廖琴 文成玉

摘 要：文章分析了MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)高可用性的需求和實(shí)現(xiàn)方案，介紹了同步復(fù)制的工作原理、故障自動(dòng)切換的原理與實(shí)現(xiàn)，并用keepalived，來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬IP的漂移，使服務(wù)器在故障切換時(shí)不用更改IP，來(lái)減少管理員的工作。

關(guān)鍵詞：同步復(fù)制；自動(dòng)切換；keepalived

數(shù)據(jù)庫(kù)是現(xiàn)代企業(yè)的應(yīng)用核心，它存儲(chǔ)了組織機(jī)構(gòu)中的重要信息，例如訂單信息、客戶信息、產(chǎn)品信息等等。另外，組織機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用的運(yùn)行還依賴于數(shù)據(jù)庫(kù)。這時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的高可用性是需要考慮的事情。構(gòu)建一個(gè)具有高可用性的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，對(duì)一個(gè)對(duì)于一個(gè)希望取得成功的企業(yè)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。

1 同步復(fù)制

MySQL的主從同步復(fù)制時(shí)基于主服務(wù)器中的二進(jìn)制日志中記錄所有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作（包括創(chuàng)建、刪除、更新等等）。而每個(gè)從服務(wù)器從主服務(wù)器中接受其已經(jīng)記錄到的二進(jìn)制日子的保存的更新，從而使得從服務(wù)器可以對(duì)主服務(wù)器的數(shù)據(jù)拷貝來(lái)執(zhí)行相同的更新。然后封鎖并等待主服務(wù)器通知新的更新，從服務(wù)器在執(zhí)行備份時(shí)不會(huì)干擾主服務(wù)器跟蹤對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，在備份過(guò)程中主服務(wù)器依然可以繼續(xù)處理更新。

2 故障自動(dòng)切換

當(dāng)主服務(wù)器發(fā)生宕機(jī)時(shí)，為了避免系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)要實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)切換。本文介紹的故障切換方案為MHA[ 1 ]。MHA是一位日本人用Perl寫(xiě)的一套關(guān)于MySQL的故障切換方案，來(lái)保證數(shù)據(jù)庫(kù)的高可用性。在主服務(wù)器宕機(jī)時(shí)，MHA能夠在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)故障檢測(cè)和故障切換。通常在10-30秒以內(nèi)，能夠很好地解決在復(fù)制過(guò)程中數(shù)據(jù)一致性的問(wèn)題。由于不需要在現(xiàn)有的replication中添加額外的服務(wù)器，僅需要一個(gè)manager節(jié)點(diǎn)，而一個(gè)Manager能管理多套復(fù)制，所以能大大地節(jié)約服務(wù)器的數(shù)量；另外，安裝簡(jiǎn)單，無(wú)性能損耗，以及不需要修改現(xiàn)有的復(fù)制部署也是它的優(yōu)勢(shì)之處。MHA除了能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)故障檢測(cè)和切換外，還可以被定義成交互式（手動(dòng)）故障切換、非交互式故障切換和在線切換Master到不同主機(jī)。

3 keepalived

利用虛擬路由冗余協(xié)議（vrrp）技術(shù)[ 2 ]，實(shí)現(xiàn)LVS（Linux Virtual Server）和HA（High Aviailabitity）。VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虛擬路由冗余協(xié)議）是一種容錯(cuò)協(xié)議，這個(gè)協(xié)議內(nèi)的所有路由分為主備，平時(shí)數(shù)據(jù)都是由主節(jié)點(diǎn)的IP接口接收轉(zhuǎn)發(fā)，一旦主節(jié)點(diǎn)故障，就自動(dòng)啟動(dòng)備用節(jié)點(diǎn)，奪取主節(jié)點(diǎn)的IP，接管主節(jié)點(diǎn)的所有轉(zhuǎn)發(fā)工作。本文主要介紹HA（高可用性）的應(yīng)用。Keepalive的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)[ 3 ]如圖1所示。

有圖可知，兩個(gè)子進(jìn)程都被系統(tǒng)WatchDog看管，兩個(gè)子進(jìn)程各自復(fù)雜自己的事，healthchecker子進(jìn)程復(fù)雜檢查各自服務(wù)器的健康程度，例如HTTP，LVS等等，如果healthchecker子進(jìn)程檢查到MASTER上服務(wù)不可用了，就會(huì)通知本機(jī)上的兄弟VRRP子進(jìn)程，讓他刪除通告，并且去掉虛擬IP，轉(zhuǎn)換為BACKUP狀。

4 應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的高可用性，采用了在主從同步復(fù)制的框架下，用MHA實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)切換并用keepalived實(shí)現(xiàn)虛擬IP的漂移。主服務(wù)器宕機(jī)后，其二進(jìn)制日志被從服務(wù)器接受，此時(shí)會(huì)選中應(yīng)用二進(jìn)制日志最全的一臺(tái)從服務(wù)器作為新的主服務(wù)器。但是主服務(wù)器上還有幾條記錄還沒(méi)有同步到二進(jìn)制日志中，所以從服務(wù)器也沒(méi)有接收到這個(gè)事件，如果發(fā)生切換，將會(huì)丟失這個(gè)事件。但是如果切換發(fā)生在主從同步復(fù)制的框架下，極大的減少了此類的風(fēng)險(xiǎn)。

Keepalived將檢測(cè)到服務(wù)器的狀態(tài)，如果有一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，keepalived將被檢測(cè)到并發(fā)出警告給指定的郵箱。設(shè)置一個(gè)虛擬的IP地址，在切換時(shí)，keepalived實(shí)現(xiàn)這個(gè)虛擬IP的漂移，這樣大大的減少了管理人員的工作。因?yàn)閗eepalived非常輕量級(jí)，速度非?？?，配置簡(jiǎn)單，所以受到眾多企業(yè)運(yùn)維人員青睞。

針對(duì)上文提到的高可用性需求，搭建并測(cè)試，結(jié)果如下表所示：

5 結(jié)論

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，MySQL作為一款開(kāi)源軟件，已經(jīng)形成了很多套的高可用性方案。根據(jù)不同拓?fù)洵h(huán)境和要求下，做出相應(yīng)的改變，來(lái)解決一些實(shí)際的問(wèn)題。本文在故障切換的需求下，通過(guò)同步復(fù)制、MHA和keepalived實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] MHA官方文檔翻譯，2014.

[2] 錢(qián)景輝，廖鋰.基于keepalived的動(dòng)態(tài)浮動(dòng)IP集群實(shí)現(xiàn)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2012，39（7）：926-928.

[3] Keepalived原理與實(shí)戰(zhàn)精講，2011.