MySQL複製架構的搭建及設定過程

2022-02-23 19:02:59

一主多從複製架構

在實際應用場景中，MySQL複製90%以上都是一個Master複製到一個或者多個Slave的架構模式。

在主庫讀取請求壓力非常大的場景下，可以通過設定一主多從複製架構實現讀寫分離，把大量的對實時性要求不是特別高的讀請求通過負載均衡分部到多個從庫上（對於實時性要求很高的讀請求可以讓從主庫去讀），降低主庫的讀取壓力，如下圖所示。

缺點：

master不能停機，停機就不能接收寫請求
slave過多會出現延遲

由於master需要進行常規維護停機了，那麼必須要把一個slave提成master，選哪一個是一個問題？

某一個slave提成master了，就存在當前master和之前的master資料不一致的情況，並且之前master並沒有儲存當前master節點的binlog檔案和pos位置。

多主複製架構

多主複製架構解決了一主多從複製架構中master的單點故障問題。

可以配合一個第三方的工具，比如keepalived輕鬆做到IP的漂移，這樣master停機維護也不會影響寫操作。

級聯複製架構

一主多從中如果slave過多，會導致主庫的I/O壓力和網路壓力會隨著從庫的增加而增長，因為每個從庫都會在主庫上有一個獨立的BINLOG Dump執行緒來傳送事件，而級聯複製架構解決了一主多從場景下的，主庫額外的I/O和網路壓力。

如下圖所示。

對比一主多從的架構，級聯複製僅僅是從主庫Master複製到少量的從庫，其他從庫再從這少量的從庫中複製資料，這樣就減輕了主庫Master的壓力。

當然也有缺點：MySQL的傳統複製是非同步的，級聯複製場景下主庫的資料是經歷兩次複製才到達其他從庫中，期間的延遲要比一主多從複製場景下只經歷一次複製的還大。

可以通過在二級slave上選擇表引擎為BLACKHOLE來降低階聯複製的延遲。顧名思義，BLACKHOLE引擎是一個“黑洞”引擎，寫入BLACKHOLE表的資料並不會寫會到磁碟上，BLACKHOLE表永遠都是空表，INSERT、UPDATE、DELETE操作僅僅在BINLOG中記錄事件。

下面演示下BLACKHOLE引擎：

mysql> CREATE TABLE `user` (
    -> `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    -> `name` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '',
    -> `age` tinyint unsigned NOT NULL DEFAULT 0
    -> )ENGINE=BLACKHOLE charset=utf8mb4;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> INSERT INTO `user` (`name`,`age`) values("itbsl", "26");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from user;
Empty set (0.00 sec)

可以看到，儲存引擎為BLACKHOLE的user表裡沒有資料。

多主與級聯複製結合架構

結合多主與級聯複製架構，這樣解決了單點master的問題，解決了slave級聯延遲的問題。

多主複製架構的搭建

主機規劃：

master1：docker，埠3314
master2：docker，埠3315

master1的設定

組態檔my.cnf：

$ cat /home/mysql/docker-data/3315/conf/my.cnf
[mysqld]
character_set_server=utf8
init_connect='SET NAMES utf8'
symbolic-links=0
lower_case_table_names=1
server-id=1403314
log-bin=mysql-bin
binlog-format=ROW
auto_increment_increment=2 # 幾個主庫，這裡就配幾
auto_increment_offset=1 # 每個主庫的偏移量需要不一致
gtid_mode=ON
enforce-gtid-consistency=true
binlog-do-db=order      # 要同步的資料庫

啟動docker：

$ docker run --name mysql3314 -p 3314:3306 --privileged=true -ti -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -e MYSQL_DATABASE=order -e MYSQL_USER=user -e MYSQL_PASSWORD=pass -v /home/mysql/docker-data/3314/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/docker-data/3314/data/:/var/lib/mysql -v /home/mysql/docker-data/3314/logs/:/var/log/mysql -d mysql:5.7

新增用於複製的使用者並授權：

mysql> GRANT REPLICATION SLAVE,FILE,REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'repluser'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)
mysql> FLUSH PRIVILEGES;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

開啟同步master1（這裡的user來自master2）：

mysql> change master to master_host='172.23.252.98',master_port=3315,master_user='repluser',master_password='123456',master_auto_position=1;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.03 sec)

mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

master2的設定

master2的設定與master1類似。

主要區別在於my.cnf中有一個屬性需要不一致：

auto_increment_offset=2 # 每個主庫的偏移量需要不一致

測試：

在master2建立表，並新增資料：

mysql> create table t_order(id int primary key auto_increment, name varchar(20));
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> insert into t_order(name) values("A");
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> insert into t_order(name) values("B");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from t_order;
+----+------+
| id | name |
|  2 | A    |
|  4 | B    |
2 rows in set (0.00 sec)

可以發現master2中id的步長為2，且從2開始自增。

然後在master1查詢資料，並新增：

mysql> select * from t_order;
+----+------+
| id | name |
|  2 | A    |
|  4 | B    |
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> insert into t_order(name) values("E");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
|  5 | E    |
3 rows in set (0.00 sec)

可以發現master1中id的步長為2，且從1開始自增，再去master2中查詢能發現id為5的資料，說明主主複製設定沒有問題。

為什麼兩個主中id自增的偏移量要不一致呢？當兩個主同時接受到插入請求時就能保證id不衝突，其實這樣只能保證插入資料不衝突，無法保證刪除和修改導致的資料不一致。

所以在實際的應用場景中，只能暴露一個主給使用者端才能保證資料的一致性。

MySQL高可用的搭建

這裡藉助keepalived來對上面的多主複製架構改造來實現MySQL的高可用。

keepalived的安裝：

$ sudo apt-get install -y keepalived

keepalived.conf

$ cat /etc/keepalived/keepalived3314.conf
! Configuration File for keepalived
#簡單的頭部，這裡主要可以做郵件通知報警等的設定，此處就暫不設定了；
global_defs {
        #notificationd LVS_DEVEL
}
#預先定義一個指令碼，方便後面呼叫，也可以定義多個，方便選擇；
vrrp_script chk_haproxy {
    script "/etc/keepalived/chkmysql.sh"  #具體指令碼路徑
    interval 2  #指令碼迴圈執行間隔
}
#VRRP虛擬路由冗餘協定設定
vrrp_instance VI_1 {   #VI_1 是自定義的名稱；
    state BACKUP    #MASTER表示是一臺主裝置，BACKUP表示為備用裝置【我們這裡因為設定為開啟不搶佔，所以都設定為備用】
    nopreempt      #開啟不搶佔
    interface eth0   #指定VIP需要繫結的物理網路卡
    virtual_router_id 11   #VRID虛擬路由標識，也叫做分組名稱，該組內的裝置需要相同
    priority 130   #定義這臺裝置的優先順序 1-254；開啟了不搶佔，所以此處優先順序必須高於另一臺

    advert_int 1   #生存檢測時的組播資訊傳送間隔，組內一致
    authentication {    #設定驗證資訊，組內一致
        auth_type PASS   #有PASS 和 AH 兩種，常用 PASS
        auth_pass asd    #密碼
    }
    virtual_ipaddress {
        172.23.252.200    #指定VIP地址，組內一致，可以設定多個IP
    }
    track_script {    #使用在這個域中使用預先定義的指令碼，上面定義的
        chk_haproxy
    }

    #notify_backup "/etc/init.d/haproxy restart"   #表示當切換到backup狀態時,要執行的指令碼
    #notify_fault "/etc/init.d/haproxy stop"     #故障時執行的指令碼
}

/etc/keepalived/chkmysql.sh

$ cat /etc/keepalived/chkmysql.s.sh
#!/bin/bash

mysql -uroot -proot -P 3314 -e "show status;" > /dev/null 2>&1
if [ $? == 0 ];
then
        echo "$host mysql login successfully"
        exit 0
else
        echo "$host login failed"
        killall keepalived
        exit 2
fi

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