MySQL发展至今，在高可用性方面不断前进，从最初的异步复制、半同步复制、群组复制，演进到现在的InnoDB Cluster和InnoDB Replica Set。在这一篇里将说明各种高可用架构以及其适用的场景。
MySQL Replication
经典的主从复制，需要多个步骤手动进行配置。例如，用户管理，备份恢复，配置复制......。MySQL仅提供了核心功能，整体架构需要用户自己决定（大部分情况下需要定制）。在这种情况下，组织或者公司需要使用不同的技术组件，技术专家或DBA需要将大量的工作和时间投入到自动化处理。
MySQL InnoDB Cluster
2016年，MySQL推出了MySQL InnoDB Cluster，InnoDB Cluster主要包括MySQL Group Replication（群组成员变化管理、网络分区控制、集群范围一致性......），MySQL Shell（强有力的接口，自动化整合全部的组件），MySQL Router（应用透明路由、负载均衡、自动应用故障转移......）以及MySQL Clone（自动化部署成员，完全整合至InnoDB Cluster）。
MySQL InnoDB Replica Set
2020年，MySQL推出MySQL InnoDB Replica Set。该功能基于经典的主从复制，完全整合MySQL Shell 和 MySQL Router。
上面简要介绍了MySQL高可用的过去和现在的解决方案，下面将详细地介绍InnoDB Cluster和InnoDB Replica Set。
MySQL InnoDB Cluster是MySQL的一体化产品解决方案，具有高可用性和可伸缩性的特点，组件包括MySQL Server、MySQL Shell、MySQL Router和MySQL Group Replication。它的目标是提供一个MySQL一体化产品，全部的组件统一开发，整合全部的组件，并进行全栈测试。此外，简单易用也是该产品的特色，使用一个统一的客户端MySQL Shell统一进行集群编排和管理。
MySQL Group Replication是分布式高可用MySQL数据库，具有容错、自动故障转移、多节点更新、自动成员管理、冲突检测/解决以及防止数据丢失功能。它是复制数据库状态机理论的实现，能够保证整体写入顺序，保证一致性。集群范围内最终一致，如果使用8.0.14之后的MySQL可以实现会话和全局范围的读写强一致性。MySQL5.7版本将这个功能GA，并支持全部的MySQL平台，包括Linux、Windows、Solaris、macOS 、FreeBSD等。
MySQL Group Replication可以用于如下场景：
一致性：数据零丢失（RPO=0）
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主要成员故障时，数据不会丢失。
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防止网络分区，通过大多数在线原则防止网络分区。
高可用性：自动故障转移
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自动选取主要成员
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自动控制网络分区
读取扩展：
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按需增加/删除节点
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使用流程控制处理延迟
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可配置一致性级别
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最终一致
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完整一致性
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主主环境：
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同时写入多个成员
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组内顺序写入（XCOM，PAXOS理论的实现）
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保证一致性
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写入性能良好
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乐观锁（取件于工作负载）
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MySQL Router
透明访问数据库的架构，在应用程序和后端的MySQL数据库之间提供透明的路由连接。
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透明客户端连接路由
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负责均衡
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应用程序连接故障转移
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配置简单
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无缝设计提供简单的HA客户端路由
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路由作为应用程序栈的一部分
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整合 InnoDB Cluster 和 InnoDB Replica Set
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2个TCP端口用于主节点和非主节点通信
MySQL Shell
提供一个数据库管理接口，可以执行MySQL相关的全部任务。
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支持多种语言：JavaScript、Python、SQL
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可编写脚本
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支持文档存储和关系型模型
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公开完整的开发和管理API
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经典的MySQL协议和X协议
MySQL Shell简单易用，可以通过它快速搭建InnoDB Cluster。
创建集群
配置实例
添加实例
启动MySQL Router
检查集群状态
MySQL InnoDB Replica Set
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完全整合MySQL Router
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简单易用的MySQL Shell
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配置、增加、移除成员
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自动化部署成员（Clone）
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主从复制架构
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手动进行切换和故障转移
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异步读取扩展
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简单的主从架构
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没有硬件网络要求
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提供主节点的可用性
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InnoDB Replica Set可以通过克隆自动部署新成员，利用MySQL Shell自动配置用户和复制，手动配置、增加移除应用程序使用的服务器，MySQL Router或其他代理，并且能够整合MySQL Router的负载均衡能力。从而避免了以往配置主从复制时所需的繁琐步骤。
以往需要使用额外的监控工具在每台服务器上去检查拓扑状态，用户需要负责全部组件的所有配置，每一个设置都相当于定制化。使用InnoDB Replica Set可以通过MySQL Shell status()来查看拓扑状态，并且Shell会基于最佳实践配置服务器、路由和复制，以防止发生错误。
InnoDB Replica Set是一套标准的解决方案，由MySQL团队提供支持和质量保证，这个方案的优点是简单易用，初学者也可以快速掌握。
最后说明一下如何选择不同的高可用架构。
首先要明确业务的需求，高可用性越高意味着成本也越高。可以从以下几个方面去明确目标：
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恢复时间目标（RTO）
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服务从故障中恢复需要多长时间？
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恢复点目标（RPO）
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服务在故障中允许丢失的数据
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故障类型
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高可用：单一服务器故障，网络分区
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容灾：整体地域/网络故障
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人为错误：操作失误，故意破坏
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-
程度
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0
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秒
-
分
-
小时
-
...
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不同业务需求对应的架构
单一地域
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RTO=小时
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RPO=分
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一台MySQL服务器
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备份
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同步日志
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单一地域
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RTO=小时
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RPO=少于1秒
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一台MySQL服务器
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频繁备份
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持续拉取二进制日志
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单一地域
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RTO=数分
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RPO=少于1秒
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MySQL InnoDB Replica Set
单一地域
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RTO=数秒
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RPO=0
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MySQL InnoDB Cluster
多地域
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地域故障
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RTO=数分
-
RPO=数秒
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MySQL InnoDB Cluster
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配合使用异步复制
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多地域
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地域故障
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RTO=数分
-
RPO=0
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MySQL InnoDB Cluster 跨地域部署
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两个地域的一致性级别设置为AFTER，或者三个地域，每个地域具有1-2个成员
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写入的吞吐量受到影响，写入事务需要保证事务同步
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以上是关于MySQL高可用性架构的内容，用户可以根据不同的需求选择适合自己的架构。
感谢您关注”MySQL解决方案工程师“！
