廖琴 文成玉

摘 要：文章分析了MYSQL數(shù)據(jù)庫高可用性的需求和實現(xiàn)方案，介紹了同步復制的工作原理、故障自動切換的原理與實現(xiàn)，并用keepalived，來實現(xiàn)虛擬IP的漂移，使服務器在故障切換時不用更改IP，來減少管理員的工作。

關(guān)鍵詞：同步復制；自動切換；keepalived

數(shù)據(jù)庫是現(xiàn)代企業(yè)的應用核心，它存儲了組織機構(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，組織機構(gòu)的關(guān)鍵業(yè)務應用的運行還依賴于數(shù)據(jù)庫。這時數(shù)據(jù)庫的高可用性是需要考慮的事情。構(gòu)建一個具有高可用性的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，對一個對于一個希望取得成功的企業(yè)來說是至關(guān)重要的。

1 同步復制

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

2 故障自動切換

當主服務器發(fā)生宕機時，為了避免系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤，MySQL數(shù)據(jù)庫要實現(xiàn)故障自動切換。本文介紹的故障切換方案為MHA[ 1 ]。MHA是一位日本人用Perl寫的一套關(guān)于MySQL的故障切換方案，來保證數(shù)據(jù)庫的高可用性。在主服務器宕機時，MHA能夠在較短時間內(nèi)實現(xiàn)自動故障檢測和故障切換。通常在10-30秒以內(nèi)，能夠很好地解決在復制過程中數(shù)據(jù)一致性的問題。由于不需要在現(xiàn)有的replication中添加額外的服務器，僅需要一個manager節(jié)點，而一個Manager能管理多套復制，所以能大大地節(jié)約服務器的數(shù)量；另外，安裝簡單，無性能損耗，以及不需要修改現(xiàn)有的復制部署也是它的優(yōu)勢之處。MHA除了能實現(xiàn)自動故障檢測和切換外，還可以被定義成交互式（手動）故障切換、非交互式故障切換和在線切換Master到不同主機。

3 keepalived

利用虛擬路由冗余協(xié)議（vrrp）技術(shù)[ 2 ]，實現(xiàn)LVS（Linux Virtual Server）和HA（High Aviailabitity）。VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虛擬路由冗余協(xié)議）是一種容錯協(xié)議，這個協(xié)議內(nèi)的所有路由分為主備，平時數(shù)據(jù)都是由主節(jié)點的IP接口接收轉(zhuǎn)發(fā)，一旦主節(jié)點故障，就自動啟動備用節(jié)點，奪取主節(jié)點的IP，接管主節(jié)點的所有轉(zhuǎn)發(fā)工作。本文主要介紹HA（高可用性）的應用。Keepalive的設計結(jié)構(gòu)[ 3 ]如圖1所示。

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

4 應用與實現(xiàn)

為了實現(xiàn)MySQL數(shù)據(jù)庫的高可用性，采用了在主從同步復制的框架下，用MHA實現(xiàn)故障自動切換并用keepalived實現(xiàn)虛擬IP的漂移。主服務器宕機后，其二進制日志被從服務器接受，此時會選中應用二進制日志最全的一臺從服務器作為新的主服務器。但是主服務器上還有幾條記錄還沒有同步到二進制日志中，所以從服務器也沒有接收到這個事件，如果發(fā)生切換，將會丟失這個事件。但是如果切換發(fā)生在主從同步復制的框架下，極大的減少了此類的風險。

Keepalived將檢測到服務器的狀態(tài)，如果有一臺服務器出現(xiàn)故障時，keepalived將被檢測到并發(fā)出警告給指定的郵箱。設置一個虛擬的IP地址，在切換時，keepalived實現(xiàn)這個虛擬IP的漂移，這樣大大的減少了管理人員的工作。因為keepalived非常輕量級，速度非?？?，配置簡單，所以受到眾多企業(yè)運維人員青睞。

針對上文提到的高可用性需求，搭建并測試，結(jié)果如下表所示：

5 結(jié)論

經(jīng)過多年的發(fā)展，MySQL作為一款開源軟件，已經(jīng)形成了很多套的高可用性方案。根據(jù)不同拓撲環(huán)境和要求下，做出相應的改變，來解決一些實際的問題。本文在故障切換的需求下，通過同步復制、MHA和keepalived實現(xiàn)了預期的目標。

參考文獻：

[1] MHA官方文檔翻譯，2014.

[2] 錢景輝，廖鋰.基于keepalived的動態(tài)浮動IP集群實現(xiàn)[J].化工自動化及儀表，2012，39（7）：926-928.

[3] Keepalived原理與實戰(zhàn)精講，2011.