低成本和高性能MySQL云架构探索
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本文探讨了低成本和高性能的 MySQL 云架构，强调了平台面临的挑战与设计原则，包括高可用性、资源隔离及自动化运维。通过第二版架构，平台实现了动态资源分配及容灾能力，并采用 Erlang 开发以支持高并发。未来将聚焦提高各部件效率、完善资源调度及提升易用性。
低成本和高性能MySQL云架构探索
- 2. 关于我 淘宝核心系统资深技术专家 余锋 超过 15 年互联网行业的网络、内核以及底层软件开发经验 专注于高性能分布式服务器的研究和实现 擅长构建大规模集群服务器 对数据库系统和分布式文件存储有深入的研究
- 4. MySQL 运维面临的问题 易用性偏差 性能 – 软硬件未经优化，处于原始阶段 – 不同阶段的软硬件性能相差巨大 集群 – 主备不完全同步和备机利用率低 – 以业务划分，集群分散管理，运维成本高
- 5. MySQL 平台化要解决什么 ？ 高效 MySQL 数据库服务支持，自动化运维 提高资源利用率，降低平台成本 7*24 长期运行，屏蔽软硬件的变化
- 6. MySQL 平台设计原则 平台对外保持单一入口，对内维护单一的资源池。 保证服务的高可用性，消除单点故障 保证系统是弹性可伸缩的，可以动态的增加、删减计算与存储节点。 保证分配给用户的资源也是弹性可伸缩的，资源之间相互隔离。
- 8. 平台架构第一版
- 9. 第一版的经验和教训 经验 – 采用开放成熟的第三方部件的好处 – 开放的平台，方便用户扩展 – 热部署和升级对不停机维护的意义 – 容错系统设计的重要性 教训 – 保持和 MySQL 的绝对兼容的重要性 – 数据访问主路径必须短且稳定 – proxy 性能、稳定性和成本的关系 – 日志实时收集和处理的难度 – 系统各部件部署的粒度，减少系统升级带来不良影响
- 10. 平台架构第二版
- 11. 平台特性 平台足够稳定，支持热升级 支持几千台物理机规模， 以对用户透明的形式提供主从热备、数据备份、迁移、容灾、读写分离、分库分表功能 资源隔离，按需分配和限制 CPU 、内存和 IO 资源 不影响提供数据服务的前提下根据用户业务的发展动态的扩容和缩容 屏蔽数据节点不同的软硬件差异
- 12. 平台概况 稳定性生产系统验证过 依赖的开源组件： Mnesia 、 Lvs 、 RabbitMQ 、 ZooKeeper 代码规模 – 核心使用以高性能、健壮以及可伸缩性出名的 Erlang 语言开发 – 5 万行 Erlang 代码， 3 万 c 代码， 2 万其他代码 – 六人团队，历时 1 年
- 13. 为什么要用 Erlang 实现 高并发 , 高性能 , 集群易扩展 时间检验的高可靠 强大的管理功能 , 方便的问题定位支持 强大的交互性 , 与其他系统整合能力
- 15. 创建数据库实例流程
- 16. 数据主路径流程
- 17. LVS 安全隔离 L4 流量切割，实现负载均衡 Proxy 故障自动转移
- 18. ZooKeeper 作为配置服务器 提供分布式锁 MySQL 插件监控所有实例的可用性
- 19. RabbitMQ Erlang 消息机制与 AMQP 极度吻合 系统中各节点间的可靠通信（不包括 SQL 查询、日志等大数据流的传输） 系统各部件广播服务 标准的 AMQP 协议，方便第三方对接和扩展 工作流方式消息流动，方便监控
- 20. Mnesia 分布式数据库 MySQL NDB 出自同门，可靠性长时间验证过 Mnesia 支持分布式事务，也支持脏读写 无中心点，带持久内存数据库，数据存取软实时 核心元数据全集群可见
- 21. 分库分表 对用户半透明，需要用户协助写 Hint 目前支持 Range 和取模二种规则，后端兼容愚公系统 目前支持四种 DML 语句的基本形式， order by 和 group by 从性能考虑， SQL 解释、重写、结果集重构用纯 C 实现。
- 22. 容灾 对用户透明的故障恢复过程 数据服务容灾 – 数据库主从库的复制置成 Dual Master 结构 – proxy 通过捕捉错误，延迟重试的方法屏蔽故障 平台服务容灾 – 无单点设计，服务冗余 – ZooKeeper 提供的分布式锁算法选举出一个 leader ，负责调度和监控各种系统任务 – 任务中间状态持久化，保证任务可断点续做
- 23. 读写分离 写操作发送到主库，读操作负载均衡到从库，提高从库的利用率 何时分离 – 透过主从是否同步状态判断 – 时间维度
- 24. 资源隔离 过 CGroup 的 cpuset 、 memcg 以及 blkio 子模块分别限制用户的 MySQL 进程最大可以使用的 CP U 使用率、内存和 IOPS 对用户 SQL 执行过程中索引使用情况、 IO 操作数量等进行分析，指导 Proxy 增加延迟的方法去限 制用户的 QPS ，达到了减小该用户消耗的系统资源的目的
- 25. 资源调度 用户级别的 QOS 保证 系统自动迁移，倒腾闲置资源
- 26. 数据安全 支持 SSL 连接 通过白名单来设置允许访问数据库的 IP 地址列表 Proxy 会把用户所有的数据库操作记录到日志分析服务器，扫描检查安全漏洞 Proxy 可以根据安全部门的要求拦截各种类型的 SQL 语句 误操作删除数据又没有备份的情况可以通过 Flashback 工具恢复数据 …
- 27. 下一阶段重点 提高各部件特别是 proxy 的效率，降低平台自身的成本消耗 资源隔离和调度完善 , 进一步降低成本 和已有系统的融合，提高易用性