文章目录
- 1. 概述
- 1.1 为什么要搭建主备架构数据库？
- 1.2 常见的Mysql数据库主备架构
- 2. Mysql 数据库主备搭建原理
- 3. Mysql数据库主备搭建实操
- 3.1 环境准备
- 3.2 主库操作
- 3.3 从库操作
- 3.4 主从同步验证
- 4. 总结
- 5. 参考文档
大家可能听过一个段子，当电脑遇到问题的时候，重启能解决99%的问题，重装能解决99.99%的问题。基本上没有问题不是重启不能解决的，有的话就再重启一下。
当然，上面的段子说的情况是事实。重启,重装的确可以解决99.99%的问题。但是仍有一些情况是不能容忍任何重启操作的,对于个人电脑或者应用来说，重启也许没什么大不了，但是对于一些企业系统，重启造成的影响可能非常大(强制重启极有可能导致数据的丢失)。例如，电动汽车车机系统，铁路控制系统，银行或证券交易系统,否则产生的事故后果难以想象，几乎不可能也不允许出现停机可能。那么保证系统或数据的稳定性就变得至关重要。
今天就给大家在数据库层面讲解主备搭建的原理方法和过程。
1. 概述
1.1 为什么要搭建主备架构数据库？
为保证企业的稳定生产运营，一个高可用的数据库架构是不可或缺的。对于企业来说，如果数据库出现宕机、数据丢失或不可用等问题，将会产生重大的影响和经济损失。对于大型公司，其数据库必须 7*24 可用，不能容忍任何长时间的服务中断。通过主备架构，当主数据库因突发硬件故障无法工作时，备用数据库能立即接管服务，保证客户的交易和查询不受影响，维护了公司的信誉和业务正常运行。
1.2 常见的Mysql数据库主备架构
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一主一从架构
- 这是最简单的主备架构。一个主数据库负责处理写入操作，一个从数据库用于数据备份和读取操作。从库通过复制主库的二进制日志来保持数据同步。
- 例如，在电商网站中，订单处理的写入操作在主库进行，而用户查询订单历史等读取操作可以在从库进行，减轻主库的负载。
图片来源:阿里云官网
-
一主多从架构
- 一个主库对应多个从库。主库承担写入任务，从库可以用于不同的用途，如读负载均衡、数据备份、数据分析等。
- 比如，一个从库用于网站前端的读取请求，另一个从库用于数据仓库的定期数据抽取。
图片来源:阿里云官网
-
双主架构
- 两个数据库服务器都可以进行写入操作，数据通过双向复制保持同步。但这种架构需要解决冲突处理的问题。
- 适用于对写入可用性要求高，且能有效处理冲突的场景，如分布式的金融交易系统。
图片来源:MySQL双主（主主）架构方案
-
此外还有多主多从架构，不再展开叙述
2. Mysql 数据库主备搭建原理
此处介绍和后续部署原理均为一主一备架构
MySQL 数据库主备搭建的原理主要基于数据复制技术，以实现数据的冗余和高可用性。
以下是其主要原理步骤：
- 主库（Master）记录二进制日志（Binary Log）
- 主库在进行数据更改操作（如插入、更新、删除等）时，会将这些操作以事件的形式记录到二进制日志中。
- 二进制日志包含了足够的信息，以便从库能够重现这些操作。
- 从库（Slave）连接到主库并请求二进制日志
- 从库通过配置指定主库的相关信息，建立与主库的连接。
- 从库向主库发送请求，获取需要的二进制日志。
- 主库推送二进制日志给从库
- 主库接收到从库的请求后，将指定的二进制日志内容发送给从库。
- 从库读取并应用二进制日志
- 从库接收到二进制日志后，将其存储在本地的中继日志（Relay Log）中。
- 从库有一个专门的线程（SQL 线程）读取中继日志中的事件，并在本地数据库中重新执行这些操作，从而实现数据的同步。
- 一致性保证
- 为了确保主从库数据的一致性，会使用一些机制，如主库在事务提交时等待二进制日志写入成功，从库在应用日志时按照相同的顺序执行操作等。
- 故障切换
- 当主库出现故障时，可以将业务切换到从库继续提供服务，以保证数据库的可用性。
3. Mysql数据库主备搭建实操
3.1 环境准备
关于msyql库的安装步骤，这里不再赘述。
详细操作步骤可以查看我的另外一篇文章:【香菇带你学数据库】mysql8.0编译安装图文教程
这里默认大家已经准备好了两个主备数据库
我的环境如下(仅供大家参考)
- 主机和数据库规格
主机:BClinux for euler 21.10 2核心4G-100G存储(Vmware虚拟机)
| ip | Hostname | 角色 |
|---|---|---|
| 172.168.120.149 | localhost | Master |
| 172.168.120.150 | localhost | Slave |
数据库版本：Mysql 8.0.20(编译安装)
- 网络要求
两个数据库可以相互访问，没有网络限制
3.2 主库操作
登录到数据库主库172.168.120.149
mysql -u root -p
允许远程登录Mysql数据库
use mysql;
update user set Host='%' where User='%';
flush privileges;
使用管理员权限，在主服务器上修改配置文件（my.cnf或my.ini）新增下面参数：
sudo vi /etc/my.cnf
# 此步骤需要输入密码
cat >> /etc/my.cnf <<EOF
#服务器 id，随意，但要唯一
server-id = 1
#二进制文件存放路径
log-bin = mysql-bin
#参数用于排除自带的数据库。
binlog-ignore-db = mysql
binlog-ignore-db = information_schema
binlog-ignore-db = performance_schema
#二进制日志格式，建议使用ROW格式以获得更好的兼容性和可靠性。
binlog-format = ROW
EOF
重启从服务以使更改生效。
sudo systemctl restart mysqld
在主服务器的数据库中创建用于复制的账户并授予相应的权限。
#登录MySQL
mysql -uroot -p
use mysql;
#创建用户
create user 'user_sync'@'%' identified by 'mypassword';
#授权账号复制权限
grant replication slave on *.* to 'user_sync'@'%';
#刷新配置
FLUSH PRIVILEGES;
在主服务器上执行以下命令获取当前二进制日志文件的名称和位置：
show master status;
记下输出中的 File 和 Position 值，后续在从库上使用。
mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+---------------------------------------------+-------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+---------------------------------------------+-------------------+
| mysql-bin.000006 | 156 | | mysql,information_schema,performance_schema | |
+------------------+----------+--------------+---------------------------------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)
3.3 从库操作
登录从库主机，修改Mysql配置文件（my.cnf或my.ini）
cat >>/etc/my.cnf <<EOF
server-id = 2
#中继日志文件的名称，用于从主服务器接收二进制日志事件。
relay-log = mysql-relay-bin
#从服务器的二进制日志文件的名称。
log_bin = mysql-bin
#不同步相关的库
replicate-ignore-db = mysql
replicate-ignore-db = information_schema
replicate-ignore-db = performance_schema
EOF
重启从库MySQL服务
systemctl restart mysqld
登录从服务器MySQL
mysql -uroot -p
根据主服务器建立的账号和主数据库上执行sql命令show master status；显示的内容，修改以下命令配置主从复制：
以下内容均需要替换成你自己的数据
stop slave;
change master to
master_host = '172.168.120.149',
master_user = 'user_sync',
master_password = 'mypassword',
#主服务器数据库上的file值(不能有空格)
master_log_file = 'mysql-bin.000006',
#主服务器数据库的Position值
master_log_pos = 156,
get_master_public_key=1;
start slave;
在在从服务器启动同步并查看状态
show slave status;
mysql> show slave status\G
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 172.168.120.149
Master_User: user_sync
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin.000006
Read_Master_Log_Pos: 156
Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 324
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000006
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
Replicate_Do_DB:
Replicate_Ignore_DB: mysql,information_schema,performance_schema
Replicate_Do_Table:
Replicate_Ignore_Table:
Replicate_Wild_Do_Table:
Replicate_Wild_Ignore_Table:
Last_Errno: 0
Last_Error:
Skip_Counter: 0
Exec_Master_Log_Pos: 156
Relay_Log_Space: 533
Until_Condition: None
Until_Log_File:
Until_Log_Pos: 0
Master_SSL_Allowed: No
Master_SSL_CA_File:
Master_SSL_CA_Path:
Master_SSL_Cert:
Master_SSL_Cipher:
Master_SSL_Key:
Seconds_Behind_Master: 0
Master_SSL_Verify_Server_Cert: No
Last_IO_Errno: 0
Last_IO_Error:
Last_SQL_Errno: 0
Last_SQL_Error:
Replicate_Ignore_Server_Ids:
Master_Server_Id: 1
Master_UUID: 054b822c-5310-11ef-9b89-000c297dff4d
Master_Info_File: mysql.slave_master_info
SQL_Delay: 0
SQL_Remaining_Delay: NULL
Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for more updates
Master_Retry_Count: 86400
Master_Bind:
Last_IO_Error_Timestamp:
Last_SQL_Error_Timestamp:
Master_SSL_Crl:
Master_SSL_Crlpath:
Retrieved_Gtid_Set:
Executed_Gtid_Set:
Auto_Position: 0
Replicate_Rewrite_DB:
Channel_Name:
Master_TLS_Version:
Master_public_key_path:
Get_master_public_key: 1
Network_Namespace:
1 row in set (0.00 sec)
mysql>
当Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running均为Yes时，代表正在保持同步
3.4 主从同步验证
在主库Mysql中新建数据库，数据表，并插入示例数据
# 创建新数据库
create database example_mydb;
# 使用新创建的数据库
use example_mydb;
# 创建表的SQL命令如下：
CREATE TABLE employees (
id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
first_name VARCHAR(50) NOT NULL,
last_name VARCHAR(50) NOT NULL,
email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL,
birthdate DATE
);
# 插入示例数据
INSERT INTO employees (first_name, last_name, email, birthdate)
VALUES ('John', 'Doe', 'john.doe@example.com', '1985-01-01');
INSERT INTO employees (first_name, last_name, email, birthdate)
VALUES ('Jane', 'Smith', 'jane.smith@example.com', '1987-02-15');
INSERT INTO employees (first_name, last_name, email, birthdate)
VALUES ('Michael', 'Johnson', 'michael.johnson@example.com', '1990-03-20');
mysql> create database example_mydb;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> use example_mydb;
Database changed
mysql> CREATE TABLE employees (
-> id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
-> first_name VARCHAR(50) NOT NULL,
-> last_name VARCHAR(50) NOT NULL,
-> email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL,
-> birthdate DATE
-> );
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> INSERT INTO employees (first_name, last_name, email, birthdate)
-> VALUES ('John', 'Doe', 'john.doe@example.com', '1985-01-01');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql>
mysql> INSERT INTO employees (first_name, last_name, email, birthdate)
-> VALUES ('Jane', 'Smith', 'jane.smith@example.com', '1987-02-15');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql>
mysql> INSERT INTO employees (first_name, last_name, email, birthdate)
-> VALUES ('Michael', 'Johnson', 'michael.johnson@example.com', '1990-03-20');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
在主库查看信息
SELECT * FROM employees;
登录到从库，查看信息是否对应。
use example_mydb;
SELECT * FROM employees;
4. 总结
通过本文的介绍，我们了解了搭建MySQL数据库主备架构的重要性以及常见的架构类型，包括一主一从、一主多从和双主架构等。同时，我们详细阐述了MySQL数据库主备搭建的原理，基于数据复制技术，通过主库记录二进制日志、从库请求和应用日志等步骤来实现数据的同步和高可用性。
在实操部分，我们按照环境准备、主库操作、从库操作和主从同步验证的步骤，详细说明了如何搭建MySQL数据库主备架构。在主库和从库上进行了相应的配置和操作，包括允许远程登录、修改配置文件、创建复制账户、授予权限、获取二进制日志信息等。最后，通过在主库创建数据库、表和插入数据，并在从库进行验证，确保了主从同步的有效性。
总的来说，搭建MySQL数据库主备架构可以提高数据库的可用性和稳定性，对于企业的稳定生产运营至关重要。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的架构类型，并严格按照操作步骤进行搭建和配置，以确保主备数据库能够正常工作，保障业务的连续性。
5. 参考文档
- 阿里云官网
- MySQL双主（主主）架构方案.
- MySQL8.0主从部署配置详细步骤
- 【香菇带你学数据库】mysql8.0编译安装图文教程
