Alta Disponibilidade no MySQL 5.7 para aplicações em PHP

Alta Disponibilidade
no MySQL 5.7 para
aplicações em PHP
Airton Lastori
airton.lastori@oracle.com
Abril-2016

Copyright © 2016 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. |
DBA Dev
Gerencial, Usuário
ou Professor
Quem?

Não usa MySQL
Usa MySQL sem
HA
Usa MySQL com
HA
Quem?

Agenda
1. Alta disponibilidade (HA) – conceitos básicos
2. Arquiteturas e topologias de HA para MySQL
3. Monitoramento e gerenciamento

Alta disponibilidade
Conceitos básicos

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O chefe

O Desenvolvedor

O DBA

“Precisamos garantir que a nossa
aplicação não pare nunca!
Nosso cliente não pode esperar.
Perderemos dinheiro e nossa marca
ficará prejudicada.”
9

“Vamos comprar um NoBreak para o
Servidor e está tudo certo!”
10

...
11

“Quanto % do tempo o sistema deve
ficar no ar?”
12

“100%, é claro!”
13

“Desculpe desapontá-lo, mas disponibilidade
infinita não existe.
Pense em serviços como abastecimento de
água ou energia elétrica...
Há necessidade de ter redundância e
contingência dos equipamentos e
processos+ferramentas para a operação”
14

“Chefe, na verdade precisamos de mais
1 servidor para aplicação. É só instalar
uma cópia da aplicação nele e estamos
bem. Teremos nosso Cluster!”
15

“Na camada de banco não é tão simples
assim...”
16

Xiii... Lá vem esse
cara complicar...

Standalone Clusterizado
20
Problemas diferentes

mysql.com/why-mysql/white-papers/mysql_wp_ha_strategy_guide.php
Escolhendo a melhor solução para sua necessidade

Etapas típicas de um projeto de HA
1. Definir qual o tempo máximo de indisponibilidade e perdas aceitáveis
2. Revisar todos intens da infra-estrutura atual que terão contingência
(mapear SPoF)
3. Definir a melhor arquitetura e topologia de HA para este contexto
4. Implantar a redundância dos componentes
5. Implantar monitoramento (instrumentação)
6. Implantar procedimentos operacionais para contingência
22

Etapas típicas de um projeto de HA
1. Definir qual o tempo máximo aceitável de uma indisponibilidade
2. Revisar todos intens da infra-estrutura atual que terão contingência
(mapear SPoF)
3. Definir a melhor arquitetura e topologia de HA para este contexto
4. Implantar a redundância dos componentes
5. Implantar monitoramento (instrumentação)
6. Implantar procedimentos operacionais para contingência
23

Arquiteturas e topologias
opções de HA para MySQL 5.7

Sem Alta disponibilidade
Topologia Simples
Data Access (mysqld)
Data (Storage/HD/SDD)
App Servers
Database connection
25

Sem Alta disponibilidade no Banco de Dados
Topologia com redundância apenas na Aplicação
App Servers
Database connections
27

Alta disponibilidade no modo Ativo-Passivo
Topologia com redundância via Shared Storage
Data (Shared Storage/SAN)
App Servers
28
Ativo
Passivo

• Oracle Clusterware unifies servers
in a server farm to form a cluster
– At the core of Oracle RAC
• Oracle Cluster 12c includes MySQL
Server 5.6 agent
• Planned migration and failover of
MySQL database
– Hidden from the application
01/05/2016
MySQL Enterprise Edition + Oracle Clusterware
29

Alta disponibilidade no modo Master-Slave
Topologia com redundância via Replicação Simples
Slave read-only
(mysqld)
App Servers
30
Read-write
Read-only
Replicação
nativa
Master read-write
(mysqld)

Replicação em 5 minutos
Monte seu lab e comece a brincar
• [blog post]
http://www.alastori.com.br/2015/02/tuto
rial-replicacao-mysql-em-5-minutos.html

Exemplo depois de configurado server-id e log-bin na instância master e restaurado um backup no slave
master> CREATE USER repl_user@%;
master> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO repl_user@% IDENTIFIED BY
'repl_user_password';
master> SHOW MASTER STATUS G
*************************** 1. row ***************************
File: master-bin.000003
Position: 433
slave> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='127.0.0.1', MASTER_PORT=3310,
MASTER_USER='repl_user', MASTER_PASSWORD='repl_user_password',
MASTER_LOG_FILE='master-bin.000003', MASTER_LOG_POS=433;
slave> START SLAVE;
32
www.alastori.com.br/2015/02/tutorial-replicacao-mysql-em-5-minutos.html

Grandes usuários MySQL usam a replicação
33
Web, Cloud, Distribuído e Embarcado…

Exemplos de uso da Replicação
• Redundância simples dos dados (Contingência)
• Backup
• Geo-redundância (DR)
• Dado mais próximo do cliente
• Escalabilidade de Leituras
– Dividir cargas OLTP e OLAP
– Read-write split

Contingência em caso de falhas ou manutenção programada
Topologia Replicação Simples
Slave read-only
(mysqld)
App Servers
36
Read-write
Read-only
Master read-write
(mysqld)

Contingência em caso de falhas do Master
Novo Master read-write
(mysqld)
App Servers
Failover
novas rotas para as
conexões com o MySQL
manual ou automático

Contingência em caso de falhas ou manutenção programada
Slave read-only
(mysqld)
App Servers
38
Read-write
Read-only
Master read-write
(mysqld)

Contingência em caso de manutenção programada do Master
Temporary Master read-write
(mysqld)
App Servers
39
Read-write
Inativo
Em Manutenção
replicação parada
Switchover
conexões roteadas para
outro servidor durante
manutenção programada

Componentes para Roteamento
MySQL Connectors
• Funcionalidades
nativas de Failover ou
Load Balancing
MySQL Router(novo )
• Middleware leve
• Roteamento baseado
nas conexões
• Failover para o
primeiro disponível
ou Load Balancing
MySQL Utilities
• mysqlfailover –
monitora a
replicação, promove
novo master e
redireciona slaves
• MySQL Fabric – provê
mapeamento da
topologia para
connector ou router

Qual biblioteca connector você usa?
Oracle Confidential –
42
<?php phpinfo(); ?>
Biblioteca mysqlnd é atual e
recomendada, substituindo a
antiga libmysql.

PHP
PHPMemory
PHPStreams
Infrastructure
mysqlnd
MySQL Server
ext/mysql mysqli PDO_mysql
…
PHP Module (Extension) API
PECL/mysqlnd_ms …PECL/mysqlnd_memcache
mysqlnd: Native Driver PHP para MySQL

Saiba mais sobre Replicação MySQL com PHP e
PECL/mysqlnd_ms
Apresentação no PHP Conference
• [slides]
slideshare.net/MySQLBR/replicao-mysql-e-php

Failover automático para o primeiro disponível
MySQL Router
Slave “read-only”
(mysqld)
App Servers
MySQL Router
48
Read-write
Read-only
Master read-write
(mysqld)
Heartbeat

Failover automático para o primeiro disponível
MySQL Router
Novo Master read-write
(mysqld)
App Servers
Connections Routing
49
Read-write
Read-only
Antigo Master falhou
(mysqld)
Inativo

Cuidado com aquelas aspas “read-only”
• Se configurado com read-only=0 há risco de inconsistências.
–Exemplo de erro:
• Falha temporária na conexão entre MySQL Router de apenas uma instância e o
MySQL Master
• Router vai fazer failover para o próximo disponível (slave)
• Uma aplicação escreve no Master, enquanto que outra escreve no slave
• Se configurado com read-only=1 algum processo adicional vai
ter que verificar o erro e reconfigurar o servidor.
–Talvez a própria aplicação ou um evento no próprio MySQL
50

Não recomendado uso como Master-Master: sem resolução de conflitos
Topologia de Replicação Cruzada + MySQL Router
51
Master read-write
(hot stand-by)
App Servers
MySQL Router
Read-write
Read-only
Master read-write
(ativo)
Heartbeat

Cuidado com Replicação Cruzada ou bi-direcional
• Este setup é bastante controverso, na maioria das vezes evitado
– Porém, tem seus usos, como veremos mais adiante em “proximidade dos dados ao
cliente”
• Nesse caso anterior, a replicação cruzada é usada por praticidade
– permite simplificar o failover
– facilita resincronização dos dados em casos de falsos positivos, como falhas
temporárias na rede
• É importante monitorar e se ambos servidores estão recebendo escritas,
deve-se agir rapidamente para diminuir chances de inconsistências.
52

Visão geral: mysqlfailover ou MySQL Fabric
MySQL Utilities para HA
Slave read-only
(mysqld)
App Servers
53
Read-write
Read-only
Master read-write
(mysqld)
MySQL Utilities

MySQL Utilities
shell> mysqlfailover --master=root@localhost:3331 --discover-slaves-login=root --
log=log.txt
MySQL Replication Monitor and Failover Utility
Failover Mode = auto Next Interval = Mon Mar 19 15:56:03 2012
...
Master Information
Binary Log File Position Binlog_Do_DB Binlog_Ignore_DB
mysql-bin.000001 571
GTID Executed Set
2A67DE00-2DA1-11E2-A711-00764F2BE90F:1-7 [...]
54
mysqlfailover
dev.mysql.com/doc/mysql-utilities/1.6/en/mysqlfailover.html

MySQL Utilities
Replication Health Status
+------------+-------+---------+--------+------------+---------+
| host | port | role | state | gtid_mode | health |
+------------+-------+---------+--------+------------+---------+
| localhost | 3331 | MASTER | UP | ON | OK |
| localhost | 3332 | SLAVE | UP | ON | OK |
+------------+-------+---------+--------+------------+---------+
Q-quit R-refresh H-health G-GTID Lists U-UUIDs L-log entries
55
mysqlfailover
dev.mysql.com/doc/mysql-utilities/1.6/en/mysqlfailover.html

Backup no Slave
Slave parado
(mysqld)
App Servers
58
Read-write
Inativo
Master read-write
(mysqld)
Backup
STOP SLAVE
Cópia dos dados
START SLAVE

Backup no Slave
Topologia com Replicação Atrasada
Slave parado
(mysqld)
App Servers
Master read-write
(mysqld)
59
Read-write
Read-only
Inativo
dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/replication-delayed.html
Delay
CHANGE MASTER TO
MASTER_DELAY = N;

Menor tempo em backups e restores, menos downtime
MySQL Enterprise Backup

MySQL Enterprise Backup
1. Sem parar o Master, faça um hot backup
2. Restaure no Slave
3. No Slave execute CHANGE MASTER TO ...
4. Inicie o Slave
61
Crie novos Slaves online
https://dev.mysql.com/doc/mysql-enterprise-backup/4.0/en/advanced.slave.html

Geo-redundância para Disaster Recovery
Topologias com múltiplos slaves
63
Site 1
Master
Site 2
Slave
Ativo Passivo

Cuidados com replicação via Internet
• Segurança
– Proteja o canal de replicação configurando o suporte nativo a criptografia da
replicação do master ao slave.
– CHANGE MASTER TO ... MASTER_SSL_CAPATH* ...
• Revise as configurações de timeouts e retries
• Monitore
– Com base no SLA para perdas de dados, defina limites para atrasos e dispare alertas
• Evite usar replicação semi-síncrona
– Se perdas de dados são inaceitáveis, considere um canal de comunicação eficiente
64

Dado mais próximo do cliente
Topologias com múltiplos slaves
66
Master
read-write
Slave 1
read-only
Réplica do Master
Slave 2
read-only
Réplica do Master
Slave 3
read-only
Réplica do Slave 1

Dado mais próximo do cliente
Topologias com múltiplos masters
67
Master 1
read-write
Master 3
read-write
Master 2
read-write
Master 4
read-write

Uso da replicação cruzada ou bi-direcional
• Configure auto_increment_offset e auto_increment_increment.
• Cuidado ao usar a replicação bidirecional, pois ela não inclui o conceito de resolução de
conflitos.
• Se mais de 1 servidor puder atualizar o mesmo domínio de dados, você poderá ter conflitos que
podem ou não serem notados. Se você tiver sorte, a replicação irá parar quando houver conflito
(ex. DUPLICATE KEY), mas você não deve contar com isso (ex. UPDATE).
• Se você pretende ter um sistema de alta disponibilidade, você deve garantir, ao nível da
aplicação ou permissões, que mais de um servidor não tente atualizar os mesmos dados.
• Mesmo que os dados sejam naturalmente particionados, como por exemplo duas escolas
diferentes, é fundamental para colocar restrições locais para garantir que os dados não sejam
acidentalmente atualizados no servidor errado.
– Exemplo: quando necessário atualizar dados de outra unidade, a aplicação tem que se conectar ao MySQL “dono
do dado” e atualizar as informações lá, e não apenas atualizar as informações localmente e esperar o melhor.
68

Replicação Semi-síncrona para evitar perda de dados
Topologias resilientes
72
Master Slave
ACK = Confirmação de
recebimento dos pacotes

Analogia
73
Carta Simples
Carta AR
Intimação Judicial
Assíncrona
sem confirmação do recebimento
Semi-síncrona
confirmado recebimento, mas ainda não “processada”
Síncrona
confirmado recebimento e processamento (commit)

Sem perda de dados e failover facilitado com replicação Semi-síncrona
Topologias resilientes com múltiplos slaves
74
Master Slave 1
Primeira opção de failover
(sempre mais atualizado)
Slave 2
Segunda opção de failover

Restrições e recomendações
• A replicação convencional ocorre na camada de acesso aos dados (SQL),
portanto funciona com qualquer storage engine, mas recomenda-se
InnoDB
• InnoDB é recomendado por ser crash-safe, facilitando operações de crach-
recovery e provisionamento via MEB
• Failover automático requer GTID e Row Format
• A replicação do NDB Cluster é diferente da replicação convencional e
ocorre na camada de dados

Group Replication: multi-master Ativo-Ativo
Router
App
Virtually Synchronous Replication
App App
labs.mysql.com

Resumo das opções
Replication
Shared Disk
Virtualization
Group Replication
Cluster Carrier
Grade Edition
Failover Speed Config. Medium High High
Geo-Redundancy High None Config. High
Scaling Read None Read R/W
Ease of Migration From
Stand-alone InnoDB to HA
Medium High High Low
Possibility of Transaction
Loss During Failure
Config. Low Config. Low

Monitoramento e Gerenciamento
ambientes de HA bem administrados

MySQL Utilities
• Binary Log Operations
• Database Operations
• General Operations
• Server Operations
• Specialized Operations
• High Availability Operations
– How Can I Use Replication?
– How Do I Add New Servers to My
Topology and Change Master Role
– Setup Automatic Failover
– Restore the Previous Master After
Failover
– How Can I Find All of the Slaves Attached
to My Master Server?
– How To Check If Data Is Correctly
Replicated?
– How To Fix Errant Transactions on the
Replication Topology?
91
dev.mysql.com/doc/mysql-utilities/1.6/en/mysql-utils-ha.html

MySQL Enterprise Edition
Suporte + Backup + Monitor + Workbench + Plug-ins
Escalabilidade
Autenticação
Firewall
Auditoria
(novo) TDE
Criptografia
Oracle Enterprise Manager
for MySQL

Sumário
1. HA não é simples nem de graça
2. O MySQL possui diversas opções para HA
3. Entenda os requisitos, compare as possíveis arquiteturas
e topologias, faça a melhor escolha!

@MySQLBR meetup.com/MySQL-BRfacebook.com/MySQLBR
pt.planet.mysql.com

Obrigado!

Perguntas?
Alta Disponibilidade no MySQL 5.7
Contato:
airton.lastori@oracle.com
twitter.com/mysqlbr
facebook.com/mysqlbr

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