MySQL組複製MGR(一)-- 技術概述

gegeman發表於2020-07-24

(一)複製技術的發展

MySQL的複製技術主要經歷了非同步主從複製,半同步複製,組複製(Group Replication)3個階段。

(1)傳統的非同步主從複製

傳統的MySQL提供了一種簡單的主從複製方法。有1個主伺服器(master),有1個或多個從伺服器(slave),主伺服器執行事務,然後提交,從伺服器非同步接收日誌,並重新應用日誌。

該架構存在的問題有:如果主伺服器/資料庫crash了,日誌沒有完成傳送到備庫,那麼當備庫切換為主庫的時候,可能存在資料丟失的風險。

非同步複製架構如下:

wps1

                                     圖1.MySQL Asynchronous Replication


(2)半同步複製

半同步複製向同步協議新增一個步驟,這意味著主庫在執行提交的時候,需要等待從庫確認已經接收到事務,才能進行提交。

該架構存在的問題有:主庫必須等待備庫接收到日誌並返回響應才算完成事物,造成了主庫的延遲,這個延遲最少是一個TCP/IP往返的時間,因此半同步複製最好在延遲低的網路中使用

半同步複製架構如下:

wps2

                                    圖2.MySQL semisynchronous Replication


(3)組複製

組複製是一種可用於實施容錯系統的技術。組複製是一組伺服器,每個伺服器都有自己的完整資料副本,並通過訊息傳遞相互互動。一個組複製由多個伺服器組成,該組中的每個伺服器都可以隨時獨立執行事務。但是,所有讀寫事務僅在獲得組批准後才提交,換句話說,對於任何讀寫事務,該組都需要確定提交,因此提交操作不是來自原始伺服器的單方面決定。只讀事務不需要組內協調,可以立即提交。

組複製可以是單主模式和多主模式,多主模式意味所有組成員都可以執行寫操作,這樣就可能存在事務衝突,根據組複製衝突監測機制,如果存在兩個不同的server成員更新同一行的併發事務,排在最前面的可以在所有server成員上提交,第二個事務在源server上回滾,並在組中的其它server上刪除。

wps3

                                      圖3.MySQL Group Replication


關於三種複製技術,個人覺得:非同步複製提供了主從方案,降低了單節點執行資料庫的風險;後續的半同步複製是非同步主從複製的加強,解決了資料丟失的風險,但是依然存在網路延遲,切換麻煩的問題(例如10個節點,1主9從,主節點當機,當把一個從節點提升為主節點後,其它節點需要手動修改master),而組複製則擁有了自動故障轉移failover的能力,當主節點發生故障(單主模式才需考慮)時,組內部會自動選擇主節點。


(二)組複製的容錯能力

組複製建立在Paxos分散式演算法之上,以提供伺服器之間的分散式協調,因此,他需要大多數伺服器處於活動狀態才能正常工作。如果有n臺伺服器,最多允許故障的伺服器數量為f,那麼n與f之間的關係為:n=2f+1。或許這麼看有些難以理解,可以看下面的關係:

組複製伺服器數量多數允許故障的伺服器數量
1 1 0
2 2 0
3 2 1
4 3 1
5 3 2
6 4 2
7 4 3


對組複製有了一定的瞭解,接下來,我們一起來搭建組複製。。。

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