MySQLFabric概述(一)

2014-11-24 13:57:11 · 作者: · 浏览: 2

Oracle在今年5月推出了一套为各方寄予厚望的MySQL产品 -- MySQL Fabric,从字面上不太能看出它是啥,但是从名称上还是有迹可循的。fabric是“织物”的意思,这意味着它是用来“织”起一片MySQL数据库。MySQL Fabric是一套数据库服务器场(Database Server Farm)的架构管理系统。

MySQL Fabric是什么?

MySQL Fabric能“组织”多个MySQL数据库,是应用系统将大于几TB的表分散到多个数据库,即数据分片(Data Shard)。在同一个分片内又可以含有多个数据库,并且由Fabric 自动挑选一个适合的作为主数据库,其他的数据库配置成从数据库,来做主从复制。在主数据库挂掉时,从各个从数据库中挑选一个提升为主数据库。之后,其他的从数据库转向新的主数据库复制新的数据。注意:这里说的“自动”是指由MySQL Fabric在后台完成,而不需要用户手动更改配置。最重要的是,MySQL Fabric是GPL的开源软件,也就是在符合GPL的规范下,你可以自由的使用和修改这个软件。

MySQL Fabric要解决的问题

为什么做数据分片?当你的应用需要处理的表大于1TB的数据时,Data Shard常常是必须的。这么大的表,无论在查询、更新的效率上,或者是备份、更改结构所需要的时间上,都会造成很大的问题。然而当你将这么大的表分散到多个数据库服务器上,又会使每一台数据库服务器都有可能是单个故障点。只要有一台挂掉就会使整个系统的操作发生问题。另一方面,应用端的程序也会因为每个查询都要依其查询条件(where子句的内容)分别指向不同的数据库而变得更加复杂。再者,当数据分片的结构改变时(例如增加一个数据库),会使应用端的所有程序都必须修改,从而导致维护变得极为复杂。为了解决应用程序复杂度增加的问题,有人在应用程序和数据库服务器之间增加一个代理(proxy)或者成为switch,应用程序所有对数据库的指令先送到proxy,再由proxy判断要转到哪个数据库。下图就是这个方案的示意图。这也许可以解决应用程序难以维护的问题,但是当应用端的数量增加,数据库分片增加,或者系统压力增加时,这个switch会成为容量及性能的瓶颈和单点故障(当它宕掉时,应用端找不到数据库),而且所有的数据库指令均需要传两次(先到switch再到数据库)。每个查询都会造成额外的负荷。 \

MySQL Fabric的架构

MySQL Fabric采用不用的做法,其架构如下图所示。主要的特点是把switch合并到各应用端的connector中,以解决单一switch的单点故障和性能瓶颈。

\

MySQL Fabric由三个部分构成:

1.MySQL Fabric管理节点:

是一个python脚本,是整个架构的核心。MySQL Fabric管理节点主要的功能是管理整个数据库服务器场(Database Server Farm),它启动时会找/etc/mysql/fabric.cnf这个配置文件,由它指定fabric背后当成存放Server Farm架构和配置之repository的MySQL数据库位置、端口和连接账号等信息。Fabric在初始化时(执行mysqlfabric manage setup命令),会在MySQL数据库上开一个schema(通常是名称为fabric的database),存放Server Farm的配置相关信息,如哪些服务器组由哪些数据库构成,各服务器组中的主从服务器分别是哪些,等等。MySQL Fabric节点在设置配置时,会对Server Farm中各数据库下达建立主从复制的命令(上图的红色线条)。在正常运行时定期ping各组的主服务器 ,当发现主数据库没有正常运行时,它会启动故障转移程序,在该server farm的从数据库中找一个合适的提升为主服务器。其他的从数据库则转向新的主数据库继续复制数据。

2. 数据库服务器场(database server farm)

这是整个架构中的工作引擎,在传统的数据库应用中这是单一的MySQL数据库,MySQL Fabric则是以多个数据库支持大数据量表(TB级以上)和高可用性数据库的需求。这些数据库分成几个高可用组(HA Group),每个组包含一个以上的数据库服务器,上图中最下面的几个灰色和浅蓝色的方块代表高可用组。如果高可用组中有多个数据库,MySQL Fabric会挑选(使用命令mysqlfabric group promote命令)一个提升为主数据库(Master),其他数据库则成为从数据库(Slave),从数据库复制主数据库的变化,完成设定同一高可用组内的主从复制。以后,Fabric会定期件事这个主数据库。当主数据宕掉之后,Fabric会从高可用组内挑选一个提升为主数据库,其他的数据库会转向这个新的主数据库继续复制。另一方面,MySQL Fabric也会只是应用端的conector对这些主从数据库做读写分离,当应用程序对数据库做读写兼有的操作时,connector会将该指令提交给主数据库。如果应用程序只会对数据库进行读操作,且连线的read_only参数设置为“ON”,则所有的查询均轮流传送到这几个数据库。借助读写分离,应用系统的资料处理能力得以增加。此外,如前面所述,MySQL Fabric还能处理需要拆分到多个数据库服务器的表(sharding tables),每一个高可用组都可能存放shard table的部分数据。应用端的connector会将对shard table的指令依MySQL Fabric的管理节点的设定送到不同的高可用组,这样可使数据库的容量随着高可用组的数量增加而增长。同时,对非拆分的表所下的指令和所有的DDL会由connector送到全局高可用组(global group),全局高可用组的主数据库被MySQL Fabric设置为其他高可用组的主数据库。所有存拆分表的高可用组的主数据库复制global group的变化,这么一来其他高可用组都有一份非拆分表的资料。从而使得SQL中拆分表对非拆分表的JOIN操作变得更简单。

3. Connector

应用系统在运行时,每个SQL指令都会经由connector发送到数据库。MySQL Fabric所搭配的connector和一般使用单机的MySQL数据库一样,只是在较新版的connector是fabric aware connector多了一些能处理数据库服务器场(database server farm)的功能。使他们能在建立数据库连接时,以XML-RPC协议检查MySQL Fabric的管理节点中server farm的配置,然后通过该连接下的查询可依fabric的指示送到适合的数据库。如此一来,常见的database shard方案中可能造成性能瓶颈的proxy放到connector中,从而解决了这个问题。目前MySQL Fabric支持的技术有java、python、 PHP,即Connector/J、Connector/Python和Connector/PHP都是Fabric-aware。以java为例,JDBC driver必须是Connector/J 5.1.30以后的版本,Fabric的 Java程序和一般对单机MySQL的查询的Java程序差不多