数据库MySQL云数据库服务的架构探索

Vol  4No  2 Journalof LüliangUniversity Apr  2014

·计算机科学研究·

MySQL云数据库服务的架构探索

刘 伟

(山西青年职业学院山西太原030032)

摘要:云计算是一种基于互联网的计算方式。通过这种方式共享的一软硬件资源和信息可以按需求提供给

计算机和其它设备。云计算的典型商业模式是PaaS。DaaS为Paas平台的 种基础能力它可以以My S QL数据库

为基础在部署和系统架构方面进行设计真正实现云数据库服务。

关键词:PaaS;DaaS;My S QL;多租户;高可用性

中图分类号: TP311  13 文献标识码: A 文章编号: 2095185X(2014)02004003

务( IaaS) 平台即服务( PaaS)和软件即服务 图1 PaaS云平台整体构架图

( S a aS) 。具体来说I aaS将基础互联网设备集成起 联网的PaaS云平台由应用托管平台及运行于此托来像旅馆一样分隔成不同的房间供企业租用这部 管平台之上的应用组成。 P a aS应用主要有三种类分市场一般由少数业界巨头把持。而 SaaS将软件 型第三方应用、管理应用和能力开放网关应用。显作为服务提供给用户打破以往大厂垄断的局面使 然这个平台必须提供可用的数据存储能力。大量的所有人都可以在上面自由挥洒创意。作为中间层 的应用开发者都希望以“云”的方式使用数据库服的P a aS是对二者的融合和发展。它打造出虚拟的 务相应地我们提出了 D a aS”( D atabas easa程序开发平台与操作系统平台让开发人员可以通 Servi ce) 表示“数据即服务 。DaaS作为PaaS云过网络撰写1 3程6序与服务普通消费者也可以在上面 平台的一个子系统存在。它可以为多租户提供高可运行程序 。 用性的数据库服务同时易于扩展、便于维护、对用

云计算平台“采”用的就是P aaS 的形式主要为应 户具有位置透明性。整个PaaS云平台的应用运行用开发者提供云服务。如图1所示面向移动互 流程如图2所示应用开发者通过PaaS管理平台购

收稿日期:2013-01-02

作者简介:刘 伟( 1980 ) 男山西太原人讲师研究方向为计算机应用技术。

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买D aaS 的存储能力。管理平台为合法的用户提供 器层中的每台机器只提供计算能力并不提供存储访问数据库的用户名及密码以调用D aaS 的接口 并 能力。

为用户创建数据库且进行必要的初始化工作。应用 文件服务器为 DaaS提供存储能力目前为开发者的程序运行于虚拟机之上。用户使用获得的 AID磁盘通过NFS挂载的方式挂载到各个数据用户名和密码对DaaS上的数据进行访问和访问一 库服务器上。 AID磁盘保证了每写一次磁盘即在般的MySQL数据库没有什么不同。用户无需对程 存储介质上写两次通过数据冗余的方式提高系统序中数据库相关的代码进行特别的修改就可以使 的高可用性。

用DaaS来读取数据。这也是DaaS的一大优势。 2 DaaS隔离方式

D aaS系统将提供多租户、位置透明性、高可用 为实现多租户机制需实现数据隔离和性能性、可扩展性、较低的代码侵入性等功能。 隔离。

1 DaaS系统 2  1 数据隔离

基于MySQL的DaaS系统可分为三层架构:代 数据隔离有三种方式:

理服务器层、数据库服务器层和文件服务器层。 1) 分离数据库即不同租户的数据存在不同的

代理服务器层的主要功能是转发数据访问请求 数据库中;

至数据库服务器并提供控制功能。代理服务器层 2)共享数据库分离模式( S ch em a) 即不同租为双机温备份架构。两台主机对外展现同一个IP 户的数据存储在同一数据库的不同的S chem a中;地址主服务器与备用服务器都运行MySQLProxy 3) 共享数据库共享模式即不同租户的数据程序和UniHA程序。MyS QLPro xy的功能为透传 存储在同一数据库的相同的S chema中。

数据访问请求并进行控制。如数据库服务器宕机后 其中分离数据库的隔离性最好;共享数据库共将访问数据库请求路由至其他数据库服务器上; 享模式的共享性最好。在D a aS平台中每一个活跃Uniha程序用于实现温备份使主服务器与备用服 应用可能有大量用户访问一定要保证数据的安全务器互发心跳消息进行保活。在实际运行中只有 性和高可用性同时考虑到平台搭建成本和技术复主代理服务器接收数据访问请求。一旦主代理服务 杂度我们采用分离数据库的方式进行数据隔离。器宕机备用代理服务器将接替主代理服务器完成 2  2 性能隔离

数据访问请求的转发功能此过程对 DaaS使用者 性能隔离很大程度上取决于应用程序采用的是透明。 多线程方式还是多进程方式。MySQL为单进程、多

数据库服务器层是提供数据库服务的集群。集 线程的工作模式。 2212考虑到D a aS机器的硬盘大群中的每台机器都运行 MySQL程序。数据库服务 小CPU大小等情况此性能隔离方案为:在数据库

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服务器上启动与CPU核数相同的MySQL实例对 3  3 底层A“ID存储避免数据丢失

负载较轻的用户共享MySQL进程;对负载较重的 AID是 edundant Array of Independent Disk”用户将独享一个MySQL进程。用户共享MySQL 的缩写中文意思是独立冗余磁盘阵列。就是将多进程或者独享MySQL进程是随着用户负载情况而 台硬盘通过 AID Controller结合成虚拟单台大容动态变化的。 量的硬盘使用3 121 。在D aaS系统中AID能实现3 DaaS高可用机制 可靠性、容错性和高传输速率等特性。

数据的高可用性要求用户在任何时刻都能够快 4 DaaS高可扩展机制

速获取数据数据在D a aS中不会丢失这就要求系 可扩展性是指DaaS支持在线的平滑扩容可统中不能有单点故障并且单一结点或者多个结点 增加存储资源和数据库服务处理能力用来为租户的失效并不会使整个服务停顿或者宕机。 DaaS主 提供更好的使用体验。

要通过以下几个方面来保证数据的高可用性: 4  1 扩展数据库服务器

3  1 温备份解决网络故障 在D aaS架构中可以扩展数据库服务器使得

在DaaS系统中采用UNIHA进行温备份Uni- 更多的数据库服务器能够为用户提供MySQL服务。HA是一套基于主备用双机切换机制、可提供网络 同时针对大数据量的请求(如sel ec t* ) 可以同时级和应用进程级温备份的高可用系统。 Uni HA支 在多个数据库服务器之中取数据并行提供服务降持Unix/Linux等操作系统平台能够面向软交换服 低响应时间。

务器、电信级应用服务器、FTP Server和Web Server 4  2 扩展数据存储

等各类服务器提供对外不间断服务的高可用能力 磁盘阵列存储空间有限若用户数据量过大可同时又独立于具体的上层服务应用。 通过购置新的磁盘阵列并使用 MySQL replication

3  2 改造MySQLProxy解决进程故障 技术将用户数据移动至新的磁盘阵列中。迁移完

在D aaS对外服务中不仅需要保证网络不中 成之后将用户请求路由至新的磁盘阵列中并删除断也要保证提供数据库服务的MySQL进程不中 用户在原始磁盘阵列中的数据即可。

断。这就需要MySQL进程一直处于正常运行状态 本文通过对多租户实现方案、解决网络可用性、而不能处于僵死状态。要保证对外服务的 MySQL 进程可用性和扩展性机制的分析给出基于 MySQL进程处于正常运行状态可以通过改造MySQL prox- 实现多租户、高可用性、可扩展的云数据库服务架构y来完成。通过对MySQL proxy的改造使其能够定 的设计和实现方法实现方案简单、可行。

时向MySQL服务进程发送MySQL请求报文。 若

MySQL进程回复请求报文即可说明进程处于正常 参考文献:

运行状态。若MySQL进程在一定时间内对请求报 1 刘 鹏 云计算M  北京:电子工业出版社2009 文没有应答则说明MySQL进程处于僵死状态。此 2郑阿奇MyS QL实用教程M 北京:电子工业出版社时采用如下方案实现高可靠性: 2009 

通过MySQL proxy将用户请求切换到备用数据 3王珊萨师煊 数据库系统概论M 北京:高等教育库服务器之上并重启原数据服务器上的MySQL进 出版社2006

程以便备用数据库服务器宕机后切换回来。

Structure of MySQL Cloud Database Service

LIU Wei

(Shanxi Youth Vocational College Taiyuan Shanxi 030032 China)

Abstract:With its calculation based on the Internet cloud computing affords computers and other networking facili-ties sharelevel softwarehardware resources and information on demand PaaS platform is the typical businessmodel of cloud computing while DaaS is the cornerstone of PaaS  By designing deployment and system frame withthe base on MySQLDaaS makes cloudtodate database service truly achieved

Key words:PaaS;D aaS;MySQL;multirenters; high availability

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