使用 YashanDB 搭建高可用数据库集群的步骤
随着业务系统对数据处理能力和可靠性的要求不断提高,构建高可用数据库集群成为保障业务连续性和数据一致性的关键手段。数据库的性能瓶颈、数据一致性以及故障恢复能力等问题是业界普遍关注的热点。YashanDB 作为一款具备多种部署形态和高可用架构支持的关系型数据库,提供了主备复制、多实例共享集群和分布式集群的高可用解决方案。本文面向数据库管理员和运维人员,深入分析 YashanDB 高可用数据库集群的核心技术和搭建步骤,助力用户有效构建稳定可靠的数据库服务环境。
1. YashanDB 高可用数据库架构概述
YashanDB 支持三种主要的部署形态,分别适应不同的业务需求和高可用保障要求:
单机主备部署:通过一主一备或一主多备服务器组合,实现主库数据增量复制至备库,保障主库故障时业务快速切换。该部署形态适用于通用业务场景,能够实现数据同步和自动切换,提高系统可用性。
分布式集群部署:构建包含管理节点(MN)、协调节点(CN)和数据节点(DN)的分布式数据库系统,支持线性扩展和高性能,适合海量数据分析和在线事务处理要求较高的场景。高可用通过各节点主备复制和 Raft 协议实现。
共享集群部署:基于 shared-disk 架构,多个数据库实例共享底层存储,通过崖山集群内核(YCK)协调全局缓存和锁,实现多实例多写,且保证强一致性,适合高性能且高可用核心交易场景。
2. 搭建高可用数据库集群的准备工作
在实际搭建 YashanDB 高可用集群前,应做好如下准备:
硬件和网络环境搭建:确保主备服务器或集群节点间网络低时延,建议采用同一交换机并配置交换机冗余,避免单点故障影响通信。
共享存储配置:共享集群模式下,需配置共享存储设备并安装 YashanDB 自研崖山文件系统(YFS),保证数据持久性和多实例间的数据一致访问。
软件安装与环境配置:安装 YashanDB 数据库所需组件,包括数据库实例、YCS 集群服务、YFS 文件系统实例,并配置基础参数和服务启动脚本。
安全和用户权限:建立数据库用户和对应角色,配置合理的权限控制和访问策略,确保集群安全稳定运行。
3. 主备复制环境搭建与配置
完成硬件和软件准备后,搭建主备复制环境是实现高可用的基础步骤:
主备数据库实例部署:分别在主服务器和备服务器上安装并启动 YashanDB 实例,主库实例处于读写模式,备库实例设置为只读模式。
配置主备复制链路:在主实例配置 redo 日志发送线程(RD_SEND),备实例配置 redo 日志接收线程(RD_RECV)与日志回放线程(RCY_REPL),保证 redo 日志的实时传输和应用。
选择复制模式和保护模式:根据业务容忍度选择同步复制或异步复制,设置数据库保护模式(最大性能、最大可用或最大保护)以平衡性能与数据安全。
设置主备故障检测与自动切换:启用自动选主功能,主备间采用 Raft 选举或 yasom 仲裁机制,实现主库异常时自动切换到备库,保障业务不中断。
主备切换测试:通过手动 Switchover 和 Failover 操作验证主备切换的正确性和业务的连续性。
4. 构建共享集群高可用系统
共享集群提供更高性能和可扩展性,对于核心交易业务尤为适用:
多实例部署:在多台服务器部署 YashanDB 实例,配合崖山集群服务(YCS)与崖山文件系统(YFS),实现共享存储和共享缓存管理。
集群资源配置:通过 YCS 配置集群服务器、资源管理及集群状态监控,实现对各实例的统一启停和故障自动恢复。
多实例数据访问协调:依赖 YCK 内核的全局资源目录(GRC)、缓存服务(GCS)和锁服务(GLS)协调实例间的内存数据共享与访问顺序,确保高并发下的数据一致性。
实现集群自动选主:YCS 进程通过网络和磁盘心跳进行实例监控,通过协同投票完成主实例选举,保证单实例异常时剩余实例继续提供稳定服务。
业务热切换能力:客户端 TAF 技术支持故障发生时自动切换至存活实例,实现业务透明切换。
5. 配置分布式集群的高可用架构
分布式集群通过多节点协作处理大规模数据请求,同样需要完善的高可用设计:
部署 MN、CN 和 DN 组实例:分别部署管理节点、协调节点和数据节点,节点组内部通过 Raft 协议实现副本一致性。
配置节点组主备关系:MN 组和 DN 组内均支持主备节点部署,保证关键元数据和数据持久性。
节点故障检测与选主:节点间通过心跳机制监控节点状态,无主节点时由 Raft 协议自动选举产生新节点主实例。
协调节点 SQL 调度容错:CN 组部署可多实例,支持 SQL 任务调度与执行结果汇总的高可用保障。
灾备和负载均衡设计:可根据业务需求,配置级联备、异地备份,实现数据容灾和负载弹性。
6. YashanDB 高可用数据库集群搭建具体步骤总结
规划集群形式(单机主备、分布式还是共享集群),根据业务需求确定硬件资源配置和网络拓扑。
安装 YashanDB 数据库软件及依赖组件,包括数据库实例、YCS 集群服务与 YFS 文件系统(共享集群场景)。
配置数据库实例参数,确保实例间网络通讯、日志传输以及安全策略设置完备。
部署主备复制环境,配置主备实例、开启 redo 日志发送与接收,选择同步或异步复制模式,并调试主备复制链路。
启用自动选主机制,测试主备切换功能,保证主库故障时备库能够快速接管服务。
对于共享集群,配置 YCS 集群管理资源、设置 YFS 文件系统参数,实现多实例协同访问同一数据库。
部署分布式集群节点,分别启动 MN、CN、DN 实例,配置组内主备,实现分布式高可用架构。
配置安全机制和访问权限,确保集群运行过程中的安全合规与访问控制。
进行系统性能测试和异常故障演练,验证集群高可用能力及故障恢复流程。
结论
随着数据规模和业务复杂度的不断增加,高可用数据库集群已成为保障业务连续性和数据安全的关键基础设施。YashanDB 通过丰富的部署形态和多层次的高可用技术体系,提供了灵活且高效的数据库高可用解决方案。无论是单机主备、分布式集群还是共享集群架构,均能满足从通用场景到核心交易场景的高可用需求。未来,随着数据库架构和技术的不断演进,优化高可用机制、提升自动化运维能力和扩展性将成为数据库系统的核心竞争力。建议相关技术人员持续深入学习掌握 YashanDB 高可用架构原理及实践,以应对日益严苛的业务挑战。
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