一、扩容方案剖析
1、扩容问题
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。例如，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。
2、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。
3、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。
4、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：
- 修改的库；
- 修改的表；
- 修改的唯一主键；
- 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。
5、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。
6、平滑2N方案（大数据量）
1）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。
2）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。
3）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。
4）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。
二、平滑2N扩容方案实践
1、实现应用服务级别的动态扩容
扩容前部署架构：
1）MariaDB服务安装
① 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
② 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
③ 执行安装
yum -y install mariadb mariadb-server MariaDB-client MariaDB-common
④ 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
⑤ 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
⑥ 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）MariaDB双主同步
① 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。
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。
③ 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;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| 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;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000001 | 663 | | |
+------------------+----------+--------------+------------------+
④ 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_file='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_file='mysql-bin.000015', master_log_pos=374, master_connect_retry=30;
⑤ 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_File: mysql-bin.000001
Read_Master_Log_Pos: 663
Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 555
Relay_Master_Log_File: 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_File: mysql-bin.000001
Read_Master_Log_Pos: 663
Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 555
Relay_Master_Log_File: 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。
3）KeepAlived安装与高可用配置
① 在Server1与Server2两台节点安装keepalived
yum -y install keepalived
② 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
③ 设置主机名称
Server1节点：
hostnamectl set-hostname vip1
Server2节点：
hostnamectl set-hostname vip2
④ 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
⑤ 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
⑥ 验证高可用
停止主节点MariaDB服务， 验证是否自动切换。
4）搭建应用服务工程
① ShardingJDBC的介绍
ShardingJDBC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
② 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
③ ShardingJDBC集成配置
- maven依赖
- 规则配置application.yml
- 创建DataSource
④ 验证应用服务动态扩容
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
- // 动态数据源配置实现扩容
Properties properties = loadPropertiesFile("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<String, DataSource> dataSourceMap = dataSource.getDataSource().getDataSourceMap();
dataSourceMap.put(DatasourceEnum.DATASOURCE_2.getValue(), druidDataSource);
Map<String, DataSourceConfiguration> dataSourceConfigMap = new HashMap<String, DataSourceConfiguration>();
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);
}
⑤ 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、实现数据库的秒级平滑2N扩容
扩容部署架构：
1）新增数据库VIP
① 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）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。
3）解除原双主同步
mysql -uroot -p654321
① 进入Server1
MariaDB [(none)]> stop slave;
② 进入Server2
MariaDB [(none)]> stop slave;
③ 通过应用服务接口验证数据是否解除同步
4）安装MariaDB扩容服务器
① 新建两台虚拟机， 分别为Server3和Server4
② 在Server3和Server4两台节点上安装MariaDB服务
参考上文中MariaDB服务安装。
③ 配置Server3与Server1，实现新的双主同步
- Server3节点， 修改/etc/my.cnf
[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
- 重启Server3数据库
service mariadb restart
- 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;
- 在Server1节点，进行数据全量备份
mysqldump -uroot -p654321 --routines --single_transaction --master-data=2 --databases smooth > server1.sql
- 查看并记录master status信息
--
-- Position to start replication or point-in-time recovery from
--
-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000002', MASTER_LOG_POS=17748;
- 将备份的server1.sql通过scp命令拷贝至Server3节点
scp server1.sql root@192.168.116.142:/usr/local/
- 将数据还原至Server3节点
mysql -uroot -p654321 < /usr/local/server1.sql
- 配置主从同步信息
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_file='mysql-bin.000016', master_log_pos=1754, master_connect_retry=30;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
- 开启主从同步
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)
- 检查同步状态信息
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_File: mysql-bin.000004
Read_Master_Log_Pos: 11174
Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 1746
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000004
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
- 配置Server1与Server3节点的同步
查看Server3的日志信息：
MariaDB [(none)]> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| 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_file='mysql-bin.000005', master_log_pos=6931, master_connect_retry=30;
MariaDB [(none)]> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
④ 配置Server4与Server2的双主同步
- Server4节点， 修改/etc/my.cnf
[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
- 重启Server4数据库
service mariadb restart
- 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;
- 在Server2节点，进行数据全量备份
mysqldump -uroot -p654321 --routines --single_transaction --master-data=2 --databases smooth > server2.sql
- 查看并记录master status信息
--
-- Position to start replication or point-in-time recovery from
--
-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000003', MASTER_LOG_POS=4208;
- 将备份的server2.sql通过scp命令拷贝至Server4节点
scp server2.sql root@192.168.116.143:/usr/local/
- 将数据还原至Server4节点
mysql -uroot -p654321 < /usr/local/server2.sql
- 配置主从同步信息
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_file='mysql-bin.000007', master_log_pos=3006, master_connect_retry=30;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
- 开启主从同步
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)
- 检查同步状态信息
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_File: mysql-bin.000004
Read_Master_Log_Pos: 11174
Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 1746
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000004
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
- 配置Server2与Server4节点的同步
查看Server4的日志信息：
MariaDB [(none)]> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| 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_file='mysql-bin.000005', master_log_pos=5787, master_connect_retry=30;
MariaDB [(none)]> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
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
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
三、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_file='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_file='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_file='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_file='mysql-bin.000005', master_log_pos=7358, master_connect_retry=30;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
1、Server1和Server2双主关系
1）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
}
}
}
2）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
}
}
}
2、新增数据库VIP
1）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
}
}
}
3、Server1和Server3双主关系
1）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
}
}
}
4、Server2和Server4双主关系
1）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
}
}
}
