基于Grid Infrastructure集群的MYSQL數(shù)據(jù)庫高可用方案的研究與實(shí)現(xiàn)

朱廣新，馬俊磊

（1．南瑞集團(tuán)有限公司，江蘇 南京211000；2．南京基石數(shù)據(jù)技術(shù)有限責(zé)任公司，江蘇 南京210093）

0 引 言

DBMS廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì)的方方面面，政府機(jī)構(gòu)、學(xué)校、銀行、房地產(chǎn)集團(tuán)、電信企業(yè)、航空公司、電商企業(yè)等組織機(jī)構(gòu)都需要使用DBMS來管理其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。DBMS已經(jīng)成為這些領(lǐng)域關(guān)鍵的核心信息系統(tǒng)之一［1］。然而隨著業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的持續(xù)增長(zhǎng)，特別是大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下每天指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，DBMS不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種故障及性能瓶頸，因此DBMS的高可用性能就顯的尤為重要。

基于Grid Infrastructure集群的MYSQL數(shù)據(jù)庫高可用方案是將MYSQL作為Grid Infrastructure集群管理的一個(gè)資源，在軟件架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的高可用設(shè)計(jì)。當(dāng)MYSQL數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障時(shí)，該集群會(huì)自動(dòng)恢復(fù)發(fā)生故障的數(shù)據(jù)庫，或者將其轉(zhuǎn)移到其他節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，該恢復(fù)過程對(duì)于用戶而言是不可知的，用戶不用修改任何配置也可以持續(xù)地訪問數(shù)據(jù)庫，有效地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的高可用性。

1 目前基于Grid Infrastructure集群的數(shù)據(jù)庫高可用架構(gòu)方案

Grid Infrastructure是 ORACLE 11gR2新發(fā)布的一款集群解決方案，以下詳細(xì)介紹基于該軟件的高可用架構(gòu)的組成與結(jié)構(gòu)，以及基于架構(gòu)的ORACLE RAC數(shù)據(jù)庫的高可用方案。

1.1 Grid Infrastructure高可用架構(gòu)

由各節(jié)點(diǎn)硬盤構(gòu)成的共享存儲(chǔ)，為該架構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，各資源的數(shù)據(jù)目錄存放于共享存儲(chǔ)中。Grid Infrastructure為該架構(gòu)的核心管理中心，托管各個(gè)資源，通過集群策略配置，可以有效實(shí)現(xiàn)各種類型資源的高可用性。

1.2 基于Grid Infrastructure的 ORACLE RAC高可用方案

基于Grid Infrastructure的ORACLE RAC高可用架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于Grid Infrastructure的ORACLE RAC高可用架構(gòu)

圖1 表示了基于Grid Infrastructure的ORACLE RAC高可用架構(gòu)的組成與結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)分為以下幾個(gè)主要部分：

（1）Grid Infrastructure層

這部分是該方案的核心管理區(qū)，在其之下還有底層的存儲(chǔ)架構(gòu)。

（2）節(jié)點(diǎn)層

這部分以集群各節(jié)點(diǎn)為主，NODE1和NODE2為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，NODE1－VIP和 NODE2－VIP是分別依賴于這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的虛擬IP，其完全依賴于節(jié)點(diǎn)的存活狀態(tài)。

（3）數(shù)據(jù)庫實(shí)例層

該方案的數(shù)據(jù)庫層為ORACLE RAC數(shù)據(jù)庫。這里以兩節(jié)點(diǎn)為例，RAC＿DB1和RAC＿DB2為ORACLE RAC數(shù)據(jù)庫的兩個(gè)實(shí)例，當(dāng)其所在的節(jié)點(diǎn)NODE1或NODE2宕機(jī)后，集群會(huì)自動(dòng)將該節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)庫實(shí)例轉(zhuǎn)移到其余存活的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，有效地保障了數(shù)據(jù)庫的高可用性。

（4）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要以 SCAN－IP為主，客戶端的tnsnames配置文件中，只需要 SCAN－IP信息。SCAN－IP類似服務(wù)端對(duì)外提供服務(wù)的虛擬主機(jī)，客戶端只需要連接到該主機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)端的訪問，只不過訪問的服務(wù)端的具體節(jié)點(diǎn)是隨機(jī)的。

2 基于Grid Infrastructure的 MYSQL數(shù)據(jù)庫高可用方案

MYSQL數(shù)據(jù)庫高可用方案是將MYSQL數(shù)據(jù)庫配置成 Grid Infrastructure管理的一種generic＿application類型資源，該資源可以和其對(duì)應(yīng)的VIP產(chǎn)生依賴關(guān)系，在該方案中，數(shù)據(jù)庫是一種通用應(yīng)用程序資源，Grid Infrastructure并不認(rèn)為 MYSQL是一種數(shù)據(jù)庫資源，也就是說Grid Infrastructure根本沒有意識(shí)到MYSQL是一種數(shù)據(jù)庫！通過配置依賴于該數(shù)據(jù)庫的VIP信息，可以有效實(shí)現(xiàn)該數(shù)據(jù)庫的高可用性。

如圖2所示，其中MYSQL1為運(yùn)行于NODE1和NODE2節(jié)點(diǎn)上的MYSQL數(shù)據(jù)庫實(shí)例，MYSQL－VIP為依賴于該數(shù)據(jù)庫實(shí)例的VIP。當(dāng)其依賴的數(shù)據(jù)庫實(shí)例宕機(jī)或者發(fā)生故障時(shí)，Grid Infrastructure首先會(huì)將數(shù)據(jù)庫在其發(fā)生故障的節(jié)點(diǎn)重啟，如果超過一定次數(shù)，就將其對(duì)應(yīng)VIP漂移到任意存活的節(jié)點(diǎn)上，并在新節(jié)點(diǎn)上將數(shù)據(jù)庫重啟，客戶端通過VIP來訪問數(shù)據(jù)庫，保障了在節(jié)點(diǎn)宕機(jī)、數(shù)據(jù)庫啟動(dòng)失敗、崩潰等情況下客戶端的可靠性以及數(shù)據(jù)庫的高可用性。這一點(diǎn)和第1．2節(jié)中的高可用方案有本質(zhì)區(qū)別，后者只有當(dāng)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)時(shí)，VIP才會(huì)動(dòng)態(tài)的漂移。

圖2 基于Grid Infrastructure集群的MYSQL數(shù)據(jù)庫高可用方案架構(gòu)

3 總 結(jié)

本文分析了目前基于Grid Infrastructure的ORACLE RAC數(shù)據(jù)庫高可用解決方案，提出了一種新型的基于Grid Infrastructure的MYSQL數(shù)據(jù)庫高可用架構(gòu)，并且由于MYSQLS數(shù)據(jù)庫開源易得，可以有效地節(jié)省用戶的購(gòu)置成本。