面试题：MySQL高级难度：复杂场景下备份与容灾结合

Question

在一个高并发读写的MySQL数据库环境中，需要设计一套备份与容灾方案。要求备份过程对业务影响最小化，容灾方案能够在短时间内恢复业务。请详细描述你的设计思路，包括涉及到的技术选型、备份策略、容灾切换机制等。

Answer 1

设计思路

1. 技术选型
   • 主从复制：利用MySQL主从复制技术，主库负责处理业务读写，从库用于备份和容灾。从库可以配置多个，分担备份等任务，同时也提高了容灾能力。
   • MHA（Master High Availability）：用于监控主从复制架构中的主库状态，当主库出现故障时，能自动将一个从库提升为主库，实现快速容灾切换。
   • XtraBackup：一款开源的热备份工具，支持在线备份，对业务影响较小。它可以在数据库运行时进行备份，不会锁表，保证业务的连续性。
2. 备份策略
   • 全量备份：定期（如每周日凌晨业务低谷期）使用XtraBackup对从库进行全量备份。这是因为全量备份可以获取数据库在某一时刻的完整状态，方便恢复。
   • 增量备份：在全量备份的基础上，每天凌晨（业务低谷期）使用XtraBackup进行增量备份。增量备份只备份自上次全量或增量备份以来发生变化的数据页，减少备份时间和存储空间。
   • 备份存储：将备份文件存储到独立的存储系统（如NAS或云存储），保证备份数据的安全性和独立性，防止数据库服务器故障导致备份数据丢失。同时，对备份文件进行加密和压缩处理，提高数据安全性和存储空间利用率。
3. 容灾切换机制
   • 监控：通过MHA实时监控主库的状态，包括主库的心跳检测、复制延迟等。MHA通过定期向主库发送心跳包来检测主库是否存活，如果一定时间内未收到心跳响应，则判定主库故障。
   • 切换：当主库发生故障时，MHA会自动从多个从库中选择一个合适的从库（通常选择复制延迟最小的从库），将其提升为主库。同时，MHA会通知应用程序新主库的地址，应用程序可以根据新地址重新连接数据库，从而快速恢复业务。
   • 数据同步：在新主库提升后，MHA会自动将其他从库重新指向新主库，并进行数据同步，确保整个集群的数据一致性。
4. 业务影响最小化措施
   • 备份时间选择：全量备份和增量备份都选择在业务低谷期进行，减少对正常业务的影响。
   • 热备份工具：使用XtraBackup这种热备份工具，在备份过程中不会对业务表加锁，保证业务的读写操作正常进行。
   • 多从库架构：通过配置多个从库，将备份任务分摊到不同从库上，避免单个从库因备份任务过重影响主从复制延迟，进而影响业务。