CN116610502A - 异步数据库集群的故障转移方法、存储介质及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种异步数据库集群的故障转移方法、存储介质及设备，异步数据库集群的故障转移方法包括：获取数据库集群内各节点间隔预设时间发送的状态信息；根据状态信息确定各节点中的主节点发生故障；根据状态信息对各节点中多个备节点进行排序，以得到新的主节点。本发明的异步数据库集群的故障转移方法可以通过所有节点的状态信息数据上报给管理软件在主节点发生故障时，管理软件可以自动选择数据最多的备节点提升为主节点，提升故障转移的自动化程度。

Description

异步数据库集群的故障转移方法、存储介质及设备

技术领域

本发明涉及数据库领域，特别是涉及一种异步数据库集群的故障转移方法、存储介质及设备。

背景技术

现有关系型数据库集群技术中，在条件受限的情况下，集群主节点和备节点会采用异步数据传输方式，此时主节点和备节点有一定的数据差异。当数据库主节点发生非计划类的故障(例如断电、断网、硬件故障等)时，选择备节点做故障转移通常有几种做法：一种是人工操作，通过人工操作判断多个备节点中，谁的数据量最多，提升数据量最多的备节点为主节点提供服务。一种是集群管理软件随意判断，将其中之一的备节点提升为主节点提供服务。

在上述两种场景中，由于集群之间异步传输，集群管理软件通常无法得知集群各节点的数据信息。采用方案一，在数据库主节点故障后，需要较长的停机时间，然后由业务人员进行恢复业务的处理：判断多个备节点根据一定的规则，选择数据最多的备节点提升为主节点，对外提供服务。缺陷则为需要较高的人工成本，以及带来较长的停机时间，仅适用于业务系统RTO要求不高的场景里。采用方案二，自动化的选择备节点做故障转移，降低了人工成本、并且也降低了停机时间，但带来的缺陷为选择备节点的随机性，会导致业务系统的RPO增加，用户的数据没有选择数据最多的备节点，造成一定程度的数据丢失。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种能够解决上述任一问题的异步数据库集群的故障转移方法、存储介质及设备。

本发明一个进一步的目的是要提升集群故障转移的自动化程度。

特别地，本发明提供了一种异步数据库集群的故障转移方法，包括：

获取数据库集群内各节点间隔预设时间发送的状态信息；

根据状态信息确定各节点中的主节点发生故障；

根据状态信息对各节点中多个备节点进行排序，以得到新的主节点。

进一步地，状态信息包括节点状态、当前数据量、上传时间戳。

进一步地，根据状态信息确定各节点中的主节点发生故障的步骤包括：

读取状态信息中的上传时间戳；

获取读取时间；

根据节点状态判断节点是否为主节点；

若是，则将读取时间与上传时间戳进行比较；

根据比较结果确定主节点是否发生故障。

进一步地，根据比较结果确定主节点是否发生故障的步骤包括：

若比较结果为读取时间与上传时间戳的差值大于预设时间差值，则确定主节点发生故障。

进一步地，根据备节点的状态信息对多个备节点进行排序，以得到新的主节点的步骤包括：

根据读取时间对应的状态信息的当前数据量对多个备节点进行排序，并将多个备节点中当前数据量最高的备节点作为新的主节点。

进一步地，得到新的主节点之后的步骤还包括；

持续获取各节点的状态信息，以预防新的主节点发生故障。

进一步地，预设时间设置为50ms～200ms。

进一步地，预设时间差值设置为20s～50s。

根据本发明的另一方面，还提供了一种机器可读存储介质，其上存储有机器可执行程序，机器可执行程序被处理器执行时实现上述任一种异步数据库集群的故障转移方法。

根据本发明的另一方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的机器可执行程序，并且处理器执行机器可执行程序时实现上述任一种异步数据库集群的故障转移方法。

本发明的异步数据库集群的故障转移方法，包括：获取所述数据库集群内各节点间隔预设时间发送的状态信息；根据所述状态信息确定所述各节点中的主节点发生故障；根据所述状态信息对所述各节点中多个备节点进行排序，以得到新的主节点。在条件受限的异步传输的数据库集群里，本发明可以通过所有节点的状态信息数据上报给管理软件在主节点发生故障时，集群管理软件可以自动选择数据最多的备节点提升为主节点，提升故障转移的自动化程度。

进一步地，本发明的异步数据库集群的故障转移方法中的状态信息包括节点状态、当前数据量、上传时间戳。根据所述备节点的状态信息对所述多个备节点进行排序，以得到新的主节点的步骤包括：根据当前数据量对所述多个备节点进行排序，并将所述多个备节点中所述当前数据量最高的备节点作为新的主节点。本发明的异步数据库集群的故障转移方法可以自动选择最优备节点提升为主节点，减少了人工操作的成本，同时在异步集群管理中即降低了RTO，也将RPO损失降低至最低甚至为0。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的数据库集群及集群管理软件的数据流向示意图；

图2是根据本发明一个实施例的异步数据库集群的故障转移方法的示意性步骤图；

图3是根据本发明另一个实施例的异步数据库集群的故障转移方法的示意性步骤图；

图4是根据本发明另一个实施例的异步数据库集群的故障转移方法的示意性步骤图；

图5是根据本发明一个实施例的机器可读存储介质的示意图；

图6是根据本发明一个实施例的计算机设备的示意图；以及

图7是根据本发明一个实施例的状态信息的结构示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的数据库集群的架构示意性图。本实施例的数据库集群一般性地可包括至少一个主节点100、至少一个备节点200以及集群管理软件300。每个数据库节点定期上报自己本身的状态给集群管理软件300，如图1中由数据库节点指向集群管理软件300的箭头所示。本实施例的数据库集群为异步数据库集群，主节点100向备节点200发送数据进行同步，如图1中由主节点100指向备节点200的箭头所示。

图2是根据本发明一个实施例的异步数据库集群的故障转移方法的示意性步骤图。如图2所示，本实施例的异步数据库集群的故障转移方法包括：

步骤S202，获取数据库集群内各节点间隔预设时间发送的状态信息。图7是根据本发明一个实施例的状态信息的结构示意图。如图7所示，状态信息可以包括节点序号(Nodeid)、节点状态(Node_status)、当前数据量(Current_SCN)、上传时间戳(Timestamp)。节点状态可以包括节点的主备状态，可以通过节点状态判断上传节点是备节点还是主节点。预设时间可以设置为50ms～200ms，优选设置为100ms。

步骤S204，根据状态信息确定各节点中的主节点发生故障。故障可以为断电、断网、硬件故障等。

步骤S206，根据状态信息对各节点中多个备节点进行排序，以得到新的主节点。其中步骤S206可以包括：根据当前数据量对多个备节点进行排序，并将多个备节点中当前数据量最高的备节点作为新的主节点。

本实施例的异步数据库集群的故障转移方法，包括：获取数据库集群内各节点间隔预设时间发送的状态信息；根据状态信息确定各节点中的主节点发生故障；根据状态信息对各节点中多个备节点进行排序，以得到新的主节点。在条件受限的异步传输的数据库集群里，本实施例可以通过所有节点的状态信息数据上报给管理软件在主节点发生故障时，管理软件可以自动选择数据最多的备节点提升为主节点。

图3是根据本发明一个实施例的异步数据库集群的故障转移方法的示意性步骤图。如图3所示，本实施例的异步数据库集群的故障转移方法中根据状态信息确定各节点中的主节点发生故障的步骤包括：

步骤S302，读取状态信息中的上传时间戳。

步骤S304，获取读取时间。

步骤S306，根据节点状态判断节点是否为主节点。若是，则执行步骤S308。

步骤S308，将读取时间与上传时间戳进行比较。

步骤S310，根据比较结果确定主节点是否发生故障。步骤S310可以包括：若比较结果为读取时间与上传时间戳的差值大于预设时间差值，则确定主节点发生故障。

当任一节点发生故障时，集群管理软件通过该节点上传的状态信息中的上传时间戳来感知超时。例如A节点上报的上传时间戳停留在15192时刻，读取时间为15222时刻，集群管理软件感知到A节点失去上报消息超过30s，，判断集群A节点发生故障。

图4是根据本发明另一个实施例的异步数据库集群的故障转移方法的示意性步骤图。如图4所示，本实施例的异步数据库集群的故障转移方法包括：

步骤S402，获取数据库集群内各节点间隔预设时间发送的状态信息。

步骤S404，读取状态信息中的上传时间戳。

步骤S406，获取读取时间。

步骤S408，根据节点状态判断节点是否为主节点。若是，则执行步骤S410。

步骤S410，判断读取时间与上传时间戳的差值是否大于预设时间差值。预设时间差值可以设置为20s～50s，优选设置为30s。若是，则执行步骤S412。

步骤S412,确定主节点发生故障。

步骤S414，根据读取时间对应的状态信息的当前数据量对多个备节点进行排序，并将多个备节点中当前数据量最高的备节点作为新的主节点

步骤S416，持续获取各节点的状态信息，以预防新的主节点发生故障。

每个数据库节点，定期100ms上报自身状态信息给集群管理软件。其中，状态消息可以包括：节点序号(Nodeid)、节点状态(Node_status)、当前数据量(Current_SCN)、上传时间戳(Timestamp)。

正常状态下，数据库集群的数据流会由主节点发往备节点。当主节点产生新的数据时，数据库系统的SCN(System Change Number)值会递增，当备节点也查询有此SCN值(大于或等于主节点的SCN值)时，说明此数据已经正确的在备节点上回放，应用可以在备节点上查询其值。由于本实施例的数据库集群是条件受限的异步数据传输数据库集群，则多个备节点的数据量是在动态变化的，任一备节点都有可能是数据量最高的备节点。

当主节点发生故障时，集群管理软件通过主节点上报状态信息的上传时间戳来感知超时。例如主节点上报的上传时间戳停留在15192时刻，但此时集群管理软件已经感知到主节点失去上报状态信息超过30s，此时为15222时刻，判断及集群主节点发生故障。

集群管理软件通过多个备节点上报的15222时刻的状态信息，来进行每个数据库节点的当前数据量进行排序，提升当前数据量最多的节点为主节点，对外提供读写业务。

集群继续保持每个节点间隔预设时间上报状态信息，预防当前主节点C若发生故障，进行下一次故障转移。

本实施例的异步数据库集群的故障转移方法，包括：获取数据库集群内各节点间隔预设时间发送的状态信息；根据状态信息确定各节点中的主节点发生故障；根据状态信息对各节点中多个备节点进行排序，以得到新的主节点。在条件受限的异步传输的数据库集群里，本实施例可以通过所有节点的状态信息数据上报给管理软件在主节点发生故障时，管理软件可以自动选择数据最多的备节点提升为主节点。

进一步地，本实施例的异步数据库集群的故障转移方法中的状态信息包括节点状态、当前数据量、上传时间戳。根据备节点的状态信息对多个备节点进行排序，以得到新的主节点的步骤包括：根据当前数据量对多个备节点进行排序，并将多个备节点中当前数据量最高的备节点作为新的主节点。本实施例的异步数据库集群的故障转移方法可以自动选择最优备节点提升为主节点，减少了人工操作的成本，同时在异步集群管理中即了RTO，也将RPO损失降低至最低甚至为0。

在条件受限的异步数据传输的数据库集群里，本实施例的异步数据库集群的故障转移方法可以通过所有节点信息数据上报给管理软件，在主节点发生故障时，集群管理软件自动化的选择数据最多的备节点提升为主节点，同时具备了人工处理的优势，选择最优(数据量最多)备节点，减少了人工操作的成本，同时在异步集群管理中即降低了RTO，也将RPO损失降低至最低甚至0。

本实施例还提供了一种机器可读存储介质和计算机设备。图5是根据本发明一个实施例的机器可读存储介质的示意图，图6是根据本发明一个实施例的计算机设备的示意图。

机器可读存储介质40其上存储有机器可执行程序41，机器可执行程序41被处理器执行时实现上述任一实施例的异步数据库集群的故障转移方法。

计算机设备50可以包括存储器520、处理器510及存储在存储器520上并在处理器510上运行的机器可执行程序41，并且处理器510执行机器可执行程序41时实现上述任一实施例的异步数据库集群的故障转移方法。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何机器可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。

就本实施例的描述而言，机器可读存储介质40可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质40甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。

计算机设备50可以是例如服务器、台式计算机、笔记本式计算机、平板计算机或智能手机。在一些示例中，计算机设备50可以是云计算节点。计算机设备50可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型的例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等。计算机设备50可以在通过通信网络链接的远程处理设备执行任务的分布式云计算环境中实施。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。

计算机设备50可以包括适于执行存储的指令的处理器510、在操作期间为所述指令的操作提供临时存储空间的存储器520。处理器510可以是单核处理器、多核处理器、计算集群或任何数量的其他配置。存储器520可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器、闪存或任何其他合适的存储系统。

处理器510也可以通过系统互连链接到适于将计算机设备50连接到显示设备的显示接口。显示设备可以包括作为计算机设备50的内置组件的显示屏。显示设备还可以包括外部连接到计算机设备50的计算机监视器、电视机或投影仪等。此外，网络接口控制器(network interface controller，NIC)可以适于通过系统互连将计算机设备50连接到网络。在一些实施例中，NIC可以使用任何合适的接口或协议(诸如因特网小型计算机系统接口等)来传输数据。网络可以是蜂窝网络、无线电网络、广域网(WAN))、局域网(LAN)或因特网等等。远程设备可以通过网络连接到计算设备。

本实施例提供的流程图并不旨在指示方法的操作将以任何特定的顺序执行，或者方法的所有操作都包括在所有的每种情况下。此外，方法可以包括附加操作。在本实施例方法提供的技术思路的范围内，可以对上述方法进行附加的变化。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种异步数据库集群的故障转移方法，包括：

获取所述数据库集群内各节点间隔预设时间发送的状态信息；

根据所述状态信息确定所述各节点中的主节点发生故障；

根据所述状态信息对所述各节点中多个备节点进行排序，以得到新的主节点。

2.根据权利要求1所述的异步数据库集群的故障转移方法，其中，

所述状态信息包括节点状态、当前数据量、上传时间戳。

3.根据权利要求2所述的异步数据库集群的故障转移方法，其中，所述根据所述状态信息确定所述各节点中的主节点发生故障的步骤包括：

读取所述状态信息中的所述上传时间戳；

获取读取时间；

根据所述节点状态判断节点是否为主节点；

若是，则将所述读取时间与所述上传时间戳进行比较；

根据比较结果确定所述主节点是否发生故障。

4.根据权利要求3所述的异步数据库集群的故障转移方法，其中，根据比较结果确定所述主节点是否发生故障的步骤包括：

若所述比较结果为所述读取时间与所述上传时间戳的差值大于预设时间差值，则确定所述主节点发生故障。

5.根据权利要求4所述的异步数据库集群的故障转移方法，其中，根据所述备节点的状态信息对所述多个备节点进行排序，以得到新的主节点的步骤包括：

根据所述读取时间对应的状态信息的当前数据量对所述多个备节点进行排序，并将所述多个备节点中所述当前数据量最高的备节点作为新的主节点。

6.根据权利要求1所述的异步数据库集群的故障转移方法，其中，得到新的主节点之后的步骤还包括；

持续获取所述各节点的状态信息，以预防所述新的主节点发生故障。

7.根据权利要求1所述的异步数据库集群的故障转移方法，其中，

所述预设时间设置为50ms～200ms。

8.根据权利要求3所述的异步数据库集群的故障转移方法，其中，

所述预设时间差值设置为20s～50s。

9.一种机器可读存储介质，其上存储有机器可执行程序，所述机器可执行程序被处理器执行时实现根据权利要求1至8任一项所述的异步数据库集群的故障转移方法。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的机器可执行程序，并且所述处理器执行所述机器可执行程序时实现根据权利要求1至8任一项所述的异步数据库集群的故障转移方法。