多图文，详细介绍mysql各个集群方案

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• 多图文，详细介绍mysql各个集群方案
  • 一，mysql原厂出品
  • 二，mysql第三方优化
  • 三，依托硬件配合
  • 四，其它

多图文，详细介绍mysql各个集群方案

集群的好处

• 高可用性：故障检测及迁移，多节点备份。
• 可伸缩性：新增数据库节点便利，方便扩容。
• 负载均衡：切换某服务访问某节点，分摊单个节点的数据库压力。

集群要考虑的风险

• 网络分裂：群集还可能因为网络故障而拆分为多个部分，每部份内的节点相互链接，但各部分之间的节点失去链接。
• 脑裂：致使数据库节点彼此独立运行的集群故障称为“脑裂”。这种状况可能致使数据不一致，而且没法修复，例如当两个数据库节点独立更新同一表上的同一行时。

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一，mysql原厂出品

1，MySQL Replication

mysql复制（MySQL Replication），是mysql自带的功能。

原理简介：

主从复制是经过重放binlog实现主库数据的异步复制。即当主库执行了一条sql命令，那么在从库一样的执行一遍，从而达到主从复制的效果。在这个过程当中，master对数据的写操做记入二进制日志文件中(binlog)，生成一个 log dump 线程，用来给从库的 i/o线程传binlog。而从库的i/o线程去请求主库的binlog，并将获得的binlog日志写到中继日志（relaylog）中，从库的sql线程，会读取relaylog文件中的日志，并解析成具体操做，经过主从的操做一致，而达到最终数据一致。

MySQL Replication一主多从的结构，主要目的是实现数据的多点备份（没有故障自动转移和负载均衡）。相比于单个的mysql，一主多从下的优点以下：

• 若是让后台读操做链接从数据库，让写操做链接主数据库，能起到读写分离的做用，这个时候多个从数据库能够作负载均衡。
• 能够在某个从数据库中暂时中断复制进程，来备份数据，从而不影响主数据的对外服务（若是在master上执行backup，须要让master处于readonly状态，这也意味这全部的write请求须要阻塞）。

就各个集群方案来讲，其优点为：

• 主从复制是mysql自带的，无需借助第三方。
• 数据被删除，能够从binlog日志中恢复。
• 配置较为简单方便。

其劣势为：

• 从库要从binlog获取数据并重放，这确定与主库写入数据存在时间延迟，所以从库的数据老是要滞后主库。
• 对主库与从库之间的网络延迟要求较高，若网络延迟过高，将加剧上述的滞后，形成最终数据的不一致。
• 单一的主节点挂了，将不能对外提供写服务。

2，MySQL Fabirc

mysql织物（MySQL Fabirc），是mysql官方提供的。

这是在MySQL Replication的基础上，增长了故障检测与转移，自动数据分片功能。不过依旧是一主多从的结构，MySQL Fabirc只有一个主节点，区别是当该主节点挂了之后，会从从节点中选择一个来当主节点。

就各个集群方案来讲，其优点为：

• mysql官方提供的工具，无需第三方插件。
• 数据被删除，能够从binlog日志中恢复。
• 主节点挂了之后，可以自动从从节点中选择一个来当主节点，不影响持续对外提供写服务。

其劣势为：

• 从库要从binlog获取数据并重放，这确定与主库写入数据存在时间延迟，所以从库的数据老是要滞后主库。
• 对主库与从库之间的网络延迟要求较高，若网络延迟过高，将加剧上述的滞后，形成最终数据的不一致。
• 2014年5月推出的产品，数据库资历较浅，应用案例很少，网上各类资料相对较少。
• 事务及查询只支持在同一个分片内，事务中更新的数据不能跨分片，查询语句返回的数据也不能跨分片。
• 节点故障恢复30秒或更长（采用InnoDB存储引擎的都这样）。

3，MySQL Cluster

mysql集群（MySQL Cluster）也是mysql官方提供的。

MySQL Cluster是多主多从结构的

就各个集群方案来讲，其优点为：

• mysql官方提供的工具，无需第三方插件。
• 高可用性优秀，99.999%的可用性，能够自动切分数据，能跨节点冗余数据（其数据集并非存储某个特定的MySQL实例上，而是被分布在多个Data Nodes中，即一个table的数据可能被分散在多个物理节点上，任何数据都会在多个Data Nodes上冗余备份。任何一个数据变动操做，都将在一组Data Nodes上同步，以保证数据的一致性）。
• 可伸缩性优秀，能自动切分数据，方便数据库的水平拓展。
• 负载均衡优秀，可同时用于读操做、写操做都都密集的应用，也可使用SQL和NOSQL接口访问数据。
• 多个主节点，没有单点故障的问题，节点故障恢复一般小于1秒。

其劣势为：

• 架构模式和原理很复杂。
• 只能使用存储引擎 NDB ，与日常使用的InnoDB 有不少明显的差距。好比在事务（其事务隔离级别只支持Read Committed，即一个事务在提交前，查询不到在事务内所作的修改），外键（虽然最新的NDB 存储引擎已经支持外键，但性能有问题，由于外键所关联的记录可能在别的分片节点），表限制上的不一样，可能会致使平常开发出现意外。点击查看具体差距比较
• 做为分布式的数据库系统，各个节点之间存在大量的数据通信，好比全部访问都是须要通过超过一个节点（至少有一个 SQL Node和一个 NDB Node）才能完成，所以对节点之间的内部互联网络带宽要求高。
• Data Node数据会被尽可能放在内存中，对内存要求大，并且重启的时候，数据节点将数据load到内存须要很长时间。

官方的三兄弟的区别对好比下图所示；

二，mysql第三方优化

4，MMM

MMM是在MySQL Replication的基础上，对其进行优化。

MMM（Master Replication Manager for MySQL）是双主多从结构，这是Google的开源项目，使用Perl语言来对MySQL Replication作扩展，提供一套支持双主故障切换和双主平常管理的脚本程序，主要用来监控mysql主主复制并作失败转移。

注意：这里的双主节点，虽然叫作双主复制，可是业务上同一时刻只容许对一个主进行写入，另外一台备选主上提供部分读服务，以加速在主主切换时刻备选主的预热。

就各个集群方案来讲，其优点为：

• 自动的主主Failover切换，通常3s之内切换备机。
• 多个从节点读的负载均衡。

其劣势为：

• 没法彻底保证数据的一致性。如主1挂了，MMM monitor已经切换到主2上来了，而若此时双主复制中，主2数据落后于主1（即还未彻底复制完毕），那么此时的主2已经成为主节点，对外提供写服务，从而致使数据不一。
• 因为是使用虚拟IP浮动技术，相似Keepalived，故RIP（真实IP）要和VIP（虚拟IP）在同一网段。若是是在不一样网段也能够，须要用到虚拟路由技术。可是绝对要在同一个IDC机房，不可跨IDC机房组建集群。

5，MHA

MHA是在MySQL Replication的基础上，对其进行优化。

MHA（Master High Availability）是多主多从结构，这是日本DeNA公司的youshimaton开发，主要提供更多的主节点，可是缺乏VIP（虚拟IP），须要配合keepalived等一块儿使用。

要搭建MHA，要求一个复制集群中必须最少有三台数据库服务器，一主二从，即一台充当master，一台充当备用master，另一台充当从库。

就各个集群方案来讲，其优点为：

• 能够进行故障的自动检测和转移
• 具有自动数据补偿能力，在主库异常崩溃时可以最大程度的保证数据的一致性。

其劣势为：

• MHA架构实现读写分离，最佳实践是在应用开发设计时提早规划读写分离事宜，在使用时设置两个链接池，即读链接池与写链接池，也能够选择折中方案即引入SQL Proxy。但不管如何都须要改动代码；

• 关于读负载均衡可使用F五、LVS、HAPROXY或者SQL Proxy等工具，只要能实现负载均衡、故障检查及备升级为主后的读写剥离功能便可，建议使用LVS

6，Galera Cluster

Galera Cluster是由Codership开发的MySQL多主结构集群，这些主节点互为其它节点的从节点。不一样于MySQL原生的主从异步复制，Galera采用的是多主同步复制，并针对同步复制过程当中，会大几率出现的事务冲突和死锁进行优化，就是复制不基于官方binlog而是Galera复制插件，重写了wsrep api。

异步复制中，主库将数据更新传播给从库后当即提交事务，而不论从库是否成功读取或重放数据变化。这种状况下，在主库事务提交后的短期内，主从库数据并不一致。

同步复制时，主库的单个更新事务须要在全部从库上同步 更新。换句话说，当主库提交事务时，集群中全部节点的数据保持一致。

对于读操做，从每一个节点读取到的数据都是相同的。对于写操做，当数据写入某一节点后，集群会将其同步到其它节点。

就各个集群方案来讲，其优点为：

• 多主多活下，可对任一节点进行读写操做，就算某个节点挂了，也不影响其它的节点的读写，都不须要作故障切换操做，也不会中断整个集群对外提供的服务。
• 拓展性优秀，新增节点会自动拉取在线节点的数据（当有新节点加入时，集群会选择出一个Donor Node为新节点提供数据），最终集群全部节点数据一致，而不须要手动备份恢复。

其劣势为：

• 能作到数据的强一致性，毫无疑问，也是以牺牲性能为代价。

三，依托硬件配合

不一样主机的数据同步再也不依赖于MySQL的原生复制功能，而是经过同步磁盘数据，来保证数据的一致性。

而后处理故障的方式是借助Heartbeat，它监控和管理各个节点间链接的网络，并监控集群服务，当节点出现故障或者服务不可用时，自动在其余节点启动集群服务。

7，heartbeat+SAN

SAN：共享存储，主库从库用的一个存储。SAN的概念是容许存储设施和解决器（服务器）之间创建直接的高速链接，经过这种链接实现数据的集中式存储。

就各个集群方案来讲，其优点为：

• 保证数据的强一致性；

• 与mysql解耦，不会因为mysql的逻辑错误发生数据不一致的状况；

其劣势为：

• SAN价格昂贵；

8，heartbeat+DRDB

DRDB：这是linux内核板块实现的快级别的同步复制技术。经过各主机之间的网络，复制对方磁盘的内容。当客户将数据写入本地磁盘时，还会将数据发送到网络中另外一台主机的磁盘上，这样的本地主机(主节点)与远程主机(备节点)的数据便可以保证实时同步。

就各个集群方案来讲，其优点为：

• 相比于SAN储存网络，价格低廉；

• 保证数据的强一致性；

• 与mysql解耦，不会因为mysql的逻辑错误发生数据不一致的状况；

其劣势为：

• 对io性能影响较大；

• 从库不提供读操做；

四，其它

9，Zookeeper + proxy

Zookeeper使用分布式算法保证集群数据的一致性，使用zookeeper能够有效的保证proxy的高可用性，能够较好的避免网络分区现象的产生。

就各个集群方案来讲，其优点为：

• 扩展性较好，能够扩展为大规模集群。

缺其劣势为：

• 搭建Zookeeper 集群，在配置一套代理，整个系统的逻辑变得更加复杂。

10，Paxos

分布式一致性算法，Paxos 算法处理的问题是一个分布式系统如何就某个值（决议）达成一致。这个算法被认为是同类算法中最有效的。Paxos与MySQL相结合能够实如今分布式的MySQL数据的强一致性。