MySQL 高可用基础教程之四数据可靠性方案介绍
大纲
概述
数据可靠性方案分类
| 数据可靠性方案 | 说明 |
|---|---|
| RAID 10 | 适用于对数据冗余性和性能要求较高的应用场景，如数据库服务器、虚拟化环境和高性能计算等。 |
| SAN 存储网络 | 除了价格贵，没有太多缺点。 |
| DRBD 磁盘复制 | Linux 内核模块实现的磁盘块级别的同步复制技术。 |
RAID 10
RAID 10（Redundant Array of Independent Disks 10）是一种存储方案，它结合了 RAID 1（镜像）和 RAID 0（条带化）的特性。RAID 10 通过将多个磁盘组合在一起，提供了数据冗余和性能增强的优势。在 RAID 10 中，磁盘被分为两组，每组至少有两个磁盘。其中一组磁盘使用 RAID 1（镜像）技术，即数据被同时写入两个磁盘，提供了数据的冗余备份。另一组磁盘使用 RAID 0（条带化）技术，即数据被分块地写入多个磁盘，提供了更好的读写性能。
提示
- RAID 10 数据可靠性方案在金融、银行领域使用的比较多。
- RAID 10 适用于对数据冗余性和性能要求较高的应用场景，如数据库服务器、虚拟化环境和高性能计算等。
- RAID 10 的容量利用率较低，如果容量是一个关键因素，可能需要考虑其他 RAID 级别。在选择 RAID 级别时，需要根据具体的需求和预算来权衡各种因素。
整体架构
优缺点
优点
数据冗余：RAID 10 通过镜像技术提供了数据的冗余备份。如果一个磁盘发生故障，数据仍然可以从镜像磁盘中恢复，保证了数据的可靠性和可用性。高性能：RAID 10 通过条带化技术提供了更好的读写性能。数据可以同时从多个磁盘读取或写入，提高了数据访问的速度和吞吐量。故障容忍：由于 RAID 10 具有数据冗余性，当一个磁盘发生故障时，系统可以继续正常运行，并且可以在更换故障磁盘后进行数据恢复，减少了系统停机时间。
缺点
成本较高：由于 RAID 10 需要使用多个磁盘进行数据镜像和条带化，所以成本较高。相比其他 RAID 级别，RAID 10 需要更多的磁盘。容量利用率较低：RAID 10 的容量利用率较低，因为数据被同时写入两个磁盘。例如，如果有 4 个 1TB 的磁盘组成 RAID 10，实际可用的存储容量只有 2TB。
SAN 存储网络
SAN（Storage Area Network）是一种专门用于存储数据的高速网络架构。它将存储设备（如磁盘阵列、磁带库等）与服务器连接起来，提供高性能、高可用性和可扩展性的共享存储解决方案。
提示
- SAN 存储网络适用于对存储性能、可用性和扩展性要求较高的应用场景，如大型企业、数据中心、虚拟化环境等。
- 在选择和部署 SAN 存储网络时，需要根据具体的需求和预算来权衡各种因素，并确保与服务器和应用程序的兼容性。
优缺点
优点
存储共享：SAN 允许多台服务器共享存储设备，使得数据可以在不同的服务器之间共享和访问。这样可以提高数据的灵活性和共享性，减少存储资源的浪费。高性能：SAN 使用高速的网络连接（如光纤通道、以太网等），提供了高带宽和低延迟的数据传输。这使得存储设备可以提供更高的读写性能，满足对存储性能要求较高的应用场景。可扩展性：SAN 具有良好的可扩展性，可以根据需求灵活地扩展存储容量和性能。通过添加新的存储设备或扩展现有设备的容量，可以满足不断增长的存储需求。管理简便：SAN 提供了集中管理和监控的功能，使得存储资源的配置、监控和管理变得更加简便和高效。管理员可以通过集中的管理界面对存储设备进行配置和管理，提高了管理效率。数据强一致性：可以很好地保证数据的强一致性，不会因为 MySQL 的逻辑错误发生数据不一致的情况。部署简单：部署两节点即可，不依赖数据库实现，保障数据安全。
缺点
不具备故障转移：需要考虑共享存储的高可用性。成本较高：相比于其他存储解决方案，SAN 的成本较高。它需要专用的硬件设备和高速网络连接，这增加了部署和维护的成本。配置复杂性：SAN 的配置和管理相对复杂，需要专业的知识和技能。对于不熟悉 SAN 的用户来说，配置和管理可能是一项具有挑战性的任务。
DRBD 磁盘复制
DRBD（Distrubuted Replicated Block Device）是一种构建高可用分布式网络存储解决方案的专业工具（由 Linux 内核提供），可用于对服务器之间的磁盘、分区、逻辑卷等进行数据同步。当用户将数据写入本地磁盘时，会将数据发送到网络中另一台主机的磁盘上，这样的本地主机（主节点）与远程主机（备节点）的数据就可以保证实时同步。DRBD 主要用于数据传输、复制和同步，可以在网络存储节点之间实现可靠性更高的数据备份，也常用于构建高可用的存储节点及其他组件，如集群、负载均衡和存储服务器等。
DRBD 结合 MySQL 使用
DRBD 与 MySQL 结合使用可以实现高可用性的数据库方案。通过将 MySQL 数据库的数据目录配置为 DRBD 设备，加上额外的配置和管理工具（如 Pacemaker），可以为数据库提供实时复制和故障转移的能力，从而提高数据库的可靠性和可用性。当主节点发生故障时，系统可以自动切换到备节点，减少数据库服务的中断时间。DRBD 经典架构的组合是 MySQL + DRBD + Heartbeat。
整体架构
在 MySQL 与 DRBD 方案中，通常会有两个节点：一个主节点和一个备节点。主节点负责处理所有的读写操作，并将数据实时复制到备节点上。备节点会持续地从主节点复制数据，以保持数据的一致性。当主节点发生故障时，备节点可以接管主节点的角色，成为新的主节点，继续提供数据库服务。这种故障转移过程是自动的，可以通过配置和管理工具（如 Pacemaker）来实现。需要注意的是，配置和管理 MySQL 与 DRBD 方案需要一定的技术知识和经验。此外，对网络的稳定性和带宽要求较高，以确保数据的实时复制和同步。因此，在实施该方案之前，建议进行充分的规划和测试，以确保系统的稳定性和可靠性。
优缺点
优点
- 两节点即可，部署简单，切换逻辑简单。
- 相比于 SAN 储存网络，价格低廉。
- 保证数据的强一致性。
缺点
- 从库不提供读服务。
- 对 IO 性能的影响较大。