介绍几种 MySQL 官方高可用方案

news2024/10/6 22:22:31

前言：

MySQL 官方提供了多种高可用部署方案，从最基础的主从复制到组复制再到 InnoDB Cluster 等等。本篇文章以 MySQL 8.0 版本为准，介绍下不同高可用方案架构原理及使用场景。

1.MySQL Replication

MySQL Replication 是官方提供的主从同步方案，用于实现数据从一个 MySQL 实例（称为源或主服务器，Master）自动复制到一个或多个其他 MySQL 实例（称为副本或从服务器，Slave）。是目前应用最广的 MySQL 容灾方案，也是一切高可用方案的基础。

Replication 用两个或以上的实例搭建了 MySQL 主从复制集群，主节点处理写操作，从节点异步或半同步复制数据。虽然功能相对简单，但通过设置多个从节点可以实现读写分离和一定程度的故障转移。

主要特性：

异步复制：默认情况下，MySQL 使用异步复制，主服务器在写入数据后即认为操作完成，而不等待从服务器确认。
半同步复制：在半同步复制模式下，主服务器在提交事务时会等待至少一个从服务器确认接收到数据。
延迟复制：可以配置从服务器延迟一定时间接收主服务器的数据，用于防止误操作等场景。

适用场景：

读密集型应用：在需要高读取性能的场景下，读写分离架构可以有效提升性能。
数据备份和容灾：用作数据实时备份和故障恢复的场景。
业务分布：适合对高可用要求不高的业务，允许丢数据及同步延迟。

2.MySQL Group Replication

MySQL Group Replication 即组复制，简称为 MGR 。是 MySQL 5.7 版本之后引入的一种高可用性和高扩展性的解决方案，基于原生复制技术和 Paxos 协议实现。它提供了高一致性、高容错性、高扩展性和高灵活性。可以使用单主模式或双主模式，集群一般至少由三个节点组成。

主要特性：

多主复制：允许多个节点同时处理读写请求，从而提高系统的吞吐量和可靠性。
自动故障转移：当某个节点发生故障时，Group Replication 会自动重新配置集群，确保服务的连续性。
强一致性：使用分布式协议确保数据在所有节点之间的一致性，避免数据冲突和不一致。
冲突检测与解决：内置冲突检测机制，能够自动处理并解决数据冲突。

适用场景：

高可用性需求：适用于需要高可用性和数据强一致性的场景。
分布式系统：适用于需要分布式数据处理和高吞吐量的应用。
自动化管理：适用于希望通过自动化工具简化管理和运维的企业。

3.MySQL InnoDB Cluster

MySQL InnoDB Cluster 是 MySQL 官方提供的一种原生高可用性和高可扩展性解决方案。它通过使用 Group Replication 来实现数据的自动复制和高可用性。并结合 MySQL Shell 及 MySQL Router ，提供了更全面的高可用解决方案，包括自动安装、配置、管理和监控 MySQL 集群的能力。架构示意图如下：

InnoDB Cluster 集群内部基于 MySQL 组复制构建，提供自动成员管理，容错，自动故障转移动能等。利用 MySQL Shell 提供的 AdminAPI 功能来管理和配置 InnoDB Cluster。利用 MySQL Router 提供路由功能，将客户端应用程序透明地连接到服务器实例，如果服务器实例发生意外故障，集群会自动重新配置。

主要特性：

自动故障转移：在主节点出现故障时，系统可以自动将读写请求切换到可用的从节点，确保服务的连续性。
强一致性：利用 Group Replication 确保所有节点的数据一致性。
读写分离：支持读写分离，提高系统的读性能。
简化管理：通过 MySQL Shell 和 AdminAPI 进行自动化管理，简化集群的部署和运维。

适用场景：

适用于需要高可用性、高一致性和高读性能的应用场景，推荐使用 MySQL 8.0 的高版本进行部署。

4.MySQL InnoDB ClusterSet

MySQL InnoDB ClusterSet 是在 InnoDB Cluster 基础上的扩展，旨在提供跨地域的高可用性和容灾能力。它集成多个 InnoDB Cluster，实现跨地域的数据复制和故障转移。

InnoDB ClusterSet 使用专用的 ClusterSet 复制通道自动管理从主集群到副本集群的复制。如果主集群由于数据中心损坏或网络连接丢失而变得无法使用，用户可以激活副本集群以恢复服务的可用性。

主要特性：

跨地域高可用：通过多个地理位置的集群实现跨地域的高可用性和容灾能力。
一致性协调：ClusterSet Manager 统一管理和协调多个集群间的数据一致性和故障转移。
异步复制：各个集群间的数据同步采用异步复制技术，确保数据在灾难情况下的快速恢复。

适用场景：

适用于需要跨地域部署和高可用的场景，如全球分布的业务系统、大型企业的多数据中心部署等。

5.MySQL InnoDB ReplicaSet

MySQL InnoDB ReplicaSet 是基于传统主从复制架构的高可用性方案，只是集成了 MySQL Shell 及 MySQL Router 进行配置及管理。InnoDB ReplicaSet 不提供 InnoDB Cluster 提供的所有功能，例如自动故障转移或多主模式。但是它确实支持以类似方式配置、添加和删除实例等功能。在主节点不可用的情况下，需要使用 AdminAPI 手动触发故障转移。

主要特性：