5 大主流方案对比：MySQL 千亿级数据线上平滑扩容实战

频道：欢乐麻将动态日期： 2024-06-11 浏览：14

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在项目初期，我们部署了三个数据库A、B、C，此时数据库的规模可以满足我们的业务需求。为了将数据做到平均分配，我们在Service服务层使用uid%3进行取模分片，从而将数据平均分配到三个数据库中。

如图所示：

后期随着用户量的增加，用户产生的数据信息被源源不断的添加到数据库中，最终达到数据库的最佳存储容量。如果此时继续向数据库中新增数据，会导致数据库的CRUD等基本操作变慢，进而影响整个服务的响应速度。

这时，我们需要增加新的节点，对数据库进行水平扩容，那么加入新的数据库D后，数据库的规模由原来的3个变为4个。

如图所示：

此时由于分片规则发生了变化（uid%3 变为uid%4），导致大部分的数据，无法命中原有的数据，需要重新进行分配，要做大量的数据迁移处理。

比如之前uid如果是uid=3取模3%3=0，是分配在A库上，新加入D库后， uid=3取模3%4=3，分配在D库上；

新增一个节点，大概会有90%的数据需要迁移，这样会面临大量的数据压力，并且对服务造成极大的不稳定性。

1. 五个方案

1.1 停机方案

发布公告：为了进行数据的重新拆分，在停止服务之前，我们需要提前通知用户，比如：我们的服务会在yyyy-MM-dd进行升级，给您带来的不便敬请谅解。停止服务：关闭Service离线数据迁移（拆分，重新分配数据）：将旧库中的数据按照Service层的算法，将数据拆分，重新分配数据数据校验：开发定制一个程序对旧库和新库中的数据进行校验，比对更改配置：修改Service层的配置算法，也就是将原来的uid%3变为uid%4恢复服务：重启Service服务回滚预案：针对上述的每个步骤都要有数据回滚预案，一旦某个环节（如：数据迁移，恢复服务等）执行失败，立刻进行回滚，重新再来

停止服务之后，能够保证迁移工作的正常进行，但是服务停止，伤害用户体验，并造成了时间压力，必须在指定的时间内完成迁移。

1.2 停写方案

支持读写分离：数据库支持读写分离，在扩容之前，每个数据库都提供了读写功能，数据重新分配的过程中，将每个数据库设置为只读状态，关闭写的功能升级公告：为了进行数据的重新拆分，在停写之前，我们需要提前通知用户，比如：我们的服务会在yyyy-MM-dd进行升级，给您带来的不便敬请谅解。中断写操作，隔离写数据源（或拦截返回统一提示）：在Service层对所有的写请求进行拦截，统一返回提示信息，如：服务正在升级中，只对外提供读服务数据同步处理：将旧库中的数据按照Service层的算法，将数据重新分配，迁移（复制数据）数据校验：开发定制一个程序对旧库中的数据进行备份，使用备份的数据和重新分配后的数据进行校验，比对更改配置：通过配置中心，修改Service层的配置算法，也就是将原来的uid%3变为uid%4，这个过程不需要重启服务恢复写操作：设置数据库恢复读写功能，去除Service层的拦截提示数据清理：使用delete语句对冗余数据进行删除回滚预案：针对上述的每个步骤都要有数据回滚预案，一旦某个环节（如：数据迁移等）执行失败，立刻进行回滚，重新再来

缺点：在数据的复制过程需要消耗大量的时间，停写时间太长，数据需要先复制，再清理冗余数据

1.3 日志方案

核心是通过日志进行数据库的同步迁移，主要操作步骤如下：

1、数据迁移之前，业务应用访问旧的数据库节点。

2、日志记录

在升级之前，记录“对旧数据库上的数据修改”的日志（这里修改包括增、删、改），这个日志不需要记录详细的数据信息，主要记录：

（1）修改的库；

（2）修改的表；

（3）修改的唯一主键；

（4）修改操作类型。

日志记录不用关注新增了哪些信息，修改的数据格式，只需要记录以上数据信息，这样日志格式是固定的，这样能保证方案的通用性。

服务升级日志记录功能风险较小：

写和修改接口是少数，改动点少；

升级只是增加了一些日志，采用异步方式实现，对业务功能没有太多影响。

3、数据迁移：

研发定制数据迁移工具，作用是把旧库中的数据迁移至新库中。

整个过程仍然采用旧库进行对外服务。

数据同步工具实现复杂度不高。

只对旧库进行读取操作，如果同步出现问题，都可以对新库进行回滚操作。

可以限速或分批迁移执行，不会有时间压力。

数据迁移完成之后，并不能切换至新库提供服务。

因为旧库依然对线上提供服务，库中的数据随时会发生变化，但这些变化的数据并没有同步到新库中，旧库和新库数据不一致，所以不能直接进行切换，需要将数据同步完整。

4、日志增量迁移

研发一个日志迁移工具，把上面迁移数据过程中的差异数据追平，处理步骤：

读取log日志，获取具体是哪个库、表和主键发生了变化修改；

把旧库中的主键记录读取出来

根据主键ID，把新库中的记录替换掉

这样可以最大程度的保障数据的一致性。风险分析：

整个过程，仍然是旧库对线上提供服务；

日志迁移工具实现的复杂度较低；

任何时间发现问题，可以重新再来，有充分的容错空间；

可以限速重放处理日志，处理过程不会因为对线上影响造成时间压力。

但是，日志增量同步完成之后，还不能切换到新的数据库。

因为日志增量同步过程中，旧库中可能有数据发生变化，导致数据不一致，所以需要进一步读取日志，追平数据记录；日志增量同步过程随时可能会产生新的数据，新库与旧库的数据追平也会是一个无限逼近的过程。

5、数据校验

准备好数据校验工具，将旧库和新库中的数据进行比对，直到数据完全一致。

6、切换新库

数据比对完成之后，将流量转移切换至新库，至此新库提供服务，完成迁移。

但是在极限情况下，即便通过上面的数据校验处理，也有可能出现99.99%数据一致，不能保障完全一致，这个时候可以在旧库做一个readonly只读功能，或者将流量屏蔽降级，等待日志增量同步工具完全追平后，再进行新库的切换。

至此，完成日志方案的迁移扩容处理，整个过程能够持续对线上提供服务，只会短暂的影响服务的可用性。

这种方案的弊端，是操作繁琐，需要适配多个同步处理工具，成本较高，需要制定个性化业务的同步处理，不具备普遍性，耗费的时间周期也较长。

1.4 双写方案（中小型数据）

双写方案可通过canal或mq做实现。

增加新库，按照现有节点，增加对应的数量。

数据迁移：避免增量影响，先断开主从，再导入（耗时较长），同步完成并做校验

增量同步：开启Canal同步服务，监听从节点数据库，再开启主从同步，从节点收到数据后会通过Canal服务，传递至新的DB节点。

切换新库：通过Nginx，切换访问流量至新的服务。

修复切换异常数据：在切换过程中，如果出现，Canal未同步，但已切换至新库的请求（比如下单，修改了资金，但还未同步），可以通过定制程序，读取检测异常日志，做自动修复或人工处理。

针对此种情况，最好是在凌晨用户量小的时候，或专门停止外网访问，进行切换，减少异常数据的产生。

数据校验：为保障数据的完全一致，有必要对数据的数量完整性做校验。

1.5平滑2N方案（大数据量）

线上数据库，为了保障其高可用，一般每台主库会配置一台从库，主库负责读写，从库负责读取。下图所示，A，B是主库，A0和B0是从库。

1、当需要扩容的时候，我们把A0和B0升级为新的主库节点，如此由2个分库变为4个分库。同时在上层的分片配置，做好映射，规则如下:

把uid%4=0和uid%4=2的数据分别分配到A和A0主库中

把uid%4=1和uid%4=3的数据分配到B和B0主库中

2、因为A和A0库的数据相同，B和B0数据相同，此时无需做数据迁移。只需调整变更一下分片配置即可，通过配置中心更新，不需要重启。

由于之前uid%2的数据是分配在2个库里面，扩容之后需要分布到4个库中，但由于旧数据仍存在（uid%4=0的节点,还有一半uid%4=2的数据），所以需要对冗余数据做一次清理。

这个清理，并不会影响线上数据的一致性，可以随时随地进行。

3、处理完成之后，为保证数据的高可用，以及将来下一步的扩容需求。

可以为现有的主库再次分配一个从库。

2. 平滑2N扩容方案实践

2.1 实现应用服务级别的动态扩容

扩容前部署架构：

2.1.1 MariaDB服务安装

切换阿里云镜像服务（YUM安装过慢可以切换）

yum -y install wget

# 备份CentOS-Base.repo

mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.bak

wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo

wget -P /etc/yum.repos.d/ http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo

yum clean all

yum makecache

配置YUM源

vi /etc/yum.repos.d/mariadb-10.2.repo

增加以下内容：

[mariadb]

name = MariaDB

baseurl = https://mirrors.ustc.edu.cn/mariadb/yum/10.2/centos7-amd64

gpgkey=https://yum.mariadb.org/RPM-GPG-KEY-MariaDB

gpgcheck=1

执行安装

yum -y install mariadb mariadb-server MariaDB-client MariaDB-common

如果之前已经安装，需要先删除（如果之前没有安装，可以忽略此步骤）

停止Mariadb服务

[root@localhost yum.repos.d]# ps -ef | grep mysql

root 1954 1 0 Oct04 ? 00:05:43 /usr/sbin/mysqld --wsrep-new-cluster --user=root

root 89521 81403 0 07:40 pts/0 00:00:00 grep --color=auto mysql

[root@localhost yum.repos.d]# kill 1954

卸载Mariadb服务

yum -y remove Maria*

删除数据与配置：

rm -rf /var/lib/mysql/*

rm -rf /etc/my.cnf.d/

rm -rf /etc/my.cnf

启动MariaDB后，执行安全配置向导命令，可根据安全配置向导提高数据库的安全性

systemctl start mariadb

mysql_secure_installation

开启用户远程连接权限

将连接用户root开启远程连接权限；

mysql -uroot -p654321

进入MySQL服务，执行以下操作：

use mysql;

delete from user;

# 配置root用户使用密码654321从任何主机都可以连接到mysql服务器GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO root@% IDENTIFIED BY 654321

WITH GRANT OPTION;

FLUSH PRIVILEGES;

2.1.2 MariaDB双主同步

在Server1增加配置：

在/etc/my.cnf中添加以下配置：

[mysqld]

server-id = 1

log

-bin=mysql-bin

relay-log = mysql-relay-bin

# 忽略mysql、information_schema库下对表的操作

replicate-wild-ignore-table=mysql.%

replicate-wild-ignore-table=information_schema.%

# 默认的情况下mysql是关闭的;log

-slave-updates=on

# 复制过程中，有任何错误，直接跳过

slave-skip-errors=all

auto-increment-offset=1

auto-increment-increment=2

# binlog的格式：STATEMENT，ROW，MIXED

binlog_format=mixed

# 自动过期清理binlog，默认0天，即不自动清理

expire_logs_days=10

注意， Server1自增为奇数位：

auto-increment-offset=1 主键自增基数, 从1开始。

auto-increment-increment=2 主键自增偏移量，每次为2。

在Server2增加配置：

修改/etc/my.cnf:

[mysqld]

server-id = 2

log

-bin=mysql-bin

relay-log = mysql-relay-bin

replicate-wild-ignore-table=mysql.%

replicate-wild-ignore-table=information_schema.%

log

-slave-updates=on

slave-skip-errors=all

auto-increment-offset=2

auto-increment-increment=2

binlog_format=mixed

expire_logs_days=10

Server2自增为偶数位：

auto-increment-offset=2 主键自增基数, 从2开始。

auto-increment-increment=2 主键自增偏移量，每次为2。

配置修改完成后，重启数据库。

同步授权配置

在Server1创建replica用于主从同步的用户：

MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to replica@% identified by replica

;

mysql> flush privileges;

查询日志文件与偏移量，开启同步时需使用：

MariaDB [(none)]> show master status;

+------------------+----------+--------------+------------------+

+------------------+----------+--------------+------------------+

| mysql-bin.000001 | 663 | | |

+------------------+----------+--------------+------------------+

同样，在Server2创建replica用于主从同步的用户：

MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to replica@% identified by replica

;

mysql> flush privileges;

查询日志文件与偏移量：

MariaDB [(none)]> show master status;

+------------------+----------+--------------+------------------+

+------------------+----------+--------------+------------------+

| mysql-bin.000001 | 663 | | |

+------------------+----------+--------------+------------------+

配置主从同步信息

在Server1中执行：

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.141,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000007

, master_log_pos=374, master_connect_retry=30;

在Server2中执行：

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.140,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000015

, master_log_pos=374, master_connect_retry=30;

开启双主同步

在Server1和Server2中分别执行：

MariaDB [(none)]> start slave;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

在Server1查询同步信息：

MariaDB [(none)]> show slave status\G;

**** **** **** **** **** **** *** 1. row ** **** **** **** **** **** **** *

Slave_IO_State: Waiting for

master to send event

Master_Host: 10.10.20.126

Master_User: replica

Master_Port: 3306

Connect_Retry: 30

Master_Log_: mysql-bin.000001

Read_Master_Log_Pos: 663

Relay_Log_: mysql-relay-bin.000002

Relay_Log_Pos: 555

Relay_Master_Log_: mysql-bin.000001

Slave_IO_Running: Yes

Slave_SQL_Running: Yes

...

在Server2查询同步信息：

MariaDB [(none)]> show slave status\G;

**** **** **** **** **** **** *** 1. row ** **** **** **** **** **** **** *

Slave_IO_State: Waiting for

master to send event

Master_Host: 10.10.20.125

Master_User: replica

Master_Port: 3306

Connect_Retry: 30

Master_Log_: mysql-bin.000001

Read_Master_Log_Pos: 663

Relay_Log_: mysql-relay-bin.000002

Relay_Log_Pos: 555

Relay_Master_Log_: mysql-bin.000001

Slave_IO_Running: Yes

Slave_SQL_Running: Yes

...

Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running 都是Yes，说明双主同步配置成功。

2.1.3 KeepAlived安装与高可用配置

在Server1与Server2两台节点安装keepalived：

yum -y install keepalived

关闭防火墙

systemctl stop firewalld

systemctl disable

firewalld

设置主机名称：

Server1节点：

hostnamectl set

-hostname vip1

Server2节点：

hostnamectl set

-hostname vip2

Server1节点配置

/etc/keepalived/keepalived.conf：

global_defs {

router_id vip1 # 机器标识，和主机名保持一致，运行keepalived服务器的一个标识

}

vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义 state BACKUP #lvs的状态模式，MASTER代表主， BACKUP代表备份节点 interface ens33 #绑定对外访问的网卡，vrrp实例绑定的网卡 virtual_router_id 111 #虚拟路由标示，同一个vrrp实例采用唯一标示 priority 100 #优先级，100代表最大优先级，数字越大优先级越高 advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔，单位是秒 authentication { #设置验证信息 auth_type PASS #有PASS和AH两种 auth_pass 6666 #验证密码，BACKUP密码须相同

}

virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址

192.168.116.150

}

virtual_server 192.168.116.150 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口 delay_loop 6 #健康检查时间 lb_algo rr #负载均衡调度算法， rr代表轮询 lb_kind DR #负载均衡转发规则 DR/NAT/ persistence_timeout 0 #会话保持时间，这里要做测试，所以设为0，实际可根据session有效时间配置 protocol TCP #转发协议类型，支持TCP和UDP real_server 192.168.116.140 3306 { #配置服务器节点VIP1 notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh #当服务挂掉时，会执行此脚本，结束keepalived进程 weight 1 #设置权重，越大权重越高 TCP_CHECK { #状态监测设置 connect_timeout 10 #超时配置，单位秒 retry 3 #重试次数 delay_before_retry 3 #重试间隔 connect_port 3306 #连接端口，和上面保持一致

}

创建关闭脚本mariadb.sh

/usr/local/shell/mariadb.sh：

pkill keepalived

加入执行权限：

chmod a+x mariadb.sh

Server2节点配置：

global_defs {

router_id vip2 # 机器标识，和主机名保持一致，运行keepalived服务器的一个标识

}

vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义 state BACKUP #lvs的状态模式，MASTER代表主， BACKUP代表备份节点 interface ens33 #绑定对外访问的网卡 virtual_router_id 111 #虚拟路由标示，同一个vrrp实例采用唯一标示 priority 98 #优先级，100代表最大优先级，数字越大优先级越高 advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔，单位是秒 authentication { #设置验证信息 auth_type PASS #有PASS和AH两种 auth_pass 6666 #验证密码，BACKUP密码须相同

}

virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址

192.168.116.150

}

virtual_server 192.168.116.150 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口 delay_loop 6 #健康检查时间 lb_algo rr #负载均衡调度算法， rr代表轮询, 可以关闭 lb_kind DR #负载均衡转发规则, 可以关闭 persistence_timeout 0 #会话保持时间，这里要做测试，所以设为0，实际可根据session有效时间配置 protocol TCP #转发协议类型，支持TCP和UDP real_server 192.168.116.141 3306{ #配置服务器节点VIP2 notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh #当服务挂掉时，会执行此脚本，结束keepalived进程 weight 1 #设置权重，越大权重越高 TCP_CHECK { #r状态监测设置 connect_timeout 10 #超时配置，单位秒 retry 3 #重试次数 delay_before_retry 3 #重试间隔 connect_port 3306 #连接端口，和上面保持一致

}

和Server1的差异项：

router_id vip2 # 机器标识，和主机名保持一致priority 98 #优先级，100代表最大优先级，数字越大优先级越高real_server 10.10.20.126 3306 #配置服务器节点VIP2

注意，两台节点都设为BACKUP

virtual_router_id 111 #同一个vrrp实例采用唯一标示

state BACKUP

如果不想重启后，争夺备用节点的VIP，可以设置此项

nopreempt #不主动抢占资源

注意：这个配置只能设置在backup主机上，而且这个主机优先级要比另外一台高

验证高可用

停止主节点MariaDB服务，验证是否自动切换。

2.1.4 搭建应用服务工程

ShardingJDBC的介绍

是ShardingSphere 下的一个产品

定位为轻量级 Java 框架，在 Java 的 JDBC 层提供的额外服务。它使用客户端直连数据库，以 jar 包形式提供服务，无需额外部署和依赖，可理解为增强版的 JDBC 驱动，完全兼容 JDBC 和各种 ORM 框架。

适用于任何基于 JDBC 的 ORM 框架，如：JPA, Hibernate, Mybatis, Spring JDBC Template 或直接使用 JDBC。支持任何第三方的数据库连接池，如：DBCP, C3P0, BoneCP, Druid, HikariCP 等。支持任意实现 JDBC 规范的数据库，目前支持 MySQL，Oracle，SQLServer，PostgreSQL 以及任何遵循 SQL92 标准的数据库

ShardingJDBC初始化流程

1）配置ShardingRuleConfiguration对象

2）配置表分片规则TableRuleConfiguration对象，设置分库、分表策略

3）通过Factory对象将Rule对象与DataSource对象装配

4）ShardingJDBC使用DataSource对象进行分库

ShardingJDBC集成配置

1）maven依赖

2）规则配置application.yml

3）创建DataSource

验证应用服务动态扩容

// 动态数据源配置实现扩容

Properties properties = loadProperties("datasource1.properties"

);

try {

log.info("load datasource config url: " + properties.get("url"

));

DruidDataSource druidDataSource = (DruidDataSource) DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);

druidDataSource.setRemoveAbandoned(true

);

druidDataSource.setRemoveAbandonedTimeout(600);

druidDataSource.setLogAbandoned(true

);

// 设置数据源错误重连时间

druidDataSource.setTimeBetweenConnectErrorMillis(60000);

druidDataSource.init();

OrchestrationShardingDataSource dataSource = SpringContextUtil.getBean("tradeSystemDataSource"

, OrchestrationShardingDataSource.class);

Map dataSourceMap = dataSource.getDataSource().getDataSourceMap();

dataSourceMap.put(DatasourceEnum.DATASOURCE_2.getValue(), druidDataSource);

Map dataSourceConfigMap = new HashMap();

for

(String key : dataSourceMap.keySet()) {

dataSourceConfigMap.put(key, DataSourceConfiguration.getDataSourceConfiguration(dataSourceMap.get(key)));

}

String result = SHARDING_RULE_TABLE_ORDER.replace(SHARDING_RULE_DATASOURCE, newRule);

replaceActualDataNodes(result);

SHARDING_RULE_DATASOURCE = newRule;

dataSource.renew(new DataSourceChangedEvent(

"/" + DruidSystemDataSourceConfiguration.DYNAMIC_SHARDING + "/config/schema/logic_db/datasource"

,

dataSourceConfigMap));

return

;

} catch (Exception e) {

log.error(e.getMessage(), e);

}

配置两个数据源，分别指向Server1和Server2

分片只配置一个数据源

动态增加另一个数据源

注意事项

Sharding JDBC, Mycat, Drds 等产品都是分布式数据库中间件, 相比直接的数据源操作, 会存在一些限制, Sharding JDBC在使用时, 要注意以下问题:

有限支持子查询不支持HAVING不支持OR，UNION 和 UNION ALL不支持特殊INSERT每条INSERT语句只能插入一条数据，不支持VALUES后有多行数据的语句不支持DISTINCT聚合不支持dual虚拟表查询不支持SELECT LAST_INSERT_ID(), 不支持自增序列不支持CASE WHEN

2.2 实现数据库的秒级平滑2N扩容

扩容部署架构：

2.2.1 新增数据库VIP

在Server2节点，增加VIP

修改/etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {

router_id vip2

}

vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义 state BACKUP #lvs的状态模式，MASTER代表主， BACKUP代表备份节点 interface ens33 #绑定对外访问的网卡 virtual_router_id 112 #虚拟路由标示，同一个vrrp实例采用唯一标示 priority 100 #优先级，100代表最大优先级，数字越大优先级越高 advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔，单位是秒 authentication { #设置验证信息 auth_type PASS #有PASS和AH两种 auth_pass 6666 #验证密码，BACKUP密码须相同

}

virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址

192.168.116.151

}

virtual_server 192.168.116.151 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口 delay_loop 6 #健康检查时间 persistence_timeout 0 #会话保持时间，这里要做测试，所以设为0，实际可根据session有效时间配置 protocol TCP #转发协议类型，支持TCP和UDP real_server 192.168.116.141 3306{ #配置服务器节点VIP1 notify_down /usr/local

/shell/mariadb.sh

weight 1 #设置权重，越大权重越高 TCP_CHECK { #r状态监测设置 connect_timeout 10 #超时配置，单位秒 retry 3 #重试次数 delay_before_retry 3 #重试间隔 connect_port 3306 #连接端口，和上面保持一致

}

注意配置项：

virtual_router_id 112 #虚拟路由标示，同一个vrrp实例采用唯一标示priority 100 #优先级，100代表最大优先级，数字越大优先级越高2.2.2 应用服务增加动态数据源修改应用服务配置，增加新的数据源，指向新设置的VIP： 192.168.116.151通过应用服务接口，动态扩容调整2.2.3 解除原双主同步

mysql -uroot -p654321

进入Server1:

MariaDB [(none)]> stop slave;

进入Server2:

MariaDB [(none)]> stop slave;

通过应用服务接口验证数据是否解除同步

2.2.4 安装MariaDB扩容服务器

新建两台虚拟机，分别为Server3和Server4。

在Server3和Server4两台节点上安装MariaDB服务

参考2.1.1 MariaDB服务安装

配置Server3与Server1，实现新的双主同步

[mysqld]

server-id = 3

log

-bin=mysql-bin

relay-log = mysql-relay-bin

replicate-wild-ignore-table=mysql.%

replicate-wild-ignore-table=information_schema.%

log

-slave-updates=on

slave-skip-errors=all

auto-increment-offset=2

auto-increment-increment=2

binlog_format=mixed

expire_logs_days=10

service mariadb restart

MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to replica@% identified by replica

;

mysql> flush privileges;

mysqldump -uroot -p654321 --routines --single_transaction --master-data=2 --databases smooth > server1.sql

...

--

-- Position to start replication or point-in-time recovery from

--

-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_=mysql-bin.000002

, MASTER_LOG_POS=17748;

...

scp server1.sql [email protected]:/usr/local

/

mysql -uroot -p654321 < /usr/local

/server1.sql

根据上面的master status信息，在Server3中执行：

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.140,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000016

, master_log_pos=1754, master_connect_retry=30;

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

MariaDB [(none)]> start slave;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

如果出现问题，复原主从同步信息：

MariaDB [(none)]> reset slave;

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

MariaDB [(none)]> show slave status \G

**** **** **** **** **** **** *** 1. row ** **** **** **** **** **** **** *

Slave_IO_State: Waiting for

master to send event

Master_Host: 10.10.20.125

Master_User: replica

Master_Port: 3306

Connect_Retry: 30

Master_Log_: mysql-bin.000004

Read_Master_Log_Pos: 11174

Relay_Log_: mysql-relay-bin.000002

Relay_Log_Pos: 1746

Relay_Master_Log_: mysql-bin.000004

Slave_IO_Running: Yes

Slave_SQL_Running: Yes

查看Server3的日志信息：

MariaDB [(none)]> show master status;

+------------------+----------+--------------+------------------+

+------------------+----------+--------------+------------------+

| mysql-bin.000001 | 4781 | | |

+------------------+----------+--------------+------------------+

在Server1节点，配置同步信息：

MariaDB [(none)]> reset slave;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.142,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000005

, master_log_pos=6931, master_connect_retry=30;

MariaDB [(none)]> start slave;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

配置Server1与Server3节点的同步检查同步状态信息：开启主从同步：配置主从同步信息将数据还原至Server3节点：将备份的server1.sql通过scp命令拷贝至Server3节点。查看并记录master status信息：在Server1节点，进行数据全量备份：创建replica用于主从同步的用户：重启Server3数据库Server3节点，修改/etc/my.cnf:

配置Server4与Server2的双主同步

[mysqld]

server-id = 4

log

-bin=mysql-bin

relay-log = mysql-relay-bin

replicate-wild-ignore-table=mysql.%

replicate-wild-ignore-table=information_schema.%

log

-slave-updates=on

slave-skip-errors=all

auto-increment-offset=2

auto-increment-increment=2

binlog_format=mixed

expire_logs_days=10

service mariadb restart

MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to replica@% identified by replica

;

mysql> flush privileges;

mysqldump -uroot -p654321 --routines --single_transaction --master-data=2 --databases smooth > server2.sql

...

--

-- Position to start replication or point-in-time recovery from

--

-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_=mysql-bin.000003

, MASTER_LOG_POS=4208;

...

scp server2.sql [email protected]:/usr/local

/

mysql -uroot -p654321 < /usr/local

/server2.sql

根据上面的master status信息，在Server4中执行：

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.141,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000007

, master_log_pos=3006, master_connect_retry=30;

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

MariaDB [(none)]> start slave;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

注意，如果出现问题，复原主从同步信息：

MariaDB [(none)]> reset slave;

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

MariaDB [(none)]> show slave status \G

**** **** **** **** **** **** *** 1. row ** **** **** **** **** **** **** *

Slave_IO_State: Waiting for

master to send event

Master_Host: 10.10.20.125

Master_User: replica

Master_Port: 3306

Connect_Retry: 30

Master_Log_: mysql-bin.000004

Read_Master_Log_Pos: 11174

Relay_Log_: mysql-relay-bin.000002

Relay_Log_Pos: 1746

Relay_Master_Log_: mysql-bin.000004

Slave_IO_Running: Yes

Slave_SQL_Running: Yes

查看Server4的日志信息：

MariaDB [(none)]> show master status;

+------------------+----------+--------------+------------------+

+------------------+----------+--------------+------------------+

| mysql-bin.000001 | 3696 | | |

+------------------+----------+--------------+------------------+

在Server2节点，配置同步信息：

MariaDB [(none)]> reset slave;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.143,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000005

, master_log_pos=5787, master_connect_retry=30;

MariaDB [(none)]> start slave;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

配置Server2与Server4节点的同步检查同步状态信息：开启主从同步：配置主从同步信息将数据还原至Server4节点：将备份的server2.sql通过scp命令拷贝至Server4节点。查看并记录master status信息：在Server2节点，进行数据全量备份：创建replica用于主从同步的用户：重启Server4数据库Server4节点，修改/etc/my.cnf:2.2.5 增加KeepAlived服务实现高可用

确保新增的Server3和Server4节点安装Keepalived服务。

修改Server3节点配置

global_defs {

router_id vip3 # 机器标识，一般设为hostname，故障发生时，邮件通知会使用到。

}

vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义 state BACKUP #lvs的状态模式，MASTER代表主， BACKUP代表备份节点 interface ens33 #绑定对外访问的网卡 virtual_router_id 111 #虚拟路由标示，同一个vrrp实例采用唯一标示 priority 98 #优先级，100代表最大优先级，数字越大优先级越高 advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔，单位是秒 authentication { #设置验证信息 auth_type PASS #有PASS和AH两种 auth_pass 6666 #验证密码，BACKUP密码须相同

}

virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址

192.168.116.150

}

virtual_server 192.168.116.150 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口 delay_loop 6 #健康检查时间 persistence_timeout 0 #会话保持时间，这里要做测试，所以设为0，实际可根据session有效时间配置 protocol TCP #转发协议类型，支持TCP和UDP real_server 192.168.116.142 3306{ #配置服务器节点VIP3 notify_down /usr/local

/shell/mariadb.sh

weight 1 #设置权重，越大权重越高 TCP_CHECK { #r状态监测设置 connect_timeout 10 #超时配置，单位秒 retry 3 #重试次数 delay_before_retry 3 #重试间隔 connect_port 3306 #连接端口，和上面保持一致

}

注意里面IP配置正确，修改完成后重启服务。

创建关闭脚本mariadb.sh

/usr/local/shell/mariadb.sh：

pkill keepalived

加入执行权限：

chmod a+x mariadb.sh

修改Server4节点配置

global_defs {

router_id vip4 # 机器标识，一般设为hostname，故障发生时，邮件通知会使用到。

}

vrrp_instance VI_1 { #vrrp实例定义 state BACKUP #lvs的状态模式，MASTER代表主， BACKUP代表备份节点 interface ens33 #绑定对外访问的网卡 virtual_router_id 112 #虚拟路由标示，同一个vrrp实例采用唯一标示 priority 98 #优先级，100代表最大优先级，数字越大优先级越高 advert_int 1 #master与backup节点同步检查的时间间隔，单位是秒 authentication { #设置验证信息 auth_type PASS #有PASS和AH两种 auth_pass 6666 #验证密码，BACKUP密码须相同

}

virtual_ipaddress { #KeepAlived虚拟的IP地址

192.168.116.151

}

virtual_server 192.168.116.151 3306 { #配置虚拟服务器IP与访问端口 delay_loop 6 #健康检查时间 persistence_timeout 0 #会话保持时间，这里要做测试，所以设为0，实际可根据session有效时间配置 protocol TCP #转发协议类型，支持TCP和UDP real_server 192.168.116.143 3306{ #配置服务器节点VIP4 notify_down /usr/local

/shell/mariadb.sh

weight 1 #设置权重，越大权重越高 TCP_CHECK { #r状态监测设置 connect_timeout 10 #超时配置，单位秒 retry 3 #重试次数 delay_before_retry 3 #重试间隔 connect_port 3306 #连接端口，和上面保持一致

}

创建关闭脚本mariadb.sh

/usr/local/shell/mariadb.sh：

pkill keepalived

给所有的用户组加入执行权限：

chmod a+x mariadb.sh

修改完后重启Keepalived服务。

2.2.6 清理数据并验证

通过应用服务动态扩容接口做调整和验证

在Server1节点清理数据

根据取模规则，保留accountNo为偶数的数据

delete from t_trade_order where

accountNo % 2 != 0

在Server2节点清理数据

根据取模规则，保留accountNo为奇数的数据

delete from t_trade_order where accountNo % 2 != 1

3.keepalived高可用配置大全

在Server1（192.168.116.140）中执行：

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.141,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000005, master_log_pos=3207, master_connect_retry=30

;

在Server2（192.168.116.141）中执行：

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.140,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000012, master_log_pos=1951, master_connect_retry=30

;

在Server3（192.168.116.142）中执行：

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.140,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000013, master_log_pos=2781, master_connect_retry=30

;

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

在Server4（192.168.116.143）中执行：

MariaDB [(none)]> change master to master_host=192.168.116.141,master_user=replica, master_password=replica, master_port=3306, master_log_=mysql-bin.000005, master_log_pos=7358, master_connect_retry=30

;

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

Server1和Server2双主关系

Server1: keepalived.conf

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {

router_id vip1

}

vrrp_instance VI_1 {

state BACKUP

interface ens33 virtual_router_id

111

priority

100

advert_int

1

authentication

{

auth_type PASS

auth_pass 6666

}

virtual_ipaddress {

192.168.116.150

}

virtual_server 192.168.116.150 3306

{

delay_loop 6

lb_algo rr

lb_kind DR // NAT|DR|TUN persistence_timeout 0

protocol TCP

real_server 192.168.116.140 3306

{

notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh

weight 1

TCP_CHECK {

connect_timeout 10 retry 3 delay_before_retry 3 connect_port 3306

}

Server2:keepalived.conf

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {

router_id vip2

}

vrrp_instance VI_1 {

state BACKUP

interface ens33 virtual_router_id

111

priority

98

advert_int

1

authentication

{

auth_type PASS

auth_pass 6666

}

virtual_ipaddress {

192.168.116.150

}

virtual_server 192.168.116.150 3306

{

delay_loop 6

lb_algo rr

lb_kind DR

persistence_timeout 0

protocol TCP

real_server 192.168.116.141 3306

{

notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh

weight 1

TCP_CHECK {

connect_timeout 10 retry 3 delay_before_retry 3 connect_port 3306

}

新增数据库VIP

Server2:keepalived.conf

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {

router_id vip2

}

vrrp_instance VI_1 {

state BACKUP

interface ens33 virtual_router_id

112

priority

100

advert_int

1

authentication

{

auth_type PASS

auth_pass 6666

}

virtual_ipaddress {

192.168.116.151

}

virtual_server 192.168.116.151 3306

{

delay_loop 6 persistence_timeout 0

protocol TCP

real_server 192.168.116.141 3306

{

notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh

weight 1

TCP_CHECK {

connect_timeout 10 retry 3 delay_before_retry 3 connect_port 3306

}

Server1和Server3双主关系

Server3: keepalived.conf

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {

router_id vip3

}

vrrp_instance VI_1 {

state BACKUP

interface ens33 virtual_router_id

111

priority

98

advert_int

1

authentication

{

auth_type PASS

auth_pass 6666

}

virtual_ipaddress {

192.168.116.150

}

virtual_server 192.168.116.150 3306

{

delay_loop 6

lb_algo rr

lb_kind DR

persistence_timeout 0

protocol TCP

real_server 192.168.116.142 3306

{

notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh

weight 1

TCP_CHECK {

connect_timeout 10 retry 3 delay_before_retry 3 connect_port 3306

}

Server2和Server4双主关系

Server4: keepalived.conf

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {

router_id vip4

}

vrrp_instance VI_1 {

state BACKUP

interface ens33 virtual_router_id

112

priority

98

advert_int

1

authentication

{

auth_type PASS

auth_pass 6666

}

virtual_ipaddress {

192.168.116.151

}

virtual_server 192.168.116.151 3306

{

delay_loop 6

lb_algo rr

lb_kind DR

persistence_timeout 0

protocol TCP

real_server 192.168.116.143 3306

{

notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh

weight 1

TCP_CHECK {

connect_timeout 10 retry 3 delay_before_retry 3 connect_port 3306

}

https://blog.csdn.net/BASK2311/article/details/127915636

END

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1. 五个方案

1.1 停机方案

1.2 停写方案

1.3 日志方案

1.4 双写方案（中小型数据）

1.5平滑2N方案（大数据量）

2. 平滑2N扩容方案实践

2.1 实现应用服务级别的动态扩容

2.2 实现数据库的秒级平滑2N扩容

3.keepalived高可用配置大全

Server1和Server2双主关系

新增数据库VIP

Server1和Server3双主关系

Server2和Server4双主关系

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