MySQL高可用之MHA—其它高可用解决方案和问题

      在上一篇的MHA介绍中提及过其它一些MySQL的高可用解决方案，只是略微介绍了以下，在这里详细的介绍。

MySQL复制是异步或者半同步的。当master故障时，一些slave可能并没有收到最新的relay log，也就意味着每个slave可能处于不同的状态。手动处理这些一致性问题是小事，因为不修复这些问题，就不能开始复制。但是手动修复这些问题，花费一个小时或更多的时间并不少见。

一主一从

如果架构是一主一从，就不会出现一部分slave的状态落后于最新的slave的问题。当master出现故障，可以将应用的流量全部发送给新的master（原来的slave）。故障切换很容易解决。但是会有下面的问题。

首先，不能扩展读流量。在很多情况下，可能会运行一些重要的操作，比如备份、分析查询、批量处理。这可能会导致slave的性能问题。如果只要一个slave，当这个slave出现故障后，master必须处理所有这些流量。

其次，可用性问题。如果master出现故障，只剩下一台服务（原来的slave成为主），就成为了单点故障问题。为了创建一个新的slave，需要在线备份，然后存储到新的slave上并立即启动slave。但是这些操作通常会花费数小时（甚至是不止一天才能完成复制）。在一些重要的应用上，可能忍受不了数据库这么长时间有单点故障问题。并且，在线备份会大大增加master的I/O负载，因此在高峰期进行备份是很危险的。

双主多从

双主多从也是常见的架构。如果当前的master出现故障，备用的master就会变为新master。大很多场景下，备用的master都配置为只读。

但这不总是作为master故障切换解决方案运行的。当目前的master出现故障，余下的slave可能没有接收到全部的relay log，因此在slave之间解决一致性问题仍需要其它解决方案。

如果不能忍受一致性问题并且还想立即启动服务。只需要将备用的master作为新的master，并且抛弃剩余的slave。之后再从这个新的master做线上备份创建新的slave。但是这个方法和前面提到的一主一从的发法有同样的问题。剩余的slave不能进行读扩展和进行冗余的目的。

另外，使用双主（一个只读）并且每个master都至少有一个从也是可能的。

至少一个从可以进行复制，如果目前的master出现故障。但是事实上，很多使用者都不会采用这种架构，因为最大的缺点是复杂性。在这种架构中使用了三层复制。管理三层复制并不容易。例如，如果备用master出现故障，备用master的slave就无法继续进行复制。很多情况下，必须重新配置备用master和它的slave。重要的是，在这种架构中，必须要使用至少4台服务器。

心跳+DRBD

使用心跳（Heartbeat）+DRBD+MySQL是非常常见的HA解决方案。但是这个解决方案有一些严重的问题。

第一个问题是开销，特别是想运行大量MySQL复制环境的时候。心跳+DRBD是主用/备用解决方案，因此需要一个不处理任何应用流量的被动（standby）master。被动服务器不能被用来进行读扩展。通常，你至少需要4台MySQL服务，一个主动(active)master，一个被动(passive)master，两个slave。

第二个问题是停机。因为心跳+Heartbeat是active/standby集群，因此如果active server出现故障，故障恢复会发生在passive server上。这可能需要花费很长的时间，特别是没有用InnoDB插件。即使使用了InnoDB插件，只花费几分钟在passive server开始接收访问连接的情况并不常见。除了故障恢复时间，在故障恢复后，热身（warm-up）（填充数据到缓冲池）也要花费时间，因为在passive上，数据库/文件系统缓存是空的。在实际中，需要一个或更多额外的slave来处理足够的读流量。在warm-up期间，由于还粗是空的，因此写性能会显著下降。

第三个问题是写性能下降或一致性问题。为了保证active/passive高可用集群运行，在每次commit必须把事务日志(二进制日志和InnoDB日志)刷新到磁盘，因此必须设置innodb-flush-log-at-trx-cmmit=1和sync-binlog=1。但是sync-binlog=1会降低写性能，因为在当前的MySQL版本fsync()是连续的（如果sync-binlog是1，组提交就会打破）。大多数情况下，不会设置sync-binlog=1。但是如果sync-binlog=1没有设置，当active master故障，新的master（之前的passive server）可能会丢失已经被发送到slave上的二进制日志事件。假如，master出现故障，并且slave A接收到mysql-bin.00123的1500位置。如果binlog数据近刷新到1000位置到磁盘，新的master仅只有mysql-bin.00123到1000位置并且创建新的二进制文件mysql-bin.00124。如果出现这种情况，由于新的master没有mysql-bin.00123的1500位置，slave A就不能进行复制了。

第四个问题是复杂性。对于很多用户来说，安装/配置心跳和DRBD是不简单的。在很多部署环境，配置DRBD经常需要重建系统分区，这在很多情况下是不容易的。另外，也需要在DRBD和Linux内核层有足够的经验。如果执行了一个错误的命令（比如在passive节点执行了drbd –overwrite-data-of-peer）非常容易损坏生产数据。当使用DRBD，一旦出现磁盘I/O层的问题，对于大多数DBA来说，解决这个问题是很难的。

MySQL集群

    MySQL集群真正实现了高可用解决方案，但是必须使用NDB存储引擎。大多数情况下都是使用InnoDB，因此无法使用MySQL集群的优势。

半同步复制

半同步复制大大降低了”binlog仅存在故障master上”的风险。这对避免数据的丢失有很大的帮助。但是半同步复制并没有解决一致性问题。半同步复制保证在master提交时至少有一个（并不是所有）slave接收到binlog事件。仍有可能一些slave没有接收到binlog事件。如果没有将最新的slave上的relay log应用到非最新的slave上，slave就无法处于一致性状态。

MHA解决了一致性问题，因此通过将半同步复制和MHA一起使用，几乎没有数据丢失和slave保持一直就能实现。

全局事务ID（GTID）

全局事务ID的目的和MHA想要实现的是基本相同的，但是全局事务ID包括的更多。MHA只能支持两层复制，但是全局事务ID可以支持很多层复制的环境，因此即使第二层复制故障了，仍然可以恢复三层复制。

从MySQL5.6开始就开始支持GTID了。Oracle的官方工具mysqlfailover支持带GTID的master故障切换。从MHA的0.56版本开始，也支持基于GTID的故障切换。MHA会自动检测mysqld是否在GTID运行，如果GTID开启，MHA就实现带GTID的故障切换，如果没有启用，MHA就使用基于relay log的故障切换。

 

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