如图所示:
图片
后期随着用户量的增加,用户产生的数据信息被源源不断的添加到数据库中,最终达到数据库的最佳存储容量。如果此时继续向数据库中新增数据,会导致数据库的CRUD等基本操作变慢,进而影响整个服务的响应速度。
这时,我们需要增加新的节点,对数据库进行水平扩容,那么加入新的数据库D后,数据库的规模由原来的3个变为4个。
如图所示:
图片
此时由于分片规则发生了变化(uid%3 变为uid%4),导致大部分的数据,无法命中原有的数据,需要重新进行分配,要做大量的数据迁移处理。
比如之前uid如果是uid=3取模3%3=0, 是分配在A库上,新加入D库后, uid=3取模3%4=3,分配在D库上;
图片
新增一个节点, 大概会有90%的数据需要迁移, 这样会面临大量的数据压力,并且对服务造成极大的不稳定性。
1. 五个方案
1.1 停机方案
图片
- 发布公告:为了进行数据的重新拆分,在停止服务之前,我们需要提前通知用户,比如:我们的服务会在yyyy-MM-dd进行升级,给您带来的不便敬请谅解。
- 停止服务:关闭Service
- 离线数据迁移(拆分,重新分配数据):将旧库中的数据按照Service层的算法,将数据拆分,重新分配数据
- 数据校验:开发定制一个程序对旧库和新库中的数据进行校验,比对
- 更改配置:修改Service层的配置算法,也就是将原来的uid%3变为uid%4
- 恢复服务:重启Service服务
- 回滚预案:针对上述的每个步骤都要有数据回滚预案,一旦某个环节(如:数据迁移,恢复服务等)执行失败,立刻进行回滚,重新再来
停止服务之后, 能够保证迁移工作的正常进行, 但是服务停止,伤害用户体验, 并造成了时间压力, 必须在指定的时间内完成迁移。
1.2 停写方案
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- 支持读写分离:数据库支持读写分离,在扩容之前,每个数据库都提供了读写功能,数据重新分配的过程中,将每个数据库设置为只读状态,关闭写的功能
- 升级公告:为了进行数据的重新拆分,在停写之前,我们需要提前通知用户,比如:我们的服务会在yyyy-MM-dd进行升级,给您带来的不便敬请谅解。关注公众号:码猿技术专栏,回复关键词:1111 获取阿里内部Java性能优化手册!
- 中断写操作,隔离写数据源(或拦截返回统一提示):在Service层对所有的写请求进行拦截,统一返回提示信息,如:服务正在升级中,只对外提供读服务
- 数据同步处理:将旧库中的数据按照Service层的算法,将数据重新分配,迁移(复制数据)
- 数据校验:开发定制一个程序对旧库中的数据进行备份,使用备份的数据和重新分配后的数据进行校验,比对
- 更改配置:通过配置中心,修改Service层的配置算法,也就是将原来的uid%3变为uid%4,这个过程不需要重启服务
- 恢复写操作:设置数据库恢复读写功能,去除Service层的拦截提示
- 数据清理:使用delete语句对冗余数据进行删除
- 回滚预案:针对上述的每个步骤都要有数据回滚预案,一旦某个环节(如:数据迁移等)执行失败,立刻进行回滚,重新再来
缺点:在数据的复制过程需要消耗大量的时间,停写时间太长,数据需要先复制,再清理冗余数据
1.3 日志方案
核心是通过日志进行数据库的同步迁移, 主要操作步骤如下:
1、数据迁移之前, 业务应用访问旧的数据库节点。
图片
2、日志记录
在升级之前, 记录“对旧数据库上的数据修改”的日志(这里修改包括增、删、改),这个日志不需要记录详细的数据信息,主要记录:
(1)修改的库;
(2)修改的表;
(3)修改的唯一主键;
(4)修改操作类型。
图片
日志记录不用关注新增了哪些信息,修改的数据格式,只需要记录以上数据信息,这样日志格式是固定的, 这样能保证方案的通用性。
服务升级日志记录功能风险较小:
写和修改接口是少数, 改动点少;
升级只是增加了一些日志,采用异步方式实现, 对业务功能没有太多影响。
3、数据迁移:
研发定制数据迁移工具, 作用是把旧库中的数据迁移至新库中。
图片
整个过程仍然采用旧库进行对外服务。
数据同步工具实现复杂度不高。
只对旧库进行读取操作, 如果同步出现问题, 都可以对新库进行回滚操作。
可以限速或分批迁移执行, 不会有时间压力。
数据迁移完成之后, 并不能切换至新库提供服务。
因为旧库依然对线上提供服务, 库中的数据随时会发生变化, 但这些变化的数据并没有同步到新库中, 旧库和新库数据不一致, 所以不能直接进行切换, 需要将数据同步完整。
4、日志增量迁移
图片
研发一个日志迁移工具,把上面迁移数据过程中的差异数据追平,处理步骤:
读取log日志,获取具体是哪个库、表和主键发生了变化修改;
把旧库中的主键记录读取出来
根据主键ID,把新库中的记录替换掉
这样可以最大程度的保障数据的一致性。风险分析:
整个过程, 仍然是旧库对线上提供服务;
日志迁移工具实现的复杂度较低;
任何时间发现问题, 可以重新再来,有充分的容错空间;
可以限速重放处理日志, 处理过程不会因为对线上影响造成时间压力。
但是, 日志增量同步完成之后, 还不能切换到新的数据库。
因为日志增量同步过程中,旧库中可能有数据发生变化, 导致数据不一致,所以需要进一步读取日志, 追平数据记录; 日志增量同步过程随时可能会产生新的数据, 新库与旧库的数据追平也会是一个无限逼近的过程。关注公z号:码猿技术专栏,回复关键词:1111 获取阿里内部Java性能优化手册!
5、数据校验
准备好数据校验工具,将旧库和新库中的数据进行比对,直到数据完全一致。
6、切换新库
数据比对完成之后, 将流量转移切换至新库, 至此新库提供服务, 完成迁移。
图片
但是在极限情况下, 即便通过上面的数据校验处理, 也有可能出现99.99%数据一致, 不能保障完全一致,这个时候可以在旧库做一个readonly只读功能, 或者将流量屏蔽降级,等待日志增量同步工具完全追平后, 再进行新库的切换。
至此,完成日志方案的迁移扩容处理, 整个过程能够持续对线上提供服务, 只会短暂的影响服务的可用性。
这种方案的弊端,是操作繁琐,需要适配多个同步处理工具,成本较高, 需要制定个性化业务的同步处理, 不具备普遍性,耗费的时间周期也较长。
1.4 双写方案(中小型数据)
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双写方案可通过canal或mq做实现。
- 增加新库,按照现有节点, 增加对应的数量。
- 数据迁移:避免增量影响, 先断开主从,再导入(耗时较长), 同步完成并做校验
- 增量同步:开启Canal同步服务, 监听从节点数据库, 再开启主从同步,从节点收到数据后会通过Canal服务, 传递至新的DB节点。
- 切换新库:通过Nginx,切换访问流量至新的服务。
- 修复切换异常数据:在切换过程中, 如果出现,Canal未同步,但已切换至新库的请求(比如下单,修改了资金, 但还未同步 ), 可以通过定制程序, 读取检测异常日志,做自动修复或人工处理。
针对此种情况, 最好是在凌晨用户量小的时候, 或专门停止外网访问,进行切换,减少异常数据的产生。 - 数据校验:为保障数据的完全一致, 有必要对数据的数量完整性做校验。
1.5平滑2N方案(大数据量)
线上数据库,为了保障其高可用,一般每台主库会配置一台从库,主库负责读写,从库负责读取。下图所示,A,B是主库,A0和B0是从库。
图片
当需要扩容的时候,我们把A0和B0升级为新的主库节点,如此由2个分库变为4个分库。同时在上层的分片配置,做好映射,规则如下:
把uid%4=0和uid%4=2的数据分别分配到A和A0主库中
把uid%4=1和uid%4=3的数据分配到B和B0主库中
图片
因为A和A0库的数据相同,B和B0数据相同,此时无需做数据迁移。只需调整变更一下分片配置即可,通过配置中心更新,不需要重启。
图片
由于之前uid%2的数据是分配在2个库里面,扩容之后需要分布到4个库中,但由于旧数据仍存在(uid%4=0的节点,还有一半uid%4=2的数据),所以需要对冗余数据做一次清理。
这个清理,并不会影响线上数据的一致性,可以随时随地进行。
处理完成之后,为保证数据的高可用,以及将来下一步的扩容需求。
可以为现有的主库再次分配一个从库。
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2. 平滑2N扩容方案实践
2.1 实现应用服务级别的动态扩容
扩容前部署架构:
图片
2.1.1 MariaDB服务安装
- 切换阿里云镜像服务(YUM安装过慢可以切换)
yum -y install wget
## 备份CentOS-Base.repo
mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.bak
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
wget -P /etc/yum.repos.d/ http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
yum clean all
yum makecache
- 配置YUM源
vi /etc/yum.repos.d/mariadb-10.2.repo
增加以下内容:
[mariadb]
name = MariaDB
baseurl = https://mirrors.ustc.edu.cn/mariadb/yum/10.2/centos7-amd64
gpgkey=https://yum.mariadb.org/RPM-GPG-KEY-MariaDB
gpgcheck=1
- 执行安装
yum -y install mariadb mariadb-server MariaDB-client MariaDB-common
- 如果之前已经安装, 需要先删除(如果之前没有安装, 可以忽略此步骤)
停止Mariadb服务
[root@localhost yum.repos.d]# ps -ef | grep mysql
root 1954 1 0 Oct04 ? 00:05:43 /usr/sbin/mysqld --wsrep-new-cluster --user=root
root 89521 81403 0 07:40 pts/0 00:00:00 grep --color=auto mysql
[root@localhost yum.repos.d]# kill 1954
卸载Mariadb服务
yum -y remove Maria*
删除数据与配置:
rm -rf /var/lib/mysql/*
rm -rf /etc/my.cnf.d/
rm -rf /etc/my.cnf
- 启动MariaDB后,执行安全配置向导命令,可根据安全配置向导提高数据库的安全性
systemctl start mariadb
mysql_secure_installation
- 开启用户远程连接权限
将连接用户root开启远程连接权限;
mysql -uroot -p654321
进入MySQL服务, 执行以下操作:
use mysql;
delete from user;
## 配置root用户使用密码654321从任何主机都可以连接到mysql服务器
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'root'@'%' IDENTIFIED BY '654321' WITH GRANT OPTION;
FLUSH PRIVILEGES;
2.1.2 MariaDB双主同步
- 在Server1增加配置:
在/etc/my.cnf中添加以下配置:
[mysqld]
server-id = 1
log-bin=mysql-bin
relay-log = mysql-relay-bin
## 忽略mysql、information_schema库下对表的操作
replicate-wild-ignore-table=mysql.%
replicate-wild-ignore-table=information_schema.%
## 默认的情况下mysql是关闭的;
log-slave-updates=on
## 复制过程中,有任何错误,直接跳过
slave-skip-errors=all
auto-increment-offset=1
auto-increment-increment=2
## binlog的格式:STATEMENT,ROW,MIXED
binlog_format=mixed
## 自动过期清理binlog,默认0天,即不自动清理
expire_logs_days=10
注意, Server1自增为奇数位:
auto-increment-offset=1 主键自增基数, 从1开始。
auto-increment-increment=2 主键自增偏移量,每次为2。
- 在Server2增加配置:
修改/etc/my.cnf:
[mysqld]
server-id = 2
log-bin=mysql-bin
relay-log = mysql-relay-bin
replicate-wild-ignore-table=mysql.%
replicate-wild-ignore-table=information_schema.%
log-slave-updates=on
slave-skip-errors=all
auto-increment-offset=2
auto-increment-increment=2
binlog_format=mixed
expire_logs_days=10
Server2自增为偶数位:
auto-increment-offset=2 主键自增基数, 从2开始。
auto-increment-increment=2 主键自增偏移量,每次为2。
配置修改完成后, 重启数据库。
- 同步授权配置
在Server1创建replica用于主从同步的用户:
MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to 'replica'@'%' identified by 'replica';
mysql> flush privileges;
查询日志文件与偏移量,开启同步时需使用:
MariaDB [(none)]> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000001 | 663 | | |
+------------------+----------+--------------+------------------+
同样, 在Server2创建replica用于主从同步的用户:
MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to 'replica'@'%' identified by 'replica';
mysql> flush privileges;
查询日志文件与偏移量:
MariaDB [(none)]> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000001 | 663 | | |
+------------------+----------+--------------+------------------+
- 配置主从同步信息
在Server1中执行:
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.141',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000007', master_log_pos=374, master_connect_retry=30;
在Server2中执行:
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.140',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000015', master_log_pos=374, master_connect_retry=30;
- 开启双主同步
在Server1和Server2中分别执行:
MariaDB [(none)]> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
在Server1查询同步信息:
MariaDB [(none)]> show slave status\G;
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 10.10.20.126
Master_User: replica
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 30
Master_Log_: mysql-bin.000001
Read_Master_Log_Pos: 663
Relay_Log_: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 555
Relay_Master_Log_: mysql-bin.000001
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
...
在Server2查询同步信息:
MariaDB [(none)]> show slave status\G;
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 10.10.20.125
Master_User: replica
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 30
Master_Log_: mysql-bin.000001
Read_Master_Log_Pos: 663
Relay_Log_: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 555
Relay_Master_Log_: mysql-bin.000001
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
...
Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running 都是Yes,说明双主同步配置成功。
2.1.3 KeepAlived安装与高可用配置
- 在Server1与Server2两台节点安装keepalived:
yum -y install keepalived
- 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
- 设置主机名称:
Server1节点:
hostnamectl set-hostname vip1
Server2节点:
hostnamectl set-hostname vip2
- Server1节点配置
/etc/keepalived/keepalived.conf:
global_defs {
router_id vip1 # 机器标识,和主机名保持一致,运行keepalived服务器的一个标识
}
vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义
state BACKUP #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点
interface ens33 #绑定对外访问的网卡,vrrp实例绑定的网卡
virtual_router_id 111 #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示
priority 100 #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高
advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒
authentication { #设置验证信息
auth_type PASS #有PASS和AH两种
auth_pass 6666 #验证密码,BACKUP密码须相同
}
virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址
192.168.116.150
}
}
virtual_server 192.168.116.150 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口
delay_loop 6 #健康检查时间
lb_algo rr #负载均衡调度算法, rr代表轮询
lb_kind DR #负载均衡转发规则 DR/NAT/
persistence_timeout 0 #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置
protocol TCP #转发协议类型,支持TCP和UDP
real_server 192.168.116.140 3306 { #配置服务器节点VIP1
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh #当服务挂掉时, 会执行此脚本,结束keepalived进程
weight 1 #设置权重,越大权重越高
TCP_CHECK { #状态监测设置
connect_timeout 10 #超时配置, 单位秒
retry 3 #重试次数
delay_before_retry 3 #重试间隔
connect_port 3306 #连接端口, 和上面保持一致
}
}
}
创建关闭脚本mariadb.sh
/usr/local/shell/mariadb.sh:
pkill keepalived
加入执行权限:
chmod a+x mariadb.sh
- Server2节点配置:
global_defs {
router_id vip2 # 机器标识,和主机名保持一致,运行keepalived服务器的一个标识
}
vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义
state BACKUP #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点
interface ens33 #绑定对外访问的网卡
virtual_router_id 111 #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示
priority 98 #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高
advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒
authentication { #设置验证信息
auth_type PASS #有PASS和AH两种
auth_pass 6666 #验证密码,BACKUP密码须相同
}
virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址
192.168.116.150
}
}
virtual_server 192.168.116.150 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口
delay_loop 6 #健康检查时间
lb_algo rr #负载均衡调度算法, rr代表轮询, 可以关闭
lb_kind DR #负载均衡转发规则, 可以关闭
persistence_timeout 0 #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置
protocol TCP #转发协议类型,支持TCP和UDP
real_server 192.168.116.141 3306{ #配置服务器节点VIP2
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh #当服务挂掉时, 会执行此脚本,结束keepalived进程
weight 1 #设置权重,越大权重越高
TCP_CHECK { #r状态监测设置
connect_timeout 10 #超时配置, 单位秒
retry 3 #重试次数
delay_before_retry 3 #重试间隔
connect_port 3306 #连接端口, 和上面保持一致
}
}
}
和Server1的差异项:
router_id vip2 # 机器标识,和主机名保持一致
priority 98 #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高
real_server 10.10.20.126 3306 #配置服务器节点VIP2
注意, 两台节点都设为BACKUP
virtual_router_id 111 #同一个vrrp实例采用唯一标示
state BACKUP
如果不想重启后, 争夺备用节点的VIP, 可以设置此项
nopreempt #不主动抢占资源
注意:这个配置只能设置在backup主机上,而且这个主机优先级要比另外一台高
- 验证高可用
停止主节点MariaDB服务, 验证是否自动切换。
2.1.4 搭建应用服务工程
- ShardingJDBC的介绍
是ShardingSphere 下的一个产品
定位为轻量级 Java 框架,在 Java 的 JDBC 层提供的额外服务。 它使用客户端直连数据库,以 jar 包形式提供服务,无需额外部署和依赖,可理解为增强版的 JDBC 驱动,完全兼容 JDBC 和各种 ORM 框架。
适用于任何基于 JDBC 的 ORM 框架,如:JPA, Hibernate, Mybatis, Spring JDBC Template 或直接使用 JDBC。
支持任何第三方的数据库连接池,如:DBCP, C3P0, BoneCP, Druid, HikariCP 等。
支持任意实现 JDBC 规范的数据库,目前支持 MySQL,Oracle,SQLServer,PostgreSQL 以及任何遵循 SQL92 标准的数据库
- ShardingJDBC初始化流程
1)配置ShardingRuleConfiguration对象
2)配置表分片规则TableRuleConfiguration对象,设置分库、分表策略
3)通过Factory对象将Rule对象与DataSource对象装配
4)ShardingJDBC使用DataSource对象进行分库
图片
- ShardingJDBC集成配置
1)maven依赖
2)规则配置application.yml
3)创建DataSource - 验证应用服务动态扩容
// 动态数据源配置实现扩容
Properties properties = loadProperties("datasource1.properties");
try {
log.info("load datasource config url: " + properties.get("url"));
DruidDataSource druidDataSource = (DruidDataSource) DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
druidDataSource.setRemoveAbandoned(true);
druidDataSource.setRemoveAbandonedTimeout(600);
druidDataSource.setLogAbandoned(true);
// 设置数据源错误重连时间
druidDataSource.setTimeBetweenConnectErrorMillis(60000);
druidDataSource.init();
OrchestrationShardingDataSource dataSource = SpringContextUtil.getBean("tradeSystemDataSource", OrchestrationShardingDataSource.class);
Map dataSourceMap = dataSource.getDataSource().getDataSourceMap();
dataSourceMap.put(DatasourceEnum.DATASOURCE_2.getValue(), druidDataSource);
Map dataSourceConfigMap = new HashMap();
for(String key : dataSourceMap.keySet()) {
dataSourceConfigMap.put(key, DataSourceConfiguration.getDataSourceConfiguration(dataSourceMap.get(key)));
}
String result = SHARDING_RULE_TABLE_ORDER.replace(SHARDING_RULE_DATASOURCE, newRule);
replaceActualDataNodes(result);
SHARDING_RULE_DATASOURCE = newRule;
dataSource.renew(new DataSourceChangedEvent(
"/" + DruidSystemDataSourceConfiguration.DYNAMIC_SHARDING + "/config/schema/logic_db/datasource",
dataSourceConfigMap));
return;
} catch (Exception e) {
log.error(e.getMessage(), e);
}
- 配置两个数据源,分别指向Server1和Server2
- 分片只配置一个数据源
- 动态增加另一个数据源
- 注意事项
Sharding JDBC, Mycat, Drds 等产品都是分布式数据库中间件, 相比直接的数据源操作, 会存在一些限制, Sharding JDBC在使用时, 要注意以下问题:
有限支持子查询
不支持HAVING
不支持OR,UNION 和 UNION ALL
不支持特殊INSERT
每条INSERT语句只能插入一条数据,不支持VALUES后有多行数据的语句
不支持DISTINCT聚合
不支持dual虚拟表查询
不支持SELECT LAST_INSERT_ID(), 不支持自增序列
不支持CASE WHEN
2.2 实现数据库的秒级平滑2N扩容
扩容部署架构:
图片
2.2.1 新增数据库VIP
- 在Server2节点, 增加VIP
修改/etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id vip2
}
vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义
state BACKUP #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点
interface ens33 #绑定对外访问的网卡
virtual_router_id 112 #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示
priority 100 #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高
advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒
authentication { #设置验证信息
auth_type PASS #有PASS和AH两种
auth_pass 6666 #验证密码,BACKUP密码须相同
}
virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址
192.168.116.151
}
}
virtual_server 192.168.116.151 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口
delay_loop 6 #健康检查时间
persistence_timeout 0 #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置
protocol TCP #转发协议类型,支持TCP和UDP
real_server 192.168.116.141 3306{ #配置服务器节点VIP1
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh
weight 1 #设置权重,越大权重越高
TCP_CHECK { #r状态监测设置
connect_timeout 10 #超时配置, 单位秒
retry 3 #重试次数
delay_before_retry 3 #重试间隔
connect_port 3306 #连接端口, 和上面保持一致
}
}
}
注意配置项:
virtual_router_id 112 #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示
priority 100 #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高
2.2.2 应用服务增加动态数据源
- 修改应用服务配置, 增加新的数据源, 指向新设置的VIP: 192.168.116.151
- 通过应用服务接口, 动态扩容调整
2.2.3 解除原双主同步
mysql -uroot -p654321
- 进入Server1:
MariaDB [(none)]> stop slave;
- 进入Server2:
MariaDB [(none)]> stop slave;
- 通过应用服务接口验证数据是否解除同步
2.2.4 安装MariaDB扩容服务器
- 新建两台虚拟机, 分别为Server3和Server4。
- 在Server3和Server4两台节点上安装MariaDB服务
参考2.1.1 MariaDB服务安装 - 配置Server3与Server1,实现新的双主同步
[mysqld]
server-id = 3
log-bin=mysql-bin
relay-log = mysql-relay-bin
replicate-wild-ignore-table=mysql.%
replicate-wild-ignore-table=information_schema.%
log-slave-updates=on
slave-skip-errors=all
auto-increment-offset=2
auto-increment-increment=2
binlog_format=mixed
expire_logs_days=10
service mariadb restart
MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to 'replica'@'%' identified by 'replica';
mysql> flush privileges;
mysqldump -uroot -p654321 --routines --single_transaction --master-data=2 --databases smooth > server1.sql
...
--
-- Position to start replication or point-in-time recovery from
--
-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_='mysql-bin.000002', MASTER_LOG_POS=17748;
...
scp server1.sql root@192.168.116.142:/usr/local/
mysql -uroot -p654321 < /usr/local/server1.sql
根据上面的master status信息, 在Server3中执行:
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.140',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000016', master_log_pos=1754, master_connect_retry=30;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
MariaDB [(none)]> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
如果出现问题, 复原主从同步信息:
MariaDB [(none)]> reset slave;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
MariaDB [(none)]> show slave status \G
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 10.10.20.125
Master_User: replica
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 30
Master_Log_: mysql-bin.000004
Read_Master_Log_Pos: 11174
Relay_Log_: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 1746
Relay_Master_Log_: mysql-bin.000004
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
查看Server3的日志信息:
MariaDB [(none)]> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000001 | 4781 | | |
+------------------+----------+--------------+------------------+
在Server1节点, 配置同步信息:
MariaDB [(none)]> reset slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.142',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000005', master_log_pos=6931, master_connect_retry=30;
MariaDB [(none)]> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
配置Server1与Server3节点的同步
检查同步状态信息:
开启主从同步:
配置主从同步信息
将数据还原至Server3节点:
将备份的server1.sql通过scp命令拷贝至Server3节点。
查看并记录master status信息:
在Server1节点,进行数据全量备份:
创建replica用于主从同步的用户:
重启Server3数据库
Server3节点, 修改/etc/my.cnf:
- 配置Server4与Server2的双主同步
[mysqld]
server-id = 4
log-bin=mysql-bin
relay-log = mysql-relay-bin
replicate-wild-ignore-table=mysql.%
replicate-wild-ignore-table=information_schema.%
log-slave-updates=on
slave-skip-errors=all
auto-increment-offset=2
auto-increment-increment=2
binlog_format=mixed
expire_logs_days=10
service mariadb restart
MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to 'replica'@'%' identified by 'replica';
mysql> flush privileges;
mysqldump -uroot -p654321 --routines --single_transaction --master-data=2 --databases smooth > server2.sql
...
--
-- Position to start replication or point-in-time recovery from
--
-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_='mysql-bin.000003', MASTER_LOG_POS=4208;
...
scp server2.sql root@192.168.116.143:/usr/local/
mysql -uroot -p654321 < /usr/local/server2.sql
根据上面的master status信息, 在Server4中执行:
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.141',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000007', master_log_pos=3006, master_connect_retry=30;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
MariaDB [(none)]> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
注意, 如果出现问题, 复原主从同步信息:
MariaDB [(none)]> reset slave;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
MariaDB [(none)]> show slave status \G
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 10.10.20.125
Master_User: replica
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 30
Master_Log_: mysql-bin.000004
Read_Master_Log_Pos: 11174
Relay_Log_: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 1746
Relay_Master_Log_: mysql-bin.000004
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
查看Server4的日志信息:
MariaDB [(none)]> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000001 | 3696 | | |
+------------------+----------+--------------+------------------+
在Server2节点, 配置同步信息:
MariaDB [(none)]> reset slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.143',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000005', master_log_pos=5787, master_connect_retry=30;
MariaDB [(none)]> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
- 配置Server2与Server4节点的同步
- 检查同步状态信息:
- 开启主从同步:
- 配置主从同步信息
- 将数据还原至Server4节点:
- 将备份的server2.sql通过scp命令拷贝至Server4节点。
- 查看并记录master status信息:
- 在Server2节点,进行数据全量备份:
- 创建replica用于主从同步的用户:
- 重启Server4数据库
- Server4节点, 修改/etc/my.cnf:
2.2.5 增加KeepAlived服务实现高可用
- 确保新增的Server3和Server4节点安装Keepalived服务。
- 修改Server3节点配置
global_defs {
router_id vip3 # 机器标识,一般设为hostname,故障发生时,邮件通知会使用到。
}
vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义
state BACKUP #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点
interface ens33 #绑定对外访问的网卡
virtual_router_id 111 #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示
priority 98 #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高
advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒
authentication { #设置验证信息
auth_type PASS #有PASS和AH两种
auth_pass 6666 #验证密码,BACKUP密码须相同
}
virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址
192.168.116.150
}
}
virtual_server 192.168.116.150 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口
delay_loop 6 #健康检查时间
persistence_timeout 0 #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置
protocol TCP #转发协议类型,支持TCP和UDP
real_server 192.168.116.142 3306{ #配置服务器节点VIP3
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh
weight 1 #设置权重,越大权重越高
TCP_CHECK { #r状态监测设置
connect_timeout 10 #超时配置, 单位秒
retry 3 #重试次数
delay_before_retry 3 #重试间隔
connect_port 3306 #连接端口, 和上面保持一致
}
}
}
注意里面IP配置正确, 修改完成后重启服务。
创建关闭脚本mariadb.sh
/usr/local/shell/mariadb.sh:
pkill keepalived
加入执行权限:
chmod a+x mariadb.sh
- 修改Server4节点配置
global_defs {
router_id vip4 # 机器标识,一般设为hostname,故障发生时,邮件通知会使用到。
}
vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义
state BACKUP #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点
interface ens33 #绑定对外访问的网卡
virtual_router_id 112 #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示
priority 98 #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高
advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒
authentication { #设置验证信息
auth_type PASS #有PASS和AH两种
auth_pass 6666 #验证密码,BACKUP密码须相同
}
virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址
192.168.116.151
}
}
virtual_server 192.168.116.151 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口
delay_loop 6 #健康检查时间
persistence_timeout 0 #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置
protocol TCP #转发协议类型,支持TCP和UDP
real_server 192.168.116.143 3306{ #配置服务器节点VIP4
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh
weight 1 #设置权重,越大权重越高
TCP_CHECK { #r状态监测设置
connect_timeout 10 #超时配置, 单位秒
retry 3 #重试次数
delay_before_retry 3 #重试间隔
connect_port 3306 #连接端口, 和上面保持一致
}
}
}
创建关闭脚本mariadb.sh
/usr/local/shell/mariadb.sh:
pkill keepalived
给所有的用户组加入执行权限:
chmod a+x mariadb.sh
- 修改完后重启Keepalived服务。
2.2.6 清理数据并验证
通过应用服务动态扩容接口做调整和验证
在Server1节点清理数据
根据取模规则, 保留accountNo为偶数的数据
delete from t_trade_order where accountNo % 2 != 0
- 在Server2节点清理数据
根据取模规则, 保留accountNo为奇数的数据
delete from t_trade_order where accountNo % 2 != 1
3.keepalived高可用配置大全
在Server1(192.168.116.140)中执行:
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.141',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000005', master_log_pos=3207, master_connect_retry=30;
在Server2(192.168.116.141)中执行:
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.140',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000012', master_log_pos=1951, master_connect_retry=30;
在Server3(192.168.116.142)中执行:
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.140',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000013', master_log_pos=2781, master_connect_retry=30;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
在Server4(192.168.116.143)中执行:
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.141',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_='mysql-bin.000005', master_log_pos=7358, master_connect_retry=30;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Server1和Server2双主关系
Server1: keepalived.conf
vi /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id vip1
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 111
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 6666
}
virtual_ipaddress {
192.168.116.150
}
}
virtual_server 192.168.116.150 3306 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR // NAT|DR|TUN
persistence_timeout 0
protocol TCP
real_server 192.168.116.140 3306 {
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
}
Server2:keepalived.conf
vi /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id vip2
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 111
priority 98
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 6666
}
virtual_ipaddress {
192.168.116.150
}
}
virtual_server 192.168.116.150 3306 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 0
protocol TCP
real_server 192.168.116.141 3306{
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
}
新增数据库VIP
Server2:keepalived.conf
vi /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id vip2
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 112
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 6666
}
virtual_ipaddress {
192.168.116.151
}
}
virtual_server 192.168.116.151 3306 {
delay_loop 6
persistence_timeout 0
protocol TCP
real_server 192.168.116.141 3306{
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
}
Server1和Server3双主关系
Server3: keepalived.conf
vi /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id vip3
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 111
priority 98
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 6666
}
virtual_ipaddress {
192.168.116.150
}
}
virtual_server 192.168.116.150 3306 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 0
protocol TCP
real_server 192.168.116.142 3306 {
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
}
Server2和Server4双主关系
Server4: keepalived.conf
vi /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id vip4
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 112
priority 98
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 6666
}
virtual_ipaddress {
192.168.116.151
}
}
virtual_server 192.168.116.151 3306 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 0
protocol TCP
real_server 192.168.116.143 3306{
notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
}