存在一些限制。這一節將針對上面的幾個主要方案做一個利弊分析，以供大家選擇過程中參考。

1、MySQL Replication

優勢：部署簡單，實施方便，維護也不複雜，是MySQL天生就支援的功能。且主機之間切換方便，透過第三方軟體或自行編寫的腳本即可自動完成主備切換。

劣勢：如果Master主機硬體故障且無法恢復，則可能造成部分未傳送到Slave端的資料遺失。

2、MySQL Cluster （NDB）

#優勢：可用性非常高，效能非常好。每份資料至少在不同主機上面存在一份拷貝，且冗餘資料拷貝即時同步。

劣勢：維護較為複雜，產品較新，有部分bug，目前不一定適用於比較核心的線上系統。

3、GALERA CLUSTER與PERCONA XTRDB CLUSTER（PXC）

優點：可靠性非常高，所有節點可以同時讀寫每一份數據，至少在不同主機上面存在一份拷貝，且冗餘數據拷貝即時同步。

劣勢：隨著集群的規模擴大，效能會越來越差。

4、不得不提的DRBD磁碟網路映像方案

#從架構上來說，它有點類似Replication，只是它是透過第三方的軟體實現資料同步的過程，可靠性比Replication更高，但也犧牲了效能。
優點：軟體功能強大，資料在底層區塊裝置層級跨實體主機鏡像，且可依效能和可靠性要求配置不同等級的同步。 IO操作保持順序，可滿足資料庫對資料一致性的嚴格要求。

劣勢：非分散式檔案系統環境無法支援鏡像資料同時可見，即效能和可靠性兩者相互矛盾，無法適用於對二者要求都比較苛刻的環境。維護成本高於MySQL Replication。

說完了各種常用架構的優缺點後，剩下的就是如何選擇合適的架構在現實的生產環境中所使用的問題。在這方面每個人都有自己的想法和經驗，具體哪個方案是最優的就見仁見智了。在日常的工作中架構的完善並不是一蹴而就，而是不斷演變優化完善的過程。

個推在資料庫方面也經歷了從單點到主從再到主從高可用的過程，同時也經歷了從單一的MySQL redis到MySQL redis es，最後到現在MySQL redis es codis等等的演變。每一次的演變都是為了解決生產環境下的實際問題和痛點。單從MySQL來說任何一個架構都無法解決所有的問題（痛點），都需要根據實際的情況選擇適合架構。 MySQL叢集實現的方案非常靈活多變，對於MySQL工作者來說如何選擇一個合適的架構也是一種挑戰，同時也是我們不斷鑽研、學習MySQL的動力。

以上是對MySQL架構進行簡要分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！