Orchestrator自身高可用性方案

目录

获得 HA 的方法

一 没有高可用性 （No high availability）

使用场景

架构组成

架构图

二 半高可用性（Semi HA）

三 基于共享数据库后端高可用（HA via shared backend）

四 基于Raft协议高可用

五 方案对比

注意事项

笔记

orchestrator作为高可用的服务运行。本文档列出了orchestrator实现 HA 的各种方法

获得 HA 的方法

HA 可以通过选择以下任一方式来实现：

  • orchestrator/raft设置，orchestrator节点通Raft 共识算法进行通信。每个orchestrator节点都有一个私有数据库后端（MySQL或sqlit)。另请参阅Orchestrator/raft 文档
  • 共享后端设置。多个orchestrator节点都与同一个后端数据库通信，该后端可能是 Galera/XtraDB Cluster/InnoDB Cluster/NDB Cluster。同步是在数据库级别完成的。

一 没有高可用性 （No high availability）

使用场景

这种适用于测试。本地开发环境。

架构组成

这种架构由 单个orchestrator节点和单个后端数据库组成。

后端数据库可以是MySQL也可以是orchestrator自带的sqlite。

架构图

二 半高可用性（Semi HA）

这种架构只有orc服务有高可用行，后端数据库没有高可用行

方式一 

多个orc节点使用MySQL主从中的master。orc 服务实现了高可用，但是后端数据库却没有。后端数据库是主从架构，每个orc节点不能有自己单独的后端数据库。如果后端数据库的master无法进行故障转移

方式二 

多个orc节点使用都配置为代理层的IP 。代理层后端是MySQL双主架构，并且双主架构复制规则设置为statement。

  • 代理层一直指向同一个MySQL节点，除非这个MySQL发生了故障
  • master 宕机后 orc就会通过代理层去访问另一个数据库节点。但是这个数据库节点数据可能有落后，orc会补充这些丢失 通过持续发现的特性。
  • orchestrator查询保证基于STATEMENT格式的复制不会导致重复错误，并且主主设置将始终实现一致性。
  • orchestrator即使在进行故障恢复过程中也可以对后端宕机的master进行启动（恢复将在备用master重新启动）
  • 脑裂是有可能的。 根据您的设置、物理位置、代理类型，可能有不同的orchestrator服务节点与不同的后端MySQL服务器通信。这种情况可能会导致两个orchestrator服务都认为自己是“活动的”，这两个服务都将独立运行故障转移，这将导致拓扑损坏。

三 基于共享数据库后端高可用（HA via shared backend）

完全的高可用是 通过后端数据库也具有高可用能力 实现。现有的后端数据库解决方案有：

  • Galera
  • XtraDB Cluster
  • InnoDB Cluster
  • NDB Cluster

上面的架构都要

  •  Galera/XtraDB Cluster/InnoDB Cluster 使用单写模式运行。多个orchestrator节点可能通过代理与写入节点进行通信。如果写节点发生故障，后端集群将提升另一个数据库作为写节点；由您的代理来识别并将orchestrator的流量引导新的写节点。
  •  Galera/XtraDB Cluster/InnoDB Cluster 在多写模式下运行。一个好的设置建议是将每个orchestrator节点与数据库服务器部署在同一服务器上。由于复制是同步的，因此不存在裂脑。只有一个orchestrator节点可以成为领导者，并且该领导者只会与数据库节点达成共识。

四 基于Raft协议高可用

以上介绍的三种方式都没有引入Raft共识算法。

orchestrator节点直接通过Raft共识算法进行通信。每个orchestrator节点都有自己私有的后端数据库（可以是MySQL或者sqlite）。

只有一个orchestrator节点可以成为leader，并且始终是共识？的一部分。然而，所有其他节点都是独立活动的，并且正在轮询您的拓扑。

在这种设置中

  • 数据库节点之间没有通信
  • orchestrator节点之间通信最少 
  • 与MySQL拓扑节点的通信次数是orc节点个数的倍数。一个3个节点orc 意味着被监控的MySQL集群中需要被3个独立不同的orc节点探测。
  • 建议运行为3个节点或者5个节点
  • sqlite是orc内置的 不需要在额外的安装。如果流量较大 建议使用MySQL。

要访问orc服务 ，你只能与leader角色通信。

  • 使用/api/leader-check作为代理的  HTTP 健康状况检查。
  • 或者使用具有多个orchestrator后端的orchestrator-client；orchestrator-client将找出领导者的身份并向领导者发送请求。

五 方案对比

这比较了两种高可用性部署方法的部署、行为、限制和优势：orchestrator/raft与orchestrator/[galera|xtradb cluster|innodb cluster]

我们将假设并比较：

  • 3数据中心设置（可用区可以算作数据中心）
  • 3节点 orchestrator/raft 设置
  • 3 orchestrator节点和 galera|xtradb cluster|innodb cluster多写模式（集群中的每个 MySQL 都可以接受写入）
  • 代理 可以运行 HTTP或者mysql健康检查
  • MySQL,MariaDB,Percona Server统称为MySQL。

比较orchestrator/raftsynchronous replication backend
通信每个orchestrator节点都有一个私有的后端DB；orchestrator节点通过raft协议进行通信每个orchestrator节点连接到MySQL同步复制组中的不同成员。orchestrator节点之间不进行通信。
后端数据库
 		MySQL 或 sqliteMySQL
对后端数据库的依赖如果无法访问自己的私有后端数据库，服务会出现如果无法访问自己的私有后端数据库，则服务不健康
数据库数据一致性跨数据库后端独立。可能会有所不同，但在稳定的系统上会收敛到相同的整体情况单个数据集，跨数据库后端同步复制
数据库访问千万不要直接写。只有raft节点在协调/合作时访问后端数据库。否则可能会导致不一致。读取没问题可直接访问、写入；所有orchestrator节点/客户端都会看到完全相同的图片

Leader and actions

单一Leader。只有Leader才能进行恢复。所有节点都可以进行发现（探测）和自我分析单一Leader。只有Leader才能进行发现（探测）、分析和恢复。
HTTP 访问必须只能访问领导者（可以通过代理或强制执行orchestrator-client）可以访问任何健康的节点（可以通过代理强制执行）。为了读取一致性，最好只与领导者交谈（可以通过代理或强制执行orchestrator-client）
命令行HTTP/API 访问（例如curl，jq）或orchestrator-client使用熟悉的命令行界面封装常见 HTTP/API 调用的脚本HTTP/API 和/或orchestrator-client脚本或orchestrator ...命令行调用。
安装orchestrator仅在服务节点上提供服务。orchestrator-client任何地方的脚本（需要访问 HTTP/API）。orchestrator服务节点上的服务。orchestrator-client任何地方的脚本（需要访问 HTTP/API）。orchestrator任何地方的客户端（需要访问后端数据库）
ProxyHTTP。只能将流量引导至Leader ( /api/leader-check)HTTP。必须仅将流量引导至健康节点 ( /api/status)；最好只将流量引导至Leader节点 ( /api/leader-check)
No Proxyorchestrator-client与所有后端一起使用orchestrator。orchestrator-client将引导流量至 master。orchestrator-client与所有后端一起使用orchestrator。orchestrator-client将引导流量至 master。
跨机房每个orchestrator节点（以及私有后端）可以在不同的 DC 上运行。节点间通信不多，流量低。每个orchestrator节点（以及关联的后端）可以在不同的 DC 上运行。orchestrator节点不直接通信。MySQL组复制通信频繁。流量主要与拓扑大小和轮询率呈线性关系。写入延迟。
探测orchestrator所有节点探测每个拓扑服务器每个拓扑服务器由单个活动节点探测
故障分析由所有节点独立执行仅由领导者执行（数据库是共享的，因此所有节点无论如何都会看到完全相同的图片）
故障转移仅由Leader执行仅由Leader节点执行
抵御失败的能力

如果有3个节点，1个节点允许宕机

如果有5个节点，2个节点允许宕机

如果有3个节点，1个节点允许宕机

如果有5个节点，2个节点允许宕机

节点从短暂故障中恢复节点重新加入集群，并根据更改进行更新。数据库节点重新加入集群，并根据更改进行更新。
节点从长期中断中恢复必须从健康节点克隆数据库。取决于您的 MySQL 后端实现。可能从备份进行 SST/恢复。

注意事项

以下是在两种方法之间进行选择时的注意事项：

  • 您只有一个数据中心 (DC)：选择共享数据库甚至更简单的设置
  • 您对 Galera/XtraDB Cluster/InnoDB Cluster 感到满意，并且可以自动设置和维护它们：选择共享数据库后端。
  • 您拥有高延迟跨 DC 网络：选择orchestrator/raft方案。
  • 您不想为orchestrator后端分配 MySQL 服务器：选择orchestrator/raft 和  SQLite数据库
  • 您有数千个 MySQL 集群：选择MySQL

笔记

  • 另一种同步复制设置是单个写入器的同步复制设置。这需要orchestrator节点和底层集群之间有一个额外的代理，上面没有考虑。

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