双机热备概念原理及实现步骤

た入场券 2022-10-22 07:32 140阅读 0赞

1.双机热备

对于双机热备这一概念，我搜索了很多资料，最后，还是按照大多数资料所讲分成广义与狭义两种意义来说。

从广义上讲，就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。

从狭义上讲，双机热备就是使用互为备份的两台服务器共同执行同一服务，其中一台主机为工作机（Primary Server），另一台主机为备份主机（Standby Server）。在系统正常情况下，工作机为应用系统提供服务，备份机监视工作机的运行情况（一般是通过心跳诊断，工作机同时也在检测备份机是否正常），当工作机出现异常，不能支持应用系统运营时，备份机主动接管工作机的工作，继续支持关键应用服务，保证系统不间断的运行。双机热备针对的是IT核心服务器、存储、网络路由交换的故障的高可用性解决方案。

2.为什么要进行双机热备？

双机热备服务针对的是服务器的故障。服务器的故障可能由各种原因引起，如设备故障、操作系统故障、软件系统故障等等。一般地讲，在技术人员在现场的情况下，恢复服务器正常可能需要10分钟、几小时甚至几天。从实际经验上看，除非是简单地重启服务器（可能隐患仍然存在），否则往往需要几个小时以上。而如果技术人员不在现场，则恢复服务的时间就更长了。

而对于一些重要系统而言，用户是很难忍受这样长时间的服务中断的。因此，就需要通过双机热备服务，来避免长时间的服务中断，保证系统长期、可靠的服务。

当然，决定是否使用双机热备，正确的方法是要分析一下系统的重要性以及对服务中断的容忍程度，以些决定是否使用双机热备。换句话说，就是你的用户能容忍多长时间恢复服务，如果服务不能恢复会造成多大的影响。

在考虑双机热备时，需要注意，一般意义上的双机热备都会有一个切换过程，这个切换过程可能是一分钟左右。在切换过程中，服务是有可能短时间中断的。但是，当切换完成后，服务将正常恢复。因此，双机热备不是无缝、不中断的，但它能够保证在出现系统故障时，能够很快恢复正常的服务，业务不致受到影响。而如果没有双机热备，则一旦出现服务器故障，可能会出现几个小时的服务中断，对业务的影响就可能会造成很严重的损失。

3.双机热备技术与备份的概念区别

热备份指的是：High Available（HA）即高可用，而备份指的是Backup,即数据备份的一种，这是两种不同的概念，应对的产品也是两种功能上完全不同的产品。热备份主要保障业务的连续性，实现的方法是故障点的转移。而备份，主要目的是为了防止数据丢失，而做的一份拷贝，所以备份强调的是数据恢复而不是应用的故障转移。

4.双机热备方案的主要两种组建方式

双机热备方案在进行讨论的时候一定要考虑到很多的因素，其中在各种环境下应用的时候需要格外的引起注意。当然还是有主要的两方式可以借鉴考虑的。

第一种，双机热备它的工作原理是使用两台服务器，一台作为主服务器（Active），运行应用系统来提供服务。另一台作为备机，安装完全一样的应用系统，但处于待机状态（Standby）。当Active服务器出现故障时，通过软件诊测将Standby机器激活，保证应用在短时间内完成恢复正常使用。

第二种，双机互备方式则是在双机热备的基础上，两个相对独立的应用在两台机器同时运行，但彼此均设为备机，当某一台服务器出现故障时，另一台服务器可以在短时间内将故障服务器的应用接管过来，从而保证了应用的持续性，这种方式实际上是双机热备方案的一种应用。

但目前使用最多的还是主从模式的双机热备方案。其大致表示可如下图所示：

![936dc3f71b78839ca3bee0550a76b204.png][]  
目前基于存储共享的双机热备是双机热备方案的最标准方案。对于这种方式，采用两台服务器，使用共享的存储设备（磁盘阵列柜或存储区域网SAN）。两台服务器可以采用主从、互备等不同的方式。在工作过程中，两台服务器将以下一个虚拟的IP地址对外提供服务，依工作方式的不同，将服务请求发送给其中一台服务器承担。同时，服务器通过心跳线（目前往往采用建立私有网络的方式）侦测另一台服务器的工作状况。

下图即为双机热备工作大致状况图，如下图所示：

![38de9b04a67a22e18a0f0f3b3323b85c.png][]  
双机热备方案当一台服务器出现故障时，另一台服务器根据心跳侦测的情况做出判断，并进行切换，接管服务。对于用户而言，这一过程是全自动的，在很短时间内完成，从而不会对业务造成大的影响。由于使用共享的存储设备，因此两台服务器使用的实际上是一样的数据，由双机或集群软件对其进行管理。

5.Mysql双机热备实现原理图

有了上面对双机热备知识的讲解，对其实现原理就有了一个深入了解，那么我们要做mysql数据库的双机热备就清楚明了多了。

Mysql双机热备系统的拓扑结构如下图所示：

![dbf1820fe3bf69b800b79d37938c0056.png][]

两台服务器通过以太网连接网络，通过网络对外提供服务、相互通信。

两台服务器之间用com口直接互联，双机热备软件利用这个连接进行双机热备相关的通信、监控和控制等。

两台服务器通过HBA卡连接FC网络，访问共同的磁盘阵列，实现双机热备系统必要的磁盘。

6.Mysql双机热备实现的配置

为了数据的安全，客户有两台机器作为互相备份，当一台机器出现故障时，自动切换到另一台服务器。大部分的软件是通过LifeKeeper来实现的，但是Mysql的双机备份在LifeKeeper里没有实现，所以只能自己手动来实现Mysql的双机备份了。

其实，Mysql的双机备份有一个很简单的第三方软件可以实现，那就是SQLyog，他有一个功能叫sja(SQLyog Job Agent)可以轻松实现，但是却有一个不足之处，就是Mysql表里必须有一个primary key，即主键值，如果没有，则此表不能用sja来实现。

第二种方法就是用Mysql自身的Replication机制来实现了。但是这个功能只有Mysql 3.23以上的版本才有。

这里先说明下，由于我还没有通过实际的应用例子来检测这种双机热备方式是否能过通过，所以我会在我通过实例实现后在续写我后面的关于Mysql双机热备实现的配置部分。现在这部分内容主要讲的还是双机热备份的实现原理和意义。

★mysql双机热备的实现    
接续上一篇关于mysql双机热备实现原理分析，在本文经过深思熟虑和多次用不同的方式实测试后。最后在这篇文章中，用一个小例子来完成mysql双机热备的实现。

Mysql数据库没有增量备份的机制，当数据量太大的时候备份是一个很大的问题。还好mysql数据库提供了一种主从备份的机制，其实就是把主数据库的所有的数据同时写到备份的数据库中。实现mysql数据库的热备份。

要想实现双机的热备，首先要了解主从数据库服务器的版本的需求。要实现热备mysql的版本都高于3.2。还有一个基本的原则就是作为从数据库的数据版本可以高于主服务器数据库的版本，但是不可以低于主服务器的数据库版本。

当然要实现mysql双机热备，除了mysql本身自带的REPLICATION功能可以实现外，也可以用Heartbeat这个开源软件来实现。不过本文主要还是讲如何用mysql自带的REPLICATION来实现mysql双机热备的功能。

1. 准备服务器

由于Mysql不同版本之间的（二进制日志）binlog格式可能会不太一样，因此最好的搭配组合是主（Master）服务器的Mysql版本和从（Slave）服务器版本相同或者更低，主服务器的版本肯定不能高于从服务器版本。

本次我用于测试的两台服务器版本都是Mysql-5.5.17。

2. Mysql 建立主－从服务器双机热备配置步骤

2.1环境描述  
A服务器（主服务器Master）：59.151.15.36

B服务器（从服务器Slave）：218.206.70.146

主从服务器的Mysql版本皆为5.5.17

Linux环境下

将主服务器需要同步的数据库内容进行备份一份，上传到从服务器上，保证始初时两服务器中数据库内容一致。

不过这里说明下，由于我是利用Mysql在安装后就有的数据库test进行测试的，所以两台服务器里面是没有建立表的，只不分别在test里面建立了同样的一张空表tb\_mobile;

Sql语句如下：

mysql> create table tb\_mobile( mobile VARCHAR(20) comment'手机号码', time timestamp DEFAULT now() comment'时间' );

2.2 主服务器Master配置  
2.2.1 创建同步用户

进入mysql操作界面，在主服务器上为从服务器建立一个连接帐户，该帐户必须授予REPLICATION SLAVE权限。因为从mysql版本3.2以后就可以通过REPLICATION对其进行双机热备的功能操作。

操作指令如下：

mysql> grant replication slave on \*.\* to 'replicate'@'218.206.70.146' identified by '123456';

mysql> flush privileges;

创建好同步连接帐户后，我们可以通过在从服务器（Slave）上用replicat帐户对主服务器（Master）数据库进行访问下，看下是否能连接成功。

在从服务器（Slave）上输入如下指令：

\[root@YD146 ~\]\# mysql -h59.151.15.36 -ureplicate -p123456

![bb83a93c477b0b5c35a222f476aeb7fb.png][]

如果出现下面的结果，则表示能登录成功，说明可以对这两台服务器进行双机热备进行操作。

2.2.2 修改mysql配置文件

如果上面的准备工作做好，那边我们就可以进行对mysql配置文件进行修改了，首先找到mysql配置所有在目录，一般在安装好mysql服务后，都会将配置文件复制一一份出来放到/ect目录下面，并且配置文件命名为：my.cnf。即配置文件准确目录为/etc/my.cnf

找到配置文件my.cnf打开后，在\[mysqld\]下修改即可：

\[mysqld\]

server-id = 1

log-bin=mysql-bin                //其中这两行是本来就有的，可以不用动，添加下面两行即可

binlog-do-db = test

binlog-ignore-db = mysql

2.2.3 重启mysql服务

修改完配置文件后，保存后，重启一下mysql服务，如果成功则没问题。

![176107ff8c2717f14f3fcd84ef24cab9.png][]

2.2.4 查看主服务器状态

进入mysql服务后，可通过指令查看Master状态，输入如下指令：

![e8fa69732485a4c36546c630b0712880.png][]

注意看里面的参数，特别前面两个File和Position，在从服务器（Slave）配置主从关系会有用到的。

注：这里使用了锁表，目的是为了产生环境中不让进新的数据，好让从服务器定位同步位置，初次同步完成后，记得解锁。

![a80f4c76bd4dd42fe408e3052f071055.png][]

2.3 从服务器Slave配置  
2.3.1修改配置文件

因为这里面是以主－从方式实现mysql双机热备的，所以在从服务器就不用在建立同步帐户了，直接打开配置文件my.cnf进行修改即可，道理还是同修改主服务器上的一样，只不过需要修改的参数不一样而已。如下：

\[mysqld\]

server-id = 2

log-bin=mysql-bin

replicate-do-db = test

replicate-ignore-db = mysql,information\_schema,performance\_schema

2.3.2重启mysql服务

修改完配置文件后，保存后，重启一下mysql服务，如果成功则没问题。

![699d98905840c12f67c629b0dc4f3765.png][]  
 2.3.3用change mster 语句指定同步位置

这步是最关键的一步了，在进入mysql操作界面后，输入如下指令：

mysql>stop slave;          //先停步slave服务线程，这个是很重要的，如果不这样做会造成以下操作不成功。

mysql>change master to

>master\_host='59.151.15.36',master\_user='replicate',master\_password='123456',

> master\_log\_file=' mysql-bin.000016 ',master\_log\_pos=107;

注：master\_log\_file, master\_log\_pos由主服务器（Master）查出的状态值中确定。也就是刚刚叫注意的。master\_log\_file对应File, master\_log\_pos对应Position。Mysql 5.x以上版本已经不支持在配置文件中指定主服务器相关选项。

遇到的问题，如果按上面步骤之后还出现如下情况：

![58b19a19313bc1c57195fce84b0cc664.png][]  
 则要重新设置slave。指令如下

mysql>stop slave;

mysql>reset slave;

之后停止slave线程重新开始。成功后，则可以开启slave线程了。

mysql>start slave;

2.3.4查看从服务器（Slave）状态

用如下指令进行查看

mysql> show slave status\\G;

![80fbfb5b277d741b3df6b51145955f30.png][]

查看下面两项值均为Yes，即表示设置从服务器成功。

Slave\_IO\_Running: Yes

Slave\_SQL\_Running: Yes

2.4 测试同步  
之前开始已经说过了在数据库test只有一个表tb\_mobile没有数据，我们可以先查看下两服务器的数据库是否有数据：

Master:59.151.15.36

![65f6401e5d413c2d05408144a602a6a3.png][]  
 Slave:218.206.70.146

![b2968a2b077f4ec20b7548cdfb6b0c6d.png][]  
 好了，现在可以在Master服务器中插入数据看下是否能同步。

Master:59.151.15.36

![dbe3066d10f5e68dfd3365f1f98467c0.png][]  
Slave:218.206.70.146

![464fb984310ec09104627667e5e6761a.png][]  
 可以从上面两个截图上看出，在Master服务器上进行插入的数据在Slave服务器可以查到，这就表示双机热备配置成功了。

3. Mysql 建立主－主服务器双机热备配置步骤  
服务器还是用回现在这两台服务器

3.1创建同步用户

同时在主从服务器建立一个连接帐户，该帐户必须授予REPLIATION SLAVE权限。这里因为服务器A和服务器B互为主从，所以都要分别建立一个同步用户。

服务器A：

mysql> grant replication slave on \*.\* to 'replicate'@'218.206.70.146' identified by '123456';

mysql> flush privileges;

服务器B：

mysql> grant replication slave on \*.\* to 'replicate'@'59.151.15.36' identified by '123456';

mysql> flush privileges;

3.2修改配置文件my.cnf

服务器A

\[mysqld\]

server-id = 1

log-bin=mysql-bin

binlog-do-db = test

binlog-ignore-db = mysql

\#主－主形式需要多添加的部分

log-slave-updates

sync\_binlog = 1

auto\_increment\_offset = 1

auto\_increment\_increment = 2

replicate-do-db = test

replicate-ignore-db = mysql,information\_schema

服务器B：

\[mysqld\]

server-id = 2

log-bin=mysql-bin

master-slave need

replicate-do-db = test

replicate-ignore-db = mysql,information\_schema,performance\_schema

\#主－主形式需要多添加的部分

binlog-do-db = test

binlog-ignore-db = mysql

log-slave-updates

sync\_binlog = 1

auto\_increment\_offset = 2

auto\_increment\_increment = 2

3.3分别重启A服务器和B服务器上的mysql服务

重启服务器方式和上面的一样，这里就不做讲解了。

3.4分别查A服务器和B服务器作为主服务器的状态

服务器A：

![58b38bff0bdd0d0404d5c58c6b65d66d.png][]

服务器B：

![7219233285e0d4278504fd0a3d728ce5.png][]

3.5分别在A服务器和B服务器上用change master to 指定同步位置

服务器A：

mysql>change master to

>master\_host='218.206.70.146',master\_user='replicate',master\_password='123456',

> master\_log\_file=' mysql-bin.000011 ',master\_log\_pos=497;

服务器B：

mysql>change master to

>master\_host='59.151.15.36',master\_user='replicate',master\_password='123456',

> master\_log\_file=' mysql-bin.000016 ',master\_log\_pos=107;

3.6 分别在A和B服务器上重启从服务线程

mysql>start slave;

3.7 分别在A和B服务器上查看从服务器状态

mysql>show slave status\\G;

查看下面两项值均为Yes，即表示设置从服务器成功。

Slave\_IO\_Running: Yes

Slave\_SQL\_Running: Yes

3.8 测试主－主同步例子

测试服务器A：

![60e2708865c8947d2362eeece0823412.png][]

在服务器A上插入一条语句如下图所示：

之后在服务器B上查看是否同步如下图所示：

![f7dde5f2c0a69f79ce0214e0c4bf2a07.png][]

测试服务器B：

在服务器B上插入一条语句如下图所示：

![c653a59b1693acc64ac76f442d141e48.png][]  
 然后在从服务器A上查看是否有同步数据如下图所示：

![0655a2650fd59a2ed5816de8a8fd2189.png][]

![8b2564e052782c8c574c63683090d3ea.png][]

最后从结果可以看出主－主形式的双机热备是能成功实现的。

4. 配置参数说明  
Server-id

ID值唯一的标识了复制群集中的主从服务器，因此它们必须各不相同。Master\_id必须为1到232－1之间的一个正整数值，slave\_id值必须为2到232－1之间的一个正整数值。

Log-bin

表示打开binlog，打开该选项才可以通过I/O写到Slave的relay-log，也是可以进行replication的前提。

Binlog-do-db

表示需要记录二进制日志的数据库。如果有多个数据可以用逗号分隔，或者使用多个binlog-do-dg选项。

Binglog-ingore-db

表示不需要记录二进制日志的数据库，如果有多个数据库可用逗号分隔，或者使用多binglog-ignore-db选项。

Replicate-do-db

表示需要同步的数据库，如果有多个数据可用逗号分隔，或者使用多个replicate-do-db选项。

Replicate-ignore-db

表示不需要同步的数据库，如果有多个数据库可用逗号分隔，或者使用多个replicate-ignore-db选项。

Master-connect-retry

master-connect-retry=n表示从服务器与主服务器的连接没有成功，则等待n秒（s）后再进行管理方式（默认设置是60s）。如果从服务器存在mater.info文件，它将忽略些选项。

Log-slave-updates

配置从库上的更新操作是否写入二进制文件，如果这台从库，还要做其他从库的主库，那么就需要打这个参数，以便从库的从库能够进行日志同步。

Slave-skip-errors

在复制过程，由于各种原因导致binglo中的sql出错，默认情况下，从库会停止复制，要用户介入。可以设置slave-skip-errors来定义错误号，如果复制过程中遇到的错误是定义的错误号，便可以路过。如果从库是用来做备份，设置这个参数会存在数据不一致，不要使用。如果是分担主库的查询压力，可以考虑。

Sync\_binlog=1 Or N

Sync\_binlog的默认值是0，这种模式下，MySQL不会同步到磁盘中去。这样的话，Mysql依赖操作系统来刷新二进制日志binary log，就像操作系统刷新其他文件的机制一样。因此如果操作系统或机器（不仅仅是Mysql服务器）崩溃，有可能binlog中最后的语句丢失了。要想防止这种情况，可以使用sync\_binlog全局变量，使binlog在每Ｎ次binlog写入后与硬盘同步。当sync\_binlog变量设置为１是最安全的，因为在crash崩溃的情况下，你的二进制日志binary log只有可能丢失最多一个语句或者一个事务。但是，这也是最慢的一种方式（除非磁盘有使用带蓄电池后备电源的缓存cache,使得同步到磁盘的操作非常快）。

即使sync\_binlog设置为１，出现崩溃时，也有可能表内容和binlog内容之间存在不一致性。如果使用InnoDB表，Mysql服务器处理COMMIT语句，它将整个事务写入binlog并将事务提交到InnoDB中。如果在两次操作之间出现崩溃，重启时，事务被InnoDB回滚，但仍然存在binlog中。可以用-innodb-safe-binlog选项来增加InnoDB表内容和binlog之间的一致性。（注释：在Mysql 5.1版本中不需要-innodb-safe-binlog；由于引入了XA事务支持，该选项作废了），该选项可以提供更大程度的安全，使每个事务的binlog(sync\_binlog=1)和（默认情况为真）InnoDB日志与硬盘同步，该选项的效果是崩溃后重启时，在滚回事务后，Mysql服务器从binlog剪切回滚的InnoDB事务。这样可以确保binlog反馈InnoDB表的确切数据等，并使从服务器保持与主服务器保持同步（不接收回滚的语句）。

Auto\_increment\_offset和Auto\_increment\_increment

Auto\_increment\_increment和auto\_increment\_offset用于主－主服务器（master-to-master）复制，并可以用来控制AUTO\_INCREMENT列的操作。两个变量均可以设置为全局或局部变量，并且假定每个值都可以为1到65,535之间的整数值。将其中一个变量设置为0会使该变量为1。

这两个变量影响AUTO\_INCREMENT列的方式：auto\_increment\_increment控制列中的值的增量值，auto\_increment\_offset确定AUTO\_INCREMENT列值的起点。

如果auto\_increment\_offset的值大于auto\_increment\_increment的值，则auto\_increment\_offset的值被忽略。例如：表内已有一些数据，就会用现在已有的最大自增值做为初始值。

[936dc3f71b78839ca3bee0550a76b204.png]: /images/20221022/b9881e2b0a0843c58b7085cae2e02a9c.png
[38de9b04a67a22e18a0f0f3b3323b85c.png]: /images/20221022/49579d7991af4857874b49b704eba4d2.png
[dbf1820fe3bf69b800b79d37938c0056.png]: /images/20221022/cf367176d9184a74a6742a9c47813c37.png
[bb83a93c477b0b5c35a222f476aeb7fb.png]: /images/20221022/f73b94184694456fa379d18bcc675d39.png
[176107ff8c2717f14f3fcd84ef24cab9.png]: /images/20221022/58aaf892fa4144b7b2b6e232398426c0.png
[e8fa69732485a4c36546c630b0712880.png]: /images/20221022/a622e04cfc2b4136923400f9150fbf1e.png
[a80f4c76bd4dd42fe408e3052f071055.png]: /images/20221022/1982dfafa7fe475aa1e541371762b355.png
[699d98905840c12f67c629b0dc4f3765.png]: /images/20221022/9561e476b6674c3486774924f7793cd7.png
[58b19a19313bc1c57195fce84b0cc664.png]: /images/20221022/842e96bc202f4802a7e6380c8643601b.png
[80fbfb5b277d741b3df6b51145955f30.png]: /images/20221022/4ed1a652f70142af990e8e0cb818a633.png
[65f6401e5d413c2d05408144a602a6a3.png]: /images/20221022/834d3b9354ae4c4fa425e39927647d05.png
[b2968a2b077f4ec20b7548cdfb6b0c6d.png]: /images/20221022/f3c84a086e004c64a030b50be27cfdbb.png
[dbe3066d10f5e68dfd3365f1f98467c0.png]: /images/20221022/3f1f914d09604525947a4d08967a9334.png
[464fb984310ec09104627667e5e6761a.png]: /images/20221022/75cfcad499d6433d8083078df2501602.png
[58b38bff0bdd0d0404d5c58c6b65d66d.png]: /images/20221022/fd1cc051c1ea4e5ca7f956cbc3f9748e.png
[7219233285e0d4278504fd0a3d728ce5.png]: /images/20221022/66e0e9a37d1b426289f76eb8df48a938.png
[60e2708865c8947d2362eeece0823412.png]: /images/20221022/3ad5f25ff20c4716bcfcd6bf82781407.png
[f7dde5f2c0a69f79ce0214e0c4bf2a07.png]: /images/20221022/53c0fbd5325741a7a2ffaf242f27a13c.png
[c653a59b1693acc64ac76f442d141e48.png]: /images/20221022/449bb75b69ca487cbedd587995e1a4c7.png
[0655a2650fd59a2ed5816de8a8fd2189.png]: /images/20221022/947c4b21a0a34f509d23ef2f191689cd.png
[8b2564e052782c8c574c63683090d3ea.png]: /images/20221022/3bc0bf9f03554914ae390440b5cf656b.png