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MySQL-MGR实战指南：打造企业级高可用数据库集群

发布日期：2024-08-20 阅读数：327

引言

在数字化时代，企业的数据安全和业务连续性至关重要。想象一下，当关键业务数据存储在数据库中，而数据库突然出现故障，或者面临硬件故障、网络中断、自然灾害等不可预知的灾难性事件时，企业如何确保数据的完整性和业务的正常运行？这就是为什么构建企业级高可用数据库集群变得至关重要。

MySQL-MGR（MySQL Group Replication）正是解决这一问题的强有力工具。它不仅能够提供数据的一致性和高可用性，还能在故障发生时自动进行故障转移，确保业务的连续性和数据的完整性。

立维将帮助您构建一个高效、可靠的数据库集群，应对各种挑战。

MySQL-MGR的介绍

MySQL Group Replication（MGR）是MySQL官方在5.7.17版本引进的一个数据库高可用与高扩展的解决方案，以插件形式提供，实现了分布式下数据的最终一致性。

其特点如下：

高一致性：基于分布式paxos协议实现组复制.集群是多个MySQL Server节点共同组成的分布式集群，每个Server都有完整的副本，它是基于ROW格式的二进制日志文件和GTID特性,保证数据一致性；
高容错性：自动故障检测机制，只要不是大多数节点都宕机就可以继续工作，内置防脑裂保护机制,在主节点故障时，MGR能够自动选举新的主节点继续处理事务，保持服务的连续性；
高扩展性：节点的增加与移除会自动更新组成员信息，新节点加入后，自动从其他节点同步增量数据，直到与其他节点数据一致；
高灵活性：提供单主模式和多主模式，单主模式在主库宕机后能够自动选主，所有写入都在主节点进行，多主模式支持多节点写入。工作中优先使用单主模式。

优点：

基本无延迟，延迟比异步的小很多
支持多写模式，但是目前还不是很成熟
数据的强一致性，可以保证数据事务不丢失

事务处理流程

事务发起：客户端向任意MGR组内节点提交事务。

事务验证：节点通过内置的事务一致性检查机制（如冲突检测、全局唯一事务ID（GTID）校验等）确保事务符合组复制的要求。

事务传播：通过复制协议模块，节点将待提交的事务以消息的形式广播到组内其他节点。每个节点接收到消息后，将其暂存到本地队列中。

共识达成：借助Paxos协议（或其变体），组内节点对事务的提交顺序进行协商并达成一致。只有当大多数节点（法定数量）同意某个事务的提交顺序时，该事务才能被确认为可执行。

事务执行：各节点按照达成一致的顺序执行事务。即使在网络分区或节点故障的情况下，只要还有足够数量的节点存活且能够相互通信，就能继续进行共识决策和事务执行，保证数据一致性。

状态报告：节点定期或在事件触发时向组内其他节点报告自己的状态，包括事务执行进度、健康状况等，以便其他节点了解整个组的全局状态。

实验测试环境如下

单主模式，主节点可读写，备节点只可读

IP	linux版本	mysql版本	节点
172.20.0.1	centos7	9.0.1	主
172.20.0.2	centos7	9.0.1	备
172.20.0.3	centos7	9.0.1	备

1.下载安装mysql9，主节点修改配置文件如下

[mysqld]disabled_storage_engines="MyISAM,BLACKHOLE,FEDERATED,ARCHIVE,MEMORY"##MGR配置server_id=1 #备节点依次为2,3gtid_mode=ONenforce_gtid_consistency=ONplugin_load_add='group_replication.so'group_replication_group_name="bc946766-0c46-11ef-a8e2-0242ac110002" group_replication_start_on_boot=offgroup_replication_local_address= "172.20.0.1:33061" #备节点按备节点的ip修改group_replication_group_seeds= "172.20.0.1:33061,172.20.0.2:33061,172.20.0.3:33061"group_replication_bootstrap_group=off

2.初始化mysql，启动mysql

创建一个repl用户，并赋予replication slave 权限

在每个节点上执行

SET SQL_LOG_BIN=0;CREATE USER IF NOT EXISTS 'repl'@'%' IDENTIFIED BY '$PASSWORD';GRANT REPLICATION SLAVE, CONNECTION_ADMIN, BACKUP_ADMIN ON *.* TO 'repl'@'%';GRANT GROUP_REPLICATION_STREAM ON *.* TO 'repl'@'%';FLUSH PRIVILEGES;SET SQL_LOG_BIN=1;   CHANGE REPLICATION SOURCE TO SOURCE_USER='repl',SOURCE_PASSWORD='$PASSWORD' FOR CHANNEL 'group_replication_recovery';

3.在3个节点安装MGR模块组件

root@opseye:[(none)]> install plugin group_replication soname 'group_replication.so';Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)root@opseye:[(none)]> show plugins;+----------------------------------+----------+--------------------+----------------------+---------+| Name                             | Status   | Type               | Library              | License |+----------------------------------+----------+--------------------+----------------------+---------+| binlog                           | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || sha256_password                  | ACTIVE   | AUTHENTICATION     | NULL                 | GPL     || caching_sha2_password            | ACTIVE   | AUTHENTICATION     | NULL                 | GPL     || sha2_cache_cleaner               | ACTIVE   | AUDIT              | NULL                 | GPL     || daemon_keyring_proxy_plugin      | ACTIVE   | DAEMON             | NULL                 | GPL     || CSV                              | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || MEMORY                           | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || InnoDB                           | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || INNODB_TRX                       | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_CMP                       | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_CMP_RESET                 | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_CMPMEM                    | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_CMPMEM_RESET              | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_CMP_PER_INDEX             | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_CMP_PER_INDEX_RESET       | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_BUFFER_PAGE               | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_BUFFER_PAGE_LRU           | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_BUFFER_POOL_STATS         | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_TEMP_TABLE_INFO           | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_METRICS                   | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_FT_DEFAULT_STOPWORD       | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_FT_DELETED                | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_FT_BEING_DELETED          | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_FT_CONFIG                 | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_FT_INDEX_CACHE            | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_FT_INDEX_TABLE            | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_TABLES                    | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_TABLESTATS                | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_INDEXES                   | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_TABLESPACES               | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_COLUMNS                   | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_VIRTUAL                   | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_CACHED_INDEXES            | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || INNODB_SESSION_TEMP_TABLESPACES  | ACTIVE   | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || MyISAM                           | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || MRG_MYISAM                       | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || PERFORMANCE_SCHEMA               | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || TempTable                        | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || ARCHIVE                          | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || BLACKHOLE                        | ACTIVE   | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || FEDERATED                        | DISABLED | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || ndbcluster                       | DISABLED | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || ndbinfo                          | DISABLED | STORAGE ENGINE     | NULL                 | GPL     || ndb_transid_mysql_connection_map | DISABLED | INFORMATION SCHEMA | NULL                 | GPL     || ngram                            | ACTIVE   | FTPARSER           | NULL                 | GPL     || mysqlx_cache_cleaner             | ACTIVE   | AUDIT              | NULL                 | GPL     || mysqlx                           | ACTIVE   | DAEMON             | NULL                 | GPL     || group_replication                | ACTIVE   | GROUP REPLICATION  | group_replication.so | GPL     |+----------------------------------+----------+--------------------+----------------------+---------+set persist group_replication_single_primary_mode=on; ##多主模式设置off，单主模式设置为onCHANGE MASTER TO MASTER_USER='repl', MASTER_PASSWORD='repl' FOR CHANNEL 'group_replication_recovery';SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=ON;start group_replication;SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=OFF;

4.备节点执行如下命令

CHANGE MASTER TO MASTER_USER='repl', MASTER_PASSWORD='repl' FOR CHANNEL 'group_replication_recovery';set persist group_replication_single_primary_mode=on;START GROUP_REPLICATION;

5.在主节点查看MGR加入情况

[root@opseye scripts]# mysql -uroot -p"PASSWORD" -e "SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;"mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.+---------------------------+--------------------------------------+--------------+-------------+--------------+-------------+----------------+----------------------------+| CHANNEL_NAME              | MEMBER_ID                            | MEMBER_HOST  | MEMBER_PORT | MEMBER_STATE | MEMBER_ROLE | MEMBER_VERSION | MEMBER_COMMUNICATION_STACK |+---------------------------+--------------------------------------+--------------+-------------+--------------+-------------+----------------+----------------------------+| group_replication_applier | e346e7e5-5a24-11ef-9764-0242ac14000b | ba660f83ad88 |        3306 | ONLINE       | PRIMARY     | 9.0.1          | XCom                       || group_replication_applier | e38f497b-5a24-11ef-977a-0242ac14000c | 26061266b3c6 |        3306 | ONLINE       | SECONDARY   | 9.0.1          | XCom                       || group_replication_applier | e3be9da0-5a24-11ef-96ff-0242ac14000d | f5c6138f30f3 |        3306 | ONLINE       | SECONDARY   | 9.0.1          | XCom                       |+---------------------------+--------------------------------------+--------------+-------------+--------------+-------------+----------------+----------------------------+

6.可自行测试主节点的数据同步和主机点损坏切换。

模拟主节点挂掉，查看集群情况。

[root@opseye scripts]#  mysql -uroot -p"123456" -e "SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.+---------------------------+--------------------------------------+--------------+-------------+--------------+-------------+----------------+----------------------------+| CHANNEL_NAME              | MEMBER_ID                            | MEMBER_HOST  | MEMBER_PORT | MEMBER_STATE | MEMBER_ROLE | MEMBER_VERSION | MEMBER_COMMUNICATION_STACK |+---------------------------+--------------------------------------+--------------+-------------+--------------+-------------+----------------+----------------------------+| group_replication_applier | e38f497b-5a24-11ef-977a-0242ac14000c | 26061266b3c6 |        3306 | ONLINE       | PRIMARY     | 9.0.1          | XCom                       || group_replication_applier | e3be9da0-5a24-11ef-96ff-0242ac14000d | f5c6138f30f3 |        3306 | ONLINE       | SECONDARY   | 9.0.1          | XCom                       |+---------------------------+--------------------------------------+--------------+-------------+--------------+-------------+----------------+----------------------------