mysql cluster 架构说明

水深无声 2024-02-18 21:44 11阅读 0赞

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**1.MySQL中间件：对MySQL Server的读写操作进行路由(即读写分离)；分库分表(sharding)**

*  (1).MySQL Router：MySQL官方提供的轻量级MySQL代理(路由)，只提供读写分离功能，前身为SQL Proxy。
 *  (2).ProxySQL：类似于MySQL Router，轻量级MySQL代理，提供读写分离功能，也支持一些sharding功能。有percona版和官方版两个版本。
 *  (3).MaxScale：MariaDB的中间件，和MySQL Router、ProxySQL类似。
    
     *  这三者类似，都是轻量级数据库中间件。
 *  (4).Amoeba、Cobar、MyCAT：提供很多功能，最主要的功能包括读写分离、sharding。
    
     *  这三者的渊源较深，都是开源的。Amoeba后继无人，于是Cobar出来，Cobar后继无人，加上2013年出现了一次较严重的问题，于是MyCAT站在Cobar的肩膀上出来了。

**2.MySQL主从复制的高可用：至少要实现主从切换或故障时选举新master节点**

*  (1).MMM：淘汰了，在一致性和高并发稳定性等方面有些问题。
 *  (2).MHA：有些人还在用，但也有些问题，也是趋于淘汰的MySQL主从高可用方案。
 *  (3).Galera：引领时代的主从复制高可用技术。
 *  (4).MariaDB Galera Cluster：MariaDB对Galera的实现。
 *  (5).PXC：Percona XtraDB Cluster，是Percona对Galera的自我实现，用的人很多。
 *  (6).GR：Group Replication，MySQL官方提供的组复制技术(MySQL 5.7.17引入的技术)，基于Paxos算法。
    
     *  MariaDB Galera Cluster、PXC、GR是类似的，都各有优点。但GR是革命性的，基于原生复制技术，据传很多方面都优于PXC。
     *  MariaDB Galera Cluster、PXC、GR为了安全性和性能考虑，做出了很多强制性的限制。例如基于GTID复制、只能InnoDB表，每表都必须有主键等。要使用它们提供主从复制的高可用，必须要了解它们的各项限制。

#### PXC(Percona XtraDB Cluster)特性和优缺点介绍 ####

Percona XtraDB Cluster是MySQL高可用性和可扩展性的解决方案.  
Percona XtraDB Cluster提供的特性有：  
1.同步复制，事务要么在所有节点提交或不提交。  
2.多主复制，可以在任意节点进行写操作。  
3.在从服务器上并行应用事件，真正意义上的并行复制。  
4.节点自动配置。  
5.数据一致性，不再是异步复制。  
Percona XtraDB Cluster完全兼容MySQL和Percona Server，表现在：  
1.数据的兼容性  
2.应用程序的兼容性：无需更改应用程序  
  
1.集群是有节点组成的，推荐配置至少3个节点，但是也可以运行在2个节点上。  
2.每个节点都是普通的mysql/percona服务器，可以将现有的数据库服务器组成集群，反之，也可以将集群拆分成单独的服务器。  
3.每个节点都包含完整的数据副本。  
优点如下：  
1.当执行一个查询时，在本地节点上执行。因为所有数据都在本地，无需远程访问。  
2.无需集中管理。可以在任何时间点失去任何节点，但是集群将照常工作。  
3.良好的读负载扩展，任意节点都可以查询。  
缺点如下：  
1.加入新节点，开销大。需要复制完整的数据。  
2.不能有效的解决写缩放问题，所有的写操作都将发生在所有节点上。  
3.有多少个节点就有多少重复的数据。  
  
Percona XtraDB Cluster与MySQL Replication区别在于：  
分布式系统的CAP理论。  
C---一致性，所有节点的数据一致。  
A---可用性，一个或多个节点失效，不影响服务请求。  
P---分区容忍性，节点间的连接失效，仍然可以处理请求。  
任何一个分布式系统，需要满足这三个中的两个。  
MySQL Replication: 可用性和分区容忍性  
Percona XtraDB Cluster: 一致性和可用性  
因此MySQL Replication并不保证数据的一致性，而Percona XtraDB Cluster提供数据一致性。  
Percona XtraDB Cluster组件：  
Percona XtraDB Cluster基于XtraDB的Percona Server以及包含写复制集补丁。使用Galera 2.x library，事务型应用下的通用的多主同步复制插件。  
Galera 2.x新特性有：  
1.IST(Incremental State Transfer)增量状态传输。对于WAN特别有用。  
2.RSU(Rolling Schema Update)旋转更新架构。不会阻止对表进行操作。

## [MariaDB Galera Cluster集群优缺点][MariaDB Galera Cluster] ##

**1.简述：**

[MariaDB][] [Galera][] [Cluster][] 是一套在[mysql][] [innodb][]存储引擎上面实现multi-master及数据实时同步的系统架构，业务层面无需做读写分离工作，数据库读写压力都能按照既定的规则分发到 各个节点上去。在数据方面完全兼容 MariaDB 和 [MySQL][]。

**2.特性：**

(1).同步复制 Synchronous replication  
(2).Active-active multi-master 拓扑逻辑  
(3).可对集群中任一节点进行数据读写  
(4).自动成员控制，故障节点自动从集群中移除  
(5).自动节点加入  
(6).真正并行的复制，基于行级  
(7).直接客户端连接，原生的 MySQL 接口  
(8).每个节点都包含完整的数据副本  
(9).多台数据库中数据同步由 wsrep 接口实现

**3.局限性：**

(1).目前的复制仅仅支持InnoDB存储引擎,任何写入其他引擎的表，包括mysql.\*表将不会复制,但是DDL语句会被复制的,因此创建用户将会被复制,但是insert into mysql.user…将不会被复制的.  
(2).DELETE操作不支持没有主键的表,没有主键的表在不同的节点顺序将不同,如果执行SELECT…LIMIT… 将出现不同的结果集.  
(3).在多主环境下LOCK/UNLOCK TABLES不支持,以及锁函数GET\_LOCK(), RELEASE\_LOCK()…  
(4).查询日志不能保存在表中。如果开启查询日志，只能保存到文件中。  
(5).允许最大的事务大小由wsrep\_max\_ws\_rows和wsrep\_max\_ws\_size定义。任何大型操作将被拒绝。如大型的LOAD DATA操作。  
(6).由于集群是乐观的并发控制，事务commit可能在该阶段中止。如果有两个事务向在集群中不同的节点向同一行写入并提交，失败的节点将中止。对 于集群级别的中止，集群返回死锁错误代码([Error][]: 1213 SQLSTATE: 40001 (ER\_LOCK\_DEADLOCK)).  
(7).XA事务不支持，由于在提交上可能回滚。  
(8).整个集群的写入吞吐量是由最弱的节点限制，如果有一个节点变得缓慢，那么整个集群将是缓慢的。为了稳定的高性能要求，所有的节点应使用统一的硬件。  
(9).集群节点建议最少3个。  
(10).如果DDL语句有问题将破坏集群。

#### PXC主要参数说明及运维实践 ####

*  wsrep\_flow\_control\_paused  
    这个变量标识当前节点落后于集群的程度，0.0-1.0,0.0为没有落后，1.0为flow control已经停止了。应该尽量保证这个变量值为0.0。 如果落后实在太厉害，则应该适当增加复制线程数wsrep\_slave\_threads，如果还没有改善，则应该从集群中删除最慢的节点。
 *  wsrep\_cert\_deps\_distance  
    这个变量标识当前节点平均时间内并行执行的事务数，这个数据可以用来作为wsrep\_slave\_threads的参考，同时当并发量很高的时候，这个数值也会很大。srep\_cert\_deps\_distance的值，与集群的稳定性息息相关。在当时的测试情况下，当该值超过1300，则集群崩溃的可能性非常大。
 *  wsrep\_flow\_control\_sent  
    表示flow\_control发出FC\_PAUSE事件的次数，暂停的次数越多，表示接受到的请求频繁堵满slave队列，这种情况下不是队列长度不足，就是机器性能太差。（如果集群中多个机器都有 这个情况，则考虑调整slave队列长度的相关参数，如gcs.fc\_limit等）
 *  wsrep\_local\_recv\_queue\_avg  
    这个参数表示本地节点平均的接收队列长度，如果这个参数不为0.0，则表示接收来的数据不能被及时应用（立即应用了则不会进入队列）。
 *  wsrep\_local\_send\_queue\_avg  
    这个参数表示本地节点发送数据的队列长度，如果这个参数不为0.0，则表示向外发送数据的速度比较慢，有堆积。
 *  wsrep\_slave\_threads  
    建议每个core启动4个复制线程，这个参数很大程度上受到I/O能力的影响，官方甚至在ThinkPad R51一个4200转硬盘、单核心的机器上设置32个线程，并且执行良好。 可以通过观察wsrep\_cert\_deps\_distance这个状态变量来获得当前最佳的线程数，这个参数实际上表示单位时间平均多少个writesets能被执行掉。
 *  wsrep\_provider\_options:gcs.fc\_limi、gcs.fc\_factor  
    此变量用于复制流量控制。当从队列超过此限制时复制暂停或被取消。
 *  wsrep\_flow\_control\_paused\_ns  
    由于业务压力导致集群停止服务总共的时间(纳秒)
 *  wsrep\_flow\_control\_paused  
    自从由于流量控制而暂停的最后状态查询以来的时间。
 *  wsrep\_flow\_control\_sent  
    由于业务压力导致由本节点发送流量控制而暂停的次数
 *  wsrep\_flow\_control\_recv  
    本节点接收到由于业务压力导致流量控制而暂停的次数

[70]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/7ab9e08e6c2b479581ad5d23bcc10c42.png
[MariaDB Galera Cluster]: https://www.centos.bz/2017/12/mariadb-galera-cluster%E9%9B%86%E7%BE%A4%E4%BC%98%E7%BC%BA%E7%82%B9/
[MariaDB]: https://www.centos.bz/tag/mariadb/
[Galera]: https://www.centos.bz/tag/galera/
[Cluster]: https://www.centos.bz/tag/cluster/
[mysql]: https://www.centos.bz/category/mysql/
[innodb]: https://www.centos.bz/tag/innodb/
[MySQL]: https://www.centos.bz/tag/mysql-2/
[Error]: https://www.centos.bz/tag/error/