mysql集群方案_MySQL高可用解决方案――从主从复制到InnoDB Cluster架构

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大家好，我是哪吒。

爱奇艺为数亿用户提供7*24小时的视频服务，通过爱奇艺平台，用户可以轻松访问海量、优质、高清的视频资源。但是一旦服务平台发生故障，大量用户将无法正常播放视频，所以我们的应用服务和数据库服务必须具备高可用的架构。

爱奇艺技术产品团队将各类应用划分为不同的重要性级别，针对不同重要性级别的应用，对数据库服务的使用提供了不同的SLA保障。例如，S级应用的RTO控制在分钟级别；A级应用的RTO控制在10分钟级别。本文将主要介绍我们的MySQL高可用实现方案。

1.基于MHA的二次开发

MHA是目前成熟且流行的MySQL高可用解决方案，很多互联网公司直接使用或者基于MHA架构改造来实现MySQL的高可用，MHA可以在30秒内实现故障转移，最大程度保证数据的一致性，MHA由两个模块组成：和Node。

部署在独立的机器上，负责检查MySQL复制状态，主库状态，以及进行切换操作。Node运行在每一台MySQL机器上，主要负责保存复制，在主库宕机时识别从库之间差异的中继日志，将不同的事务应用到其他从库上，并负责清除从库上的中继日志。

其部署架构如下图所示：

MHA虽然比较成熟，但是也存在一些不足之处：

另外我们的MySQL部署环境比较复杂，有跨DC、跨地域部署，新主机的选举需要的规则比较多。另外集群数量比较多，如果直接用MHA做高可靠会大大增加管理成本。因此我们针对MySQL制定了高可用解决方案。

2.MySQL HA架构介绍

爱奇艺自研的MysQL HA系统由HA和HA Agent两部分组成，三个HA组成一个最小集群单元，对应MHA，通过raft协议实现高可用，解决单点、不可重复切换问题。HA Agent功能类似MHA Node功能，负责故障检测、分析及传递，清理relay log，负责MGR的高可用。

1. 医管局

整个MySQL HA部分体现了设计原则和思想，其中难点部分重点如下。

切换模块负责具体的故障切换，通过常规轮换集对符合条件的实例进行切换，支持自动切换和手动切换，自动切换需要在CMDB中配置切换策略，可以选择DC内切换、跨DC切换、跨地域切换。

切换过程如图所示：

除了支持主数据库的故障转移之外，还支持从数据库的故障转移，当从数据库发生故障时，通过检测到故障然后操作域名来实现从数据库的高可用性。

2. HA 代理

Agent负责监控CMDB中的实例，通过检查进程是否存在等规则判断实例是否存活。如果判断实例宕机，则发送RPC心跳给HA。如果宕机，HA会收到Agent的超时事件，在心跳超时的Agent所在服务器上进行实例切换。为了避免网络抖动导致的误切，我们设置Agent超时时间为1分钟，如果1分钟内出现闪断或者抖动，则不进行切换。

Agent还负责监控MGR的节点，并进行域名切换。MGR主节点切换后，客户端需要捕获切换信息，并将请求重定向到新的主节点，这对业务不太友好。因此我们在Agent上增加一个功能，当发现主节点切换时，将源主节点上的域名重新绑定到新的主节点上，使MGR故障切换对业务透明。

3. HA 选举规则

HA 需要一套复杂的 选举规则来适应我们复杂的部署环境， 选举规则如下：

排除bad list中的slave。选择所有优先级最高的slave，如果从库没有设置优先级，则选择所有非bad的slave。根据切换策略，依次选择DC相同→相同→span的slave。对于符合条件的从库，排除机器数过多的slave和从库所在slave，在剩余的slave中选择剩余磁盘空间最大的slave。

根据以上规则选择一个最优的进行切换，若没有符合条件的Slave，则会通过电话报警的方式通知DBA，进行人工干预。

4. 完成 diff

在切换过程中，有三种类型的差异：

从库 io 收到的中继日志不完整，不是完整的事务或与其他从站的完整从站。如果死机仍可访问，中继日志还会包括死机未发送的 diff。

diff的恢复顺序如图所示：

如果使用gtid复制，需要生成三种diff文件，然后依次应用diff文件恢复slave。 对于非gtid复制，先到slave上，让slave从slave上恢复数据，然后再应用还没有发送完的死diff文件完成补全。

5.数据一致性

如果使用半同步复制，在主库宕机瞬间没有网络超时，HA 可以保证切换后的数据一致性。但如果主库宕机瞬间发生网络超时，半同步复制就会退化为异步复制，切换时可能会丢失数据。这种情况下业务端需要有补偿机制来补全数据。但如果是 MGR，就不会有数据丢失的问题。

六、结论

我们结合爱奇艺内部各类监控系统、资产管理系统、CMDB、链路追踪、混沌工程平台等，开发了面向业务的应用运维平台，提供一站式服务拨测、资源使用分析、调用链路追踪、故障演练等功能。通过混沌工程平台提供的故障注入能力，对 S 级业务的数据库进行攻防演练。经过不断的迭代优化，数据库攻防演练将成为常态，通过不断的演练，提升应用的可用性和安全性，真正做到有备无患。

7.MySQL高可用方案-从主从复制到架构

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1. 作者

徐逸涛，甲骨文公司 MySQL 解决方案首席工程师，为中国金融、政府、航空运输等行业的 MySQL 用户提供售前咨询、企业级产品介绍和解决方案服务，并在社区推广和普及 MySQL 数据库的使用。是公众号“MySQL 解决方案工程师”的运营者和内容作者。是“3306π”开源软件社区活动的制作人，2020 年“摩天轮”社区十大杰出贡献者之一。

2. 简介

本书对MySQL官方提供的高可用解决方案逐一进行了介绍，并详细阐述了每种解决方案的原理、架构、优缺点和适用场景，并配合演示帮助读者快速理解相关内容。与其他MySQL高可用相关书籍不同的是，本书重点介绍了MySQL官方团队提供的解决方案，包括MySQL主从复制、MySQL、组复制等相关内容。此外，本书还介绍了MySQL 8.0的一些内容，包括文档存储、MySQL Shell和MySQL。附录介绍了MySQL企业版监控、企业版备份等官方工具以及克隆插件和虚拟机环境，让读者对MySQL的生态和工具有更全面的了解。通过本书，MySQL数据库开发人员、MySQL数据库管理人员和架构师可以了解MySQL目前所有的产品特性和高可用解决方案，学习每种解决方案的细节，并能够将高可用方案灵活地应用到实际的生产方案中。 本书的读者包括MySQL初学者、数据库架构师、DBA、相关软件开发人员以及组织内的IT经理。

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