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金融云:探究MySQL金融版(原名:三节点企业版)

2017-07-14 01:39来源:阿里云
导读:三节点企业版,顾名思义,底层维护了三个数据库节点,一主两备的复制拓扑结构意味着每个节点都是全量的数据,数据库事务日志(Log)从主库同步复制到所有的备库,当集群中超过半数的节点都写入成功后,事务才能完成提交。

金融云:探究MySQL金融版(原名:三节点企业版)

MySQL作为世界上最流行的关系型数据库(RDBMS)之一,在互联网、云计算、零售电商等各行各业均有广泛的应用,普及率非常之高,用户基础良好。

随着云计算技术的逐渐普及,使用云服务的客户行业、场景的边界也在不断地被拓宽,不断提出新的需求。在最早尝试云计算的互联网行业带领下,金融、保险等行业都开始拥抱云计算,而以银行、证券为代表的很多公司对云数据库服务提出了更为严格的要求:要像他们现在基于昂贵的传统IOE构建出来的数据库系统那样,任何情况下都要保证数据不能丢失、损坏。于是在这样的背景和客户驱动下,我们希望通过增加副本数,在不损失可用性的前提下,提供更高的数据可靠性,给客户更多的选择。

在这样的背景下,MySQL三节点企业版应运而生,它是一款面向高端企业级用户的云数据库系列,除了维持原有的MySQL兼容性和可用性,还在AliSQL内核中引入Raft协议,借助MySQL Semi-sync Replication实现日志 『多副本同步复制』,来确保数据的强一致性,提供金融级的可靠性。他是如何做到这一点的,我们通过对比,进行简单分析。

双机高可用版

为了便于理解,我们先回顾下双机高可用版。

RDS双机高可用版采用一主一备架构,利用原生的逻辑复制,确保数据在两个节点同步,这种Share-Nothing的架构通过数据冗余获得了较高的可用性,是在成本、性能、可用性及可靠性之间权衡的结果。

这里有异步、半同步和双通道三种复制模式。

异步复制

金融云:探究MySQL金融版(原名:三节点企业版)

为追求主库的性能及可用性,binlog以异步的方式复制到备库,因此不需要收到备库的反馈,事务即可提交。当主库故障的情况下,备库的数据可能是不完整的。

目前对 RDS for MySQL 5.5/5.6 提供这种模式。

半同步复制

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半同步复制(Semi-sync Replication)默认采用同步机制进行复制,但为保证主库的可用性,一旦备库响应(ACK)超过1s(时长可配置),则退化为『异步复制』模式。因此这种情况下,备库数据也无法保证与主库完全同步,甚至当主库故障时,备库也无法知道自己的数据是否是完整的。

· 目前对 RDS for MySQL 5.5 提供这种模式。 
· 对于MySQL 5.6,提供了增强版的半同步复制(双通道),细节可查询相关资料,不再赘述。

三节点企业版

三节点最大的亮点在于其较高的数据一致性和可靠性保护。

可靠性

三节点企业版,顾名思义,底层维护了三个数据库节点,一主两备的复制拓扑结构意味着每个节点都是全量的数据,数据库事务日志(Log)从主库同步复制到所有的备库,当集群中超过半数的节点都写入成功后,事务才能完成提交。虽然是同步复制,但由于是三个点,因此单个节点的故障不会影响到实例整体的可用性。这种设计的好处显而易见,即在不损失可用性的情况下,通过较高的数据冗余度来换取更好的可靠性,同时支持跨机房的部署方式,具备机房容灾能力。

金融云:探究MySQL金融版(原名:三节点企业版)

如上图,对于每一条事务,执行(Execute)完成,写入binlog后,会同步发送给所有备库,当其中一个备库写入Relaylog,并返回响应(ACK)后,主库才完成提交(Commit)给应用(Client)返回。当主库故障时,至少可以找到一个备库具有完整的数据用于切换,并且通过Raft协议确保切换时的可靠性和原子性,保证任何时候都只有一个Leader(Master)可写。

在传统的复制模式下,主库和备库的状态受控于外部组件,很容易出现复制冲突、数据不一致问题。三节点在实现中,主备库的角色由内部通过选举决定,内核把集群内的所有节点当成一个整体来管理,从根本上解决数据一致性的问题,确保在整个Failover过程中主备数据的一致性。由于篇幅所限不能一一展开,举个例子简单说明。

· 假如主库在阶段②发生故障宕机,这时备库relay log并没有写入,主备库数据将会不一致。由于Client也未收到Commit返回,因此当主库恢复后我们会把这条备库没有写入的事务通过Flashback方法回滚掉。 
· 在阶段③和④主库发生故障,数据都已写入主备库,并不会引起不一致,不需要做特殊处理,但由于应用没有收到commit,这个需要业务进行容错。

机房容灾

在满足三机房的Region,我们会提供多可用区部署。三个节点位于三个机房,整合依赖组件,全链路考虑,确保单机房故障时的数据可靠性以及整个实例的可用性。

金融云:探究MySQL金融版(原名:三节点企业版)

此外,未来结合RDS的灾备实例,可轻松实现跨城的两地三中心部署方案,满足行业要求。

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关键词 :
MySQL
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