【网络运维】MySQL 高可用架构实践：备份策略、主从复制与读写分离

MySQL 高可用架构实践：备份策略、主从复制与读写分离

一、数据备份的重要性与分类

在生产环境中，数据的安全性至关重要，任何数据的丢失都可能产生严重后果。

常见的数据丢失原因包括程序错误、人为误操作、运算错误、磁盘故障以及自然灾害等。

从物理与逻辑角度，数据库备份可分为两类：

• 物理备份：直接备份数据库操作系统的物理文件（如数据文件、日志文件等）

  • 冷备份（脱机备份）：在关闭数据库时进行
  • 热备份（联机备份）：数据库运行时进行，依赖于日志文件
  • 温备份：数据库锁定表结构（可读不可写）时进行

• 逻辑备份：备份数据库逻辑组件（如表、视图等数据库对象）

二、常见备份方法与操作示例

1. 物理冷备份

物理冷备份在数据库关闭状态下直接打包数据文件，速度快且恢复简单。

# 备份（推荐写法）
systemctl stop mysqld  # 先停止服务
cd /usr/local/mysql/data
mkdir /mysql_bak
tar czf /mysql_bak/mysql-backup-$(date +%F).tar.gz *
systemctl start mysqld # 备份完成后启动服务

# 恢复操作
systemctl stop mysqld
tar xzf /mysql_bak/mysql-backup-2025-10-15.tar.gz -C /usr/local/mysql/data/
chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/data
systemctl start mysqld

2. 逻辑备份（mysqldump）

逻辑备份适用于跨版本迁移或部分数据恢复。

# 备份单个数据库
mysqldump -u root -p school > /mysql_bak/school.sql		#school库为自定义库举例

# 备份多个数据库
mysqldump -u root -p --databases school mysql > /mysql_bak/school-mysql.sql

# 备份所有数据库
mysqldump -u root -p --opt --all-databases > /mysql_bak/all.sql

# 备份特定表
mysqldump -u root -p school info > /mysql_bak/info.sql

# 恢复数据
mysql> source /mysql_bak/info.sql

3. 增量备份与二进制日志

增量备份基于二进制日志实现，适用于频繁更新的生产环境。

# 启用二进制日志
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
log-bin=mysql-bin	#添加在mysqld段末尾

# 重启服务
systemctl restart mysqld.service

#先进行完整性备份
mysqldump -uroot -p school > /opt/school.sql

# 刷新日志
mysqladmin -uroot -p flush-logs

#新产生的mysql-bin.000002只记录上次刷新后的操作
ls /usr/local/mysql/data/
auto.cnf    client-cert.pem  ibdata1      ibtmp1            mysql-bin.000002    private_key.pem  server-cert.pem
ca-key.pem  client-key.pem   ib_logfile0  mysql             mysql-bin.index     public_key.pem   server-key.pem
ca.pem      ib_buffer_pool   ib_logfile1  mysql-bin.000001  performance_schema  school           sys

# 查看二进制日志内容
mysqlbinlog --no-defaults --base64-output=decode-rows -v /usr/local/mysql/data/mysql-bin.000003

# 插入新数据生产增量备份
mysql> insert into info (name,score,address,hobby) values ('小刚',75,'武汉',1);

# 刷新日志
mysqladmin -uroot -p flush-log

#新产生mysql-bin.000003日志记录insert操作
ls /usr/local/mysql/data/
auto.cnf    client-cert.pem  ibdata1      ibtmp1            mysql-bin.000002  performance_schema  school           sys
ca-key.pem  client-key.pem   ib_logfile0  mysql             mysql-bin.000003  private_key.pem     server-cert.pem
ca.pem      ib_buffer_pool   ib_logfile1  mysql-bin.000001  mysql-bin.index   public_key.pem      server-key.pem

# 恢复增量日志
mysqlbinlog --no-defaults /usr/local/mysql/data/mysql-bin.000003 | mysql -uroot -p
# 恢复时如果被拒绝，是有其他mysql进程占用了

三、主从复制原理与部署

主从复制架构概述

主从复制通过二进制日志实现数据同步，主要用于数据冗余、灾难恢复和负载均衡。

复制过程分为三步：

• Master将事务写入二进制日志
• Slave I/O线程读取Master二进制日志并写入中继日志
• Slave SQL线程重放中继日志中的事件

1. 时间同步

通过时间戳实现业务的一致性

# 所有节点
ntpdate ntp1.aliyun.com
date -R

systemctl disable firewalld --now
setenforce 0

2. 主服务器配置（master）

# 编辑配置文件
vim /etc/my.cnf
server-id = 11
log-bin = master-bin
log-slave-updates = true

# 创建复制用户
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'192.168.108.%' IDENTIFIED BY '123456';
mysql> FLUSH PRIVILEGES;

# 查看主服务器状态
mysql> show master status;

3. 从服务器配置（slave）

# 避免UUID冲突（克隆环境）
systemctl stop mysqld
rm -f /usr/local/mysql/data/auto.cnf
systemctl start mysqld

# 编辑配置文件
vim /etc/my.cnf
server-id = 22
relay-log = relay-log-bin
relay-log-index = slave-relay-bin.index

# 配置主从关系
mysql> change master to 
master_host='192.168.108.101',
master_user='myslave',
master_password='123456',
master_log_file='master-bin.000001',
master_log_pos=604;

# 启用并查询
mysql> start slave;
mysql> show slave status\G;

查询结果如下：

4. 主从同步验证

在主服务器创建测试数据：

mysql> CREATE DATABASE school;
mysql> USE school;

mysql> CREATE TABLE student (
    id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(20) NOT NULL,
    age TINYINT UNSIGNED,
    gender ENUM('M','F') DEFAULT 'M'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

mysql> INSERT INTO student (name, age) VALUES ('李华', 20);

在从服务器验证数据同步：

mysql> SELECT * FROM school.student;

四、读写分离架构实现

1. Amoeba中间件部署

Amoeba作为代理层，实现读写请求的自动分发。

# 安装Java环境
chmod +x jdk-6u14-linux-x64.bin
./jdk-6u14-linux-x64.bin
mv jdk1.6.0_14/ /usr/local/jdk1.6

# 配置环境变量
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6
export AMOEBA_HOME=/usr/local/amoeba
export PATH=$PATH:$AMOEBA_HOME/bin

# 安装Amoeba
tar zxvf amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz -C /usr/local/amoeba/
chmod -R 755 /usr/local/amoeba/

2. 数据库权限配置

在所有MySQL节点创建Amoeba访问用户：

mysql> GRANT ALL ON *.* TO test@'192.168.108.%' IDENTIFIED BY '123.com';

3. Amoeba配置优化

<!-- amoeba.xml 配置 -->
<property name="user">amoeba</property>
<property name="password">123456</property>
<property name="defaultPool">master</property>
<property name="writePool">master</property>
<property name="readPool">slaves</property>

<!-- dbServers.xml 配置 -->
<dbServer name="master" parent="abstractServer">
    <property name="ipAddress">192.168.108.101</property>
</dbServer>

<dbServer name="slave1" parent="abstractServer">
    <property name="ipAddress">192.168.108.102</property>
</dbServer>

<dbServer name="slave2" parent="abstractServer">
    <property name="ipAddress">192.168.108.103</property>
</dbServer>

4. 读写分离测试

停止从服务器复制进程后，通过客户端验证读写分离：

-- 客户端连接Amoeba
mysql -u amoeba -p123456 -h 192.168.108.110 -P8066

-- 查询操作（轮询从服务器）
mysql> SELECT * FROM school.student;

五、实验拓扑与架构说明

主机名	IP地址	角色说明
mysql-master	192.168.108.101	MySQL主服务器
mysql-slave01	192.168.108.102	MySQL从节点1
mysql-slave02	192.168.108.103	MySQL从节点2
amoeba	192.168.108.110	读写分离代理层
mysql-client	192.168.108.111	应用客户端

六、关键注意事项

1. 时间同步：所有节点需保持时间一致，避免数据不一致问题
2. UUID冲突：克隆环境需删除auto.cnf文件重新生成UUID
3. 防火墙配置：确保3306和8066端口通信正常
4. 权限管理：合理控制复制账号和代理账号的访问权限
5. 监控维护：定期检查主从同步状态和代理层连接情况