mysql高可用方案MHA介紹

概述

MHA是一位日本MySQL大牛用Perl寫(xiě)的一套MySQL故障切換方案，來(lái)保證數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的高可用.在宕機(jī)的時(shí)間內(nèi)（通常10—30秒內(nèi)），完成故障切換，部署MHA，可避免主從一致性問(wèn)題，節(jié)約購(gòu)買(mǎi)新服務(wù)器的費(fèi)用，不影響服務(wù)器性能，易安裝，不改變現(xiàn)有部署。

   還支持在線(xiàn)切換，從當(dāng)前運(yùn)行master切換到一個(gè)新的master上面，只需要很短的時(shí)間（0.5-2秒內(nèi)），此時(shí)僅僅阻塞寫(xiě)操作，并不影響讀操作，便于主機(jī)硬件維護(hù)。

在有高可用，數(shù)據(jù)一致性要求的系統(tǒng)上，MHA 提供了有用的功能，幾乎無(wú)間斷的滿(mǎn)足維護(hù)需要。

 優(yōu)點(diǎn)

1        master自動(dòng)監(jiān)控和故障轉(zhuǎn)移

  在當(dāng)前已存在的主從復(fù)制環(huán)境中，MHA可以監(jiān)控master主機(jī)故障，并且故障自動(dòng)轉(zhuǎn)移。

即使有一些slave沒(méi)有接受新的relay log events，MHA也會(huì)從最新的slave自動(dòng)識(shí)別差異的relay log events，并apply差異的event到其他slaves。因此所有的slave都是一致的。MHA秒級(jí)別故障轉(zhuǎn)移（9-12秒監(jiān)測(cè)到主機(jī)故障，任選7秒鐘關(guān)閉電源主機(jī)避免腦裂，接下來(lái)apply差異relay logs，注冊(cè)到新的master，通常需要時(shí)間10-30秒即total downtime）。另外，在配置文件里可以配置一個(gè)slave優(yōu)先成為master。因?yàn)镸HA修復(fù)了slave之間的一致性，dba就不用去處理一致性問(wèn)題。

     當(dāng)遷移新的master之后，并行恢復(fù)其他slave。即使有成千上萬(wàn)的slave,也不會(huì)影響恢復(fù)master時(shí)間，slave也很快完成。

      DeNA公司在150+主從環(huán)境中用MHA。當(dāng)其中一個(gè)master崩潰，MHA4秒完成故障轉(zhuǎn)移，這是主動(dòng)/被動(dòng)集群解決方案無(wú)法完成的。

2        互動(dòng)(手動(dòng))master故障轉(zhuǎn)移

 MHA可以用來(lái)只做故障轉(zhuǎn)移，而不監(jiān)測(cè)master，MHA只作為故障轉(zhuǎn)移的交互。

3        非交互式故障轉(zhuǎn)移

 非交互式的故障轉(zhuǎn)移也提供（不監(jiān)控master，自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移）。這個(gè)特性很有用，特別是你已經(jīng)安裝了其他軟件監(jiān)控master。比如，用Pacemaker(Heartbeat)監(jiān)測(cè)master故障和vip接管，用MHA故障轉(zhuǎn)移和slave提升。

4        在線(xiàn)切換master到不同主機(jī)

 在很多情況下，有必要將master轉(zhuǎn)移到其他主機(jī)上（如替換raid控制器，提升master機(jī)器硬件等等）。這并不是master崩潰，但是計(jì)劃維護(hù)必須去做。計(jì)劃維護(hù)導(dǎo)致downtime，必須盡可能快的恢復(fù)?？焖俚膍aster切換和優(yōu)雅的阻塞寫(xiě)操作是必需的，MHA提供了這種方式。優(yōu)雅的master切換， 0.5-2秒內(nèi)阻塞寫(xiě)操作。在很多情況下0.5-2秒的downtime是可以接受的，并且即使不在計(jì)劃維護(hù)窗口。這意味著當(dāng)需要更換更快機(jī)器，升級(jí)高版本時(shí)，dba可以很容易采取動(dòng)作。

5        master crash不會(huì)導(dǎo)致主從數(shù)據(jù)不一致性

    當(dāng)master crash后，MHA自動(dòng)識(shí)別slave間relay logevents的不同，然后應(yīng)用與不同的slave，最終所有slave都同步。結(jié)合通過(guò)半同步一起使用，幾乎沒(méi)有任何數(shù)據(jù)丟失。

其他高可用方案

6        MHA部署不影響當(dāng)前環(huán)境設(shè)置

MHA最重要的一個(gè)設(shè)計(jì)理念就是盡可能使用簡(jiǎn)單。使用與5.0+以上主從環(huán)境，其他HA方案需要改變mysql部署設(shè)置，MHA不會(huì)讓dba做這些部署配置，同步和半同步環(huán)境都可以用。啟動(dòng)/停止/升級(jí)/降級(jí)/安裝/卸載 MHA都不用改變mysql主從（如啟動(dòng)/停止）。

當(dāng)你需要升級(jí)MHA到新版本時(shí)，不需要停止mysql，僅僅更新HMA版本，然后重新啟動(dòng)MHAmanger即可。

   MHA 支持包含5.0/5/1/5.5(應(yīng)該也支持5.6，翻譯文檔時(shí)MHA開(kāi)發(fā)者沒(méi)更新對(duì)于5.6版本)。有些HA方案要求特定的mysql版本（如mysqlcluster，mysql with global transaction id 等）,而且你可能不想僅僅為了MasterHA而遷移應(yīng)用。很多情況下，公司已經(jīng)部署了許多傳統(tǒng)的mysql應(yīng)用，開(kāi)發(fā)或dba不想花太多時(shí)間遷移到不同的存儲(chǔ)引擎或新的特性（newer bleeding edge distributions 不知道這個(gè)是否該這么翻譯）。

7        不增加服務(wù)器費(fèi)用

MHA 包含MHA Manager和MHA node。MHA node運(yùn)行在每臺(tái)mysql服務(wù)器上，Manager可以單獨(dú)部署一臺(tái)機(jī)器，監(jiān)控100+以上master，總服務(wù)器數(shù)量不會(huì)有太大增加。需要注意的是Manager也可以運(yùn)行在slaves中的一臺(tái)機(jī)器上。

8        性能無(wú)影響

當(dāng)監(jiān)控master，MHA只是幾秒鐘（默認(rèn)3秒）發(fā)送ping包，不發(fā)送大的查詢(xún)。主從復(fù)制性能不受影響

9        適用任何存儲(chǔ)引擎

Mysql不僅僅適用于事務(wù)安全的innodb引擎，在主從中適用的引擎，MHA都可以適用。即使用遺留環(huán)境的mysiam引擎，不進(jìn)行遷移，也可以用MHA。

 與其他HA方案比較

Doing everything manually

Mysql replication 是同步或半同步。當(dāng)master崩潰時(shí)，很有可能一些slave還沒(méi)有接受最新的relay log events，這意味著每一個(gè)slave都相互處在不同的狀態(tài)。人為修復(fù)一致性問(wèn)題顯得不再平凡。沒(méi)有一致性問(wèn)題，主從也可能不會(huì)啟動(dòng)（如duplicate key error）。花費(fèi)1個(gè)多小時(shí)重新啟動(dòng)主從復(fù)制顯得不同尋常。

Single master and single slave

在單一主從情況下，一些slave 落后與其他slave的情況將不會(huì)發(fā)生。其中一個(gè)master崩潰，可以輕松的讓?xiě)?yīng)用轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的master上面，提供對(duì)外服務(wù)，故障遷移很簡(jiǎn)單。

Master, one candidate master, and multiple slaves雙主多從

雙主多從的架構(gòu)也很常見(jiàn)。主master掛掉，備用master將接替主master提供服務(wù)。某些情況配置為多主架構(gòu)。

M(RW)-----M2(R)                      M(RW), promoted from M2

       |                                          |

  +----+----+          --(master crash)-->   +-x--+--x-+

 S(R)     S2(R)                             S(?)      S(?)

                                          (Fromwhich position should S restart replication?)

但是這并不作為master故障轉(zhuǎn)移方案。當(dāng)前master掛掉，剩余slave不一定接受全部relay log events，修復(fù)數(shù)據(jù)一致性還是問(wèn)題。

這種架構(gòu)使用廣泛，但是不是所有人都能深刻理解上述問(wèn)題。當(dāng)前master掛掉，slave變得不統(tǒng)一或者slave不能從新的master復(fù)制數(shù)據(jù)。

也許雙master，其中一個(gè)master只讀，每個(gè)master都至少有一個(gè)slave也許可能解決問(wèn)題。

         M(RW)--M2(R)

          |      |

        S(R)   S2(R)

Pacemaker + DRBD

Pecemaker(Heartbeat)+DRBD+Mysql是一個(gè)通用方案。但是這個(gè)方案也有以下問(wèn)題

1 費(fèi)用問(wèn)題，特別是跑大量主從環(huán)境。Pecemaker+DRBD是主動(dòng)/被動(dòng)的解決方案，因此需要一臺(tái)被動(dòng)服務(wù)器對(duì)外不提供任何應(yīng)用服務(wù)?；镜男枰呐_(tái)mysql服務(wù)器，one active master，one passive master，two slaves。

2 宕機(jī)時(shí)間(downtime)。Pacemaker+DRBD是主備集群，主master掛掉，備用master啟用。這可能花費(fèi)長(zhǎng)的時(shí)間，特別是沒(méi)有用innodb plugin。即使用innodb plugin，花費(fèi)幾分鐘開(kāi)始在備用master上接受連接也不尋常。另外，因?yàn)閭溆胢aster上數(shù)據(jù)/文件緩存是空的，恢復(fù)時(shí)間，熱身(填充數(shù)據(jù)到data buffer pool)花費(fèi)不可忽視的時(shí)間。實(shí)踐中，需要一臺(tái)或更多slave提供足夠的讀服務(wù)。在熱身時(shí)間內(nèi)，空緩存導(dǎo)致寫(xiě)性能降低

3 寫(xiě)問(wèn)題下降或一致性問(wèn)題。為了讓主動(dòng)/被動(dòng)集群真正的工作，每次提交(commit)后，必須刷新事務(wù)日志(binary log和innodb log)，也就是必須設(shè)置innodb-flush-log-at-trx-commit=1,sync-binlog=1。設(shè)置sync-binlog=1會(huì)降低寫(xiě)性能，因?yàn)閒sync()函數(shù)被序列化(sync-binlog=1，group commit失效)。大部分案例中，不設(shè)置sync-binlog=1.如果沒(méi)有設(shè)置sync-binlog=1，活動(dòng)master crash，新的master(先前被動(dòng)服務(wù)器)可能會(huì)丟失一些已經(jīng)發(fā)送到slave的binary log events。假如 master 掛掉，slave A接受到mysqld-bin.000123,位置1500。binlog data刷新到硬盤(pán)的位置在1000，那么新的master數(shù)據(jù)也只能mysqld-bin.000123的1000處，然后在啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建一個(gè)新的binary log mysqld-bin.000124。如果發(fā)生這種情況，slave A不能繼續(xù)復(fù)制，因?yàn)樾碌膍aster 沒(méi)有mysqld-bin.000123位置1500.

 4 復(fù)雜。對(duì)多數(shù)人來(lái)說(shuō)，安裝/初始化pacemake和DRBD不是容易的事情。相對(duì)于其他案例，初始化DRBD需要重新創(chuàng)建系統(tǒng)分區(qū)也不容易。要求dba在DRBD和linux內(nèi)核層有足夠的技能。如果dba執(zhí)行了一個(gè)錯(cuò)誤命令（如執(zhí)行drbdadm–overwrite-data-of-peer primary 在被動(dòng)節(jié)點(diǎn)），那么將會(huì)損壞活動(dòng)的數(shù)據(jù)。重要的是另外一旦硬盤(pán)io層出現(xiàn)問(wèn)題，多數(shù)dba處理這種問(wèn)題不是容易的。

MySQL Cluster

Mysql cluster是真正的高可用解決方案，但是必須得用NDB存儲(chǔ)引擎。如果你用innodb，將不能發(fā)揮mysql cluster集群優(yōu)勢(shì)。

Semi-Synchronous Replication

半同步復(fù)制大大降低了binlog event僅僅存在于崩潰master上的這種風(fēng)險(xiǎn)。這非常有用的能避免數(shù)據(jù)丟失。但是半同步不能解決所有一致性問(wèn)題，只能保證一個(gè)（不是所有）slave接受到master端的commit的binlog events，其他slave也許還沒(méi)有接受全部的binlog events。不能apply不同的binlog events 從新的slave到 其他slave上，也不能保證相互一致性

Global Transaction ID

GlobalTransaction ID所要達(dá)到的目的跟MHA相同，但它覆蓋更多。MHA只是兩級(jí)復(fù)制，但是global transaction id覆蓋任何級(jí)別的復(fù)制環(huán)境，即使第兩級(jí)復(fù)制失敗，dba也能覆蓋第三級(jí)。Check Google'sglobal transaction id project for details。