詳解數(shù)據(jù)庫高可用架構(gòu)之路

2024-09-07 19:04:29

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供稿：網(wǎng)友

　　數(shù)據(jù)庫高可用架構(gòu)對(duì)于我們這些應(yīng)用端開發(fā)的人來說是一個(gè)比較陌生的領(lǐng)域，是在具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品之上搭建的環(huán)境，需要像DBA這樣對(duì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品有足夠的了解才能有所涉及，雖然不能深入其中，但可以通過一些經(jīng)典的高可用架構(gòu)學(xué)習(xí)其中的思想。就我所了解到的有以下幾種：

　　MySQL Replication

　　MySQL Cluster

　　Oracle RAC

　　IBM HACMP

　　Oracle ASM

　　MySQL Replication

　　MySQL Replication就是通過異步復(fù)制多個(gè)copy以達(dá)到提高可用性的目的，常規(guī)的復(fù)制架構(gòu)有以下幾種：

　　Master-Slaves

　　Master-Master

　　Master-Master-Salves

　　1)Master-Slaves

　　Master- Slaves是最常用的提高可用的方法，特別是在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，讀遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于寫，因此提高讀的可用性是首當(dāng)其中的，Master-Slaves就是讓寫的操作集中在一臺(tái)數(shù)據(jù)庫Master上，然后這個(gè)Master會(huì)把更新的操作復(fù)制到其他數(shù)據(jù)庫Slaves上，讀的操作都發(fā)生在Slaves上，架構(gòu)圖如下所示：

　　如上圖在SlaveC不可用時(shí)，讀和寫都不會(huì)中斷，等SlaveC恢復(fù)后會(huì)自動(dòng)同步丟失的數(shù)據(jù)，又能重新投入運(yùn)轉(zhuǎn)，可維護(hù)性非常好。但如果Master有問題就麻煩了，因此它只解決了讀的高可用性，但不保證寫的高可用性。

　　2)Master-Master

　　為解決上面談的寫的高可用性，MySQL提供了Master-Master的復(fù)制架構(gòu)，如下所示：

　　一般說來都向MasterA寫，MasterA同步數(shù)據(jù)到MasterB，當(dāng)MasterA有問題時(shí)，會(huì)自動(dòng)切換到MasterB，等MasterA恢復(fù)時(shí)，MasterB同步數(shù)據(jù)到MasterA

　　3)Master-Master-Salves

　　Master-Master-Salves是結(jié)合上面兩種方案，是一種同時(shí)提供讀和寫高可用的復(fù)制架構(gòu)，如下圖所示：

　　MySQL Cluster

　　MySQL Cluster主要由三個(gè)部分組成：

　　SQL服務(wù)器節(jié)點(diǎn)

　　NDB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)

　　監(jiān)控和管理節(jié)點(diǎn)

　　三個(gè)部門的組成結(jié)構(gòu)如下圖所示：

　　這樣的分層也是由MySQL本身把SQL處理和存儲(chǔ)分開的架構(gòu)相關(guān)系的。

　　這樣一來MySQL Cluster就可以分別在SQL處理和存儲(chǔ)兩個(gè)層次上做高可用的復(fù)制策略。在SQL處理層次上，比較容易做集群，因?yàn)檫@些SQL處理是無狀態(tài)性的，完全可以通過增加機(jī)器的方式增強(qiáng)可用性。在存儲(chǔ)層次上，通過對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行備份的形式增加存儲(chǔ)的可用性，這類似與MySQL Replication，結(jié)構(gòu)圖如下所示：

　　Oracle RAC

　　Oracle RAC和MySQL Cluster有些相似，但主要集中在SQL處理層的高可用性，而在存儲(chǔ)上體現(xiàn)不多，結(jié)構(gòu)圖如下所示：

　　它的主要優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)應(yīng)用透明，并且通過Heartbeat檢測可用性非常高，主要缺點(diǎn)就是存儲(chǔ)是共享的，存儲(chǔ)上可擴(kuò)展能力不足。

　　IBM HACMP

　　IBM HACMP與Oracle RAC也是類似，主要用于雙機(jī)互備，運(yùn)行流程如下所示：

　　1)作為雙機(jī)系統(tǒng)的兩臺(tái)服務(wù)器(主機(jī)A和B)同時(shí)運(yùn)行在Hacmp環(huán)境中;

　　2)服務(wù)器除正常運(yùn)行自機(jī)的應(yīng)用外，同時(shí)又作為對(duì)方的備份主機(jī);

　　3)兩臺(tái)主機(jī)系統(tǒng)(A和B)在整個(gè)運(yùn)行過程中，通過 “心跳線”相互監(jiān)測對(duì)方的運(yùn)行情況(包括系統(tǒng)的軟硬件運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)通訊和應(yīng)用運(yùn)行情況等);

　　4)一旦發(fā)現(xiàn)對(duì)方主機(jī)的運(yùn)行不正常(出故障)時(shí)，故障機(jī)上的應(yīng)用就會(huì)立即停止運(yùn)行，本機(jī)(故障機(jī)的備份機(jī))就會(huì)立即在自己的機(jī)器上啟動(dòng)故障機(jī)上的應(yīng)用，把故障機(jī)的應(yīng)用及其資源(包括用到的IP地址和磁盤空間等)接管過來，使故障機(jī)上的應(yīng)用在本機(jī)繼續(xù)運(yùn)行;

　　5)應(yīng)用和資源的接管過程由Ha軟件自動(dòng)完成，無需人工干預(yù);

　　6)當(dāng)兩臺(tái)主機(jī)正常工作時(shí)，也可以根據(jù)需要將其中一臺(tái)機(jī)上的應(yīng)用人為切換到另一臺(tái)機(jī)(備份機(jī))上運(yùn)行。

　　Oracle ASM

　　Oracle ASM主要提供存儲(chǔ)的可擴(kuò)展性，通過自動(dòng)化的存儲(chǔ)管理加上后端可擴(kuò)展性的存儲(chǔ)陣列達(dá)到高可用性，結(jié)構(gòu)圖如下所示：