王學(xué)志 馬林 孫寶真

（邯鋼自動化部信息技術(shù)中心）

摘  要：信息化技術(shù)高速發(fā)展，信息化安全保障越來越重要，尤其是數(shù)據(jù)安全問題成了重中之重，因為數(shù)據(jù)對于很多的企業(yè)是非常重要的，在系統(tǒng)實踐過程中，數(shù)據(jù)庫為了更好保證數(shù)據(jù)的安全性、穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)完整性的運(yùn)行，我們提供了一種高可用的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方案，數(shù)據(jù)庫會采取雙主機(jī)熱備方式保證在一個數(shù)據(jù)庫出問題的時候，自動連接上另外一個數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)無縫切換數(shù)據(jù)庫。同時對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的每天兩次定時的備份。最大限度的保證的企業(yè)數(shù)據(jù)的安全。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫高可用性；linux雙主熱備；數(shù)據(jù)庫主備同步；數(shù)據(jù)庫自動切換

1  背景

以前系統(tǒng)在設(shè)計時候，數(shù)據(jù)庫一般就一臺，這種設(shè)計本身是沒有問題，一臺服務(wù)能夠更好的保證數(shù)據(jù)的一致性，但是隨著數(shù)據(jù)量和業(yè)務(wù)的不斷的增加，數(shù)據(jù)庫的壓力越來越大，很難保證數(shù)據(jù)庫不出問題，只要這個數(shù)據(jù)庫出了故障（數(shù)據(jù)庫宕機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器脫機(jī)等），整個系統(tǒng)就無法運(yùn)行，為了更好的解決這個問題，我們將數(shù)據(jù)庫設(shè)計成兩臺，采用雙主熱備的方式，當(dāng)其中的一臺數(shù)據(jù)庫故障，另外一臺機(jī)器自動接管，保證系統(tǒng)前臺正常的使用。

近期邯鋼自動化部信息技術(shù)中心承接了邯鋼集團(tuán)恒生資源倉儲系統(tǒng)的項目建設(shè)，由于業(yè)務(wù)是24小時不間斷運(yùn)行，因此必須保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，為了保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全、穩(wěn)定，我們特意準(zhǔn)備了兩太臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，進(jìn)行主備數(shù)據(jù)實時的備份，并且對數(shù)據(jù)庫每天進(jìn)行兩個的定時備份，數(shù)據(jù)庫文件保留10天的備份記錄

2  技術(shù)選型

目前數(shù)據(jù)庫的高可用設(shè)計市面上存在多種方案有雙機(jī)高可用方案、主從結(jié)構(gòu)方案、一主多從+讀寫分離等。

高可用方案

特點(diǎn)：

 一臺機(jī)器A作為讀寫庫，另一臺B作為備份庫；A庫故障后B庫作為讀寫庫；A庫恢復(fù)后A作為備庫。

使用場景：

讀和寫都不高的場景（單表數(shù)據(jù)低于500萬），雙機(jī)高可用。

主從結(jié)構(gòu)方案

特點(diǎn)：

 一臺機(jī)器A作為寫庫，另一臺B作為讀庫；A庫故障后B庫充當(dāng)讀寫，A修復(fù)后，B庫為寫庫，A庫為讀庫。

使用場景：

讀和寫都不是非常高的場景（單表數(shù)據(jù)低于1000萬），高可用。比方案一并發(fā)要高很多。

一主多從+讀寫分離

特點(diǎn)：

一個主寫庫A多個從庫，當(dāng)主庫A故障時，提升從庫B為主寫庫，同時修改C、D庫為B的從庫。A故障修復(fù)后，作為B的從庫。

使用場景：

 該架構(gòu)適合寫并發(fā)不大、但是讀并發(fā)大的很的場景

同時每個方案有的不同的使用場景，不同的數(shù)據(jù)庫有著不同設(shè)計方案，我們使用的是mysql數(shù)據(jù)庫，我們根據(jù)實際的業(yè)務(wù)場景，最終選用雙機(jī)高可用方案作為最終的技術(shù)選型。

3  基于keepalived的VRRP協(xié)議方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫高可用

Keepalived 是一種高性能的服務(wù)器高可用或熱備解決方案， Keepalived 可以用來防止服務(wù)器單點(diǎn)故障的發(fā)生，通過兩臺或者多臺實現(xiàn)高可用性

 Keepalived 以 VRRP 協(xié)議為實現(xiàn)基礎(chǔ)，用 VRRP 協(xié)議來實現(xiàn)高可用性(HA)。 VRRP(Virtual RouterRedundancy Protocol)協(xié)議是用于實現(xiàn)路由器冗余的協(xié)議， VRRP 協(xié)議將兩臺或多臺路由器設(shè)備虛擬成一個設(shè)備，對外提供虛擬路由器 IP(一個或多個)，而在路由器組內(nèi)部，如果實際擁有這個對外 IP 的路由器如果工作正常的話就是 MASTER，或者是通過算法選舉產(chǎn)生， MASTER 實現(xiàn)針對虛擬路由器 IP 的各種網(wǎng)絡(luò)功能，如 ARP 請求， ICMP，以及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)等；其他設(shè)備不擁有該虛擬 IP，狀態(tài)是 BACKUP，除了接收 MASTER 的VRRP 狀態(tài)通告信息外，不執(zhí)行對外的網(wǎng)絡(luò)功能。當(dāng)主機(jī)失效時， BACKUP 將接管原先 MASTER 的網(wǎng)絡(luò)功能。VRRP 協(xié)議使用多播數(shù)據(jù)來傳輸 VRRP 數(shù)據(jù)， VRRP 數(shù)據(jù)使用特殊的虛擬源 MAC 地址發(fā)送數(shù)據(jù)而不是自身網(wǎng)卡的 MAC 地址， VRRP 運(yùn)行時只有 MASTER 路由器定時發(fā)送 VRRP 通告信息，表示 MASTER 工作正常以及虛擬路由器 IP(組)， BACKUP 只接收 VRRP 數(shù)據(jù)，不發(fā)送數(shù)據(jù)，如果一定時間內(nèi)沒有接收到 MASTER 的通告信息，各 BACKUP 將宣告自己成為 MASTER，發(fā)送通告信息，重新進(jìn)行 MASTER 選舉狀態(tài)。

4  設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

數(shù)據(jù)庫是放在兩個物理機(jī)上并且都安裝了高可用的集群keepalived軟件，兩個數(shù)據(jù)庫之間數(shù)據(jù)是實時同步，然后虛擬出來一個IP，系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)庫是虛擬IP，虛擬IP默認(rèn)連接其中的一個數(shù)據(jù)庫的物理機(jī)作為主機(jī)，當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)問題時候，自動切換備數(shù)據(jù)庫。

5  工具使用介紹

6  結(jié)語

隨著信息化的逐步深入，各個企業(yè)都在建立自己的信息化系統(tǒng)，其中的數(shù)據(jù)安全對于企業(yè)來講是非常重要的,數(shù)據(jù)的丟失會對企業(yè)造成很大的損失，然而數(shù)據(jù)庫是存儲數(shù)據(jù)的載體，建設(shè)高可用性數(shù)據(jù)庫，是為了更好的解決企業(yè)數(shù)據(jù)安全，保證企業(yè)的信息系統(tǒng)能夠平穩(wěn)運(yùn)行的一個非常重要技術(shù)手段。