MysqlCluster集群部署
1.引言
1.1目的
部署MysqlCluster集群环境
1.2 MySQL集群Cluster原理
1. 数据分片
MySQL集群Cluster将数据分成多个片段，每个片段存储在不同的服务器上。这样可以将数据负载分散到多个服务器上，提高系统的性能和可扩展性。
2. 数据同步
MySQL集群Cluster使用多个服务器来存储数据，因此需要确保数据在不同的服务器之间同步。MySQL集群Cluster使用多种同步机制，如异步复制、半同步复制和全同步复制等，来确保数据的一致性和可靠性。
3. 负载均衡
MySQL集群Cluster使用负载均衡算法来分配客户端请求到不同的服务器上。这样可以避免单个服务器过载，提高系统的性能和可用性。
4. 自动故障转移
MySQL集群Cluster可以自动检测服务器的故障，并将故障服务器上的数据转移到其他服务器上。这样可以确保系统的高可用性和可靠性。
1.3 NDB引擎介绍
在MySQL实现集群Cluster架构中，存储节点使用的存储引擎为NDB引擎。NDB引擎是一种分布式的基于内存的引擎，因此作为MySQL集群Cluster架构中的存储节点，内存一定要足够大。
使用NDB引擎有以下优点：
1、基于内存存储，没有磁盘I/O瓶颈，速度快。
2、扩展性好，增加节点即可实现数据库集群Cluster的扩展。
3、冗余性好，单个节点故障，集群还可以提供服务。
同时，NDB引擎也有以下缺点：
1、由于存储基于内存，因此在设备断电后数据即丢失。
2、存储空间大小受内存大小限制。
3、多个节点分布式架构整体速度受会网络速度影响。
1.4 InnoDB存储引擎
InnoDB是一种支持事务和行级锁的崇尚ACID特性的储存引擎。它是MySQL5.5版本后的默认引擎。InnoDB非常适合那些需要频繁进行更新操作的应用，比如在线事务处理系统（OLTP）。
使用InnoDB引擎有以下优点：
1、支持事务：InnoDB储存引擎具有事务处理的能力，能够保证数据的完整性和一致性。
2、行级锁：InnoDB通过行级锁来控制并发读写操作，提高了多用户环境下的并发性能。
3、外键约束：InnoDB支持外键约束，保证数据的完整性。
4、适合OLTP：InnoDB引擎特别适合处理大量的并发读写操作，如OLTP系统。
5、Crash Recovery：InnoDB具备崩溃恢复的功能，能够在异常退出后将数据恢复到一致的状态。
同时，InnoDB引擎也有以下缺点：
1、 读写效率较差。
2、 占用的数据空间相对较大。
1.5 MyISAM存储引擎
MyISAM是MySQL早期的默认储存引擎，它采用表级锁，适合处理大量的读操作。然而，它不支持事务和外键约束。
使用MyISAM引擎有以下优点：
1、表级锁：MyISAM采用表级锁，对于大量更新操作的并发性能较差。
2、不支持事务：MyISAM不支持事务处理，因此可能存在数据不一致的风险。
3、全文索引：MyISAM支持全文索引，适合处理搜索引擎和全文搜索等应用。
4、插入性能：MyISAM在插入性能方面较好，对于大量的插入操作，性能较高。
同时，MyISAM引擎也有以下缺点：
1、不支持事务的完整性和并发性。
1.6 引擎对比选择
InnoDB适用于大量的并发读写操作、需要事务处理和外键约束的应用；MyISAM适用于大量的读操作、不需要事务处理和外键约束的应用；NDB适用于高并发、实时性要求高的应用。
2. 部署程序
2.1 部署环境
| 服务器作用 | 服务器名 | 服务器IP | 系统版本 |
|---|---|---|---|
| 管理节点 | master | 192.168.5.137 | Centos7 |
| 数据节点 | slave1 | 192.168.5.150 | Centos7 |
| SQL节点 | slave2 | 192.168.5.144 | Centos7 |
| SQL节点 | slave3 | 192.168.5.152 | Centos7 |
2.2 服务器环境准备
2.2.1 修改四台主机名
192.168.5.137上操作
hostnamectl set-hostname master
192.168.5.150上操作
hostnamectl set-hostname slave1
192.168.5.144上操作
hostnamectl set-hostname slave2
192.168.5.152上操作
hostnamectl set-hostname slave3
2.2.2 添加host文件
四台服务器同时添加内容
vim /etc/hosts
192.168.5.137 master
192.168.5.150 slave1
192.168.5.144 slave2
192.168.5.152 slave3
2.2.3 配置四台服务器免密登陆
192.168.5.137上操作
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.150
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.144
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.152
192.168.5.150上操作
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.137
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.144
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.152
192.168.5.144上操作
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.137
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.150
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.152
192.168.5.152上操作
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.137
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.150
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub 192.168.5.144
至此四台服务器完成免密登陆，准备工作完成。
2.3 管理节点部署
2.3.1 管理节点原理
顾名思义，管理节点用来对其它节点进行管理。实际操作中，是通过对一个叫做config.ini的配置文件进行维护而起到管理的作用。该文件可以用来配置有多少需要维护的副本、需要在每个数据节点上为数据和索引分配多少内存、数据节点的位置、在每个数据节点上保存数据的磁盘位置、SQL节点的位置等信息。管理节点只能有一个，配置要求不高。
2.3.2 创建工作目录
mkdir -p /usr/local/mysql
2.3.3 上传并解压文件
cd /usr/local/mysql
rz -y
tar -zxvf mysql-cluster-8.0.25-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz
mv mysql-cluster-8.0.25-linux-glibc2.12-x86_64 mysql-cluster
2.3.4 创建管理目录
mkdir -p /var/log/mysql-cluster
mkdir -p /etc/mysql-cluster
2.3.5 配置目录
vim /etc/mysql-cluster/config.ini
[ndbd default]
#数据写入数量。1表示一份,1个数据节点
NoOfReplicas=1
[ndb_mgmd]
nodeid=1
#管理结点的日志
datadir=/var/log/mysql-cluster
#管理结点的IP地址。本机IP
HostName=192.168.5.137
###### data node options: #存储结点
[ndbd]
HostName=192.168.5.150
DataDir=/data/mysql
#mysql数据存储路径
nodeid=2
# SQL node options: #关于SQL结点
[mysqld]
HostName=192.168.5.144
nodeid=3
[mysqld]
HostName=192.168.5.152
nodeid=4
2.3.6 初始化管理节点
/usr/local/mysql/mysql-cluster/bin/ndb_mgmd -f /etc/mysql-cluster/config.ini
2.3.7 查看集群状态
/usr/local/mysql/mysql-cluster/bin/ndb_mgm
ndb_mgm> show
发现管理节点已经启动，当数据节点以及SQL节点未启动时显示的是not connected。
2.4 数据节点部署
2.4.1 数据节点原理
用来存放Cluster里面的数据，可以有多个数据节点。每个数据节点可以有多个镜像节点。任何一个数据节点发生故障，只要它的镜像节点正常，Cluster就可以正常运行。
这3种逻辑上不同的节点物理上可以存放在不同的服务器上，也可以在同一台 服务器上。通过架构中各个节点的介绍，可以总结一下MySQL Cluter的访问过程：前台应用利用一定的负载均衡算法将对数据库的访问分散到不同的SQL节点上，然后SQL节点对数据节点进行数据访问并从数据节点返回结果，最后SQL节点将收到的结果返给前台应用。而管理节点并不参与访问过长，它只用来对SQL节点和数据节点进行配置管理。
2.4.2 创建工作目录
mkdir -p /usr/local/mysql
2.4.3 上传并解压文件
cd /usr/local/mysql
rz -y
tar -zxvf mysql-cluster-8.0.25-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz
mv mysql-cluster-8.0.25-linux-glibc2.12-x86_64 mysql-cluster
2.4.4 创建mysql用户
useradd -M -s /sbin/nologin mysql
2.4.5 创建mysql目录并授权
mkdir -p /etc/mysql
mkdir -p /data/mysql
chown -R mysql:mysql /data/mysql/
2.4.6 配置数据节点
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
#mysql数据存储路径
datadir=/data/mysql
#启动ndb引擎
ndbcluster
#管理节点IP地址
ndb-connectstring=192.168.5.137
[mysql_cluster]
#管理节点IP地址
ndb-connectstring=192.168.5.137
2.4.7 启动数据节点
/usr/local/mysql/mysql-cluster/bin/ndbd –initial
2.4.8 检查数据节点是否启动
/usr/local/mysql/mysql-cluster/bin/ndb_mgm
ndb_mgm> show
2.5 SQL节点部署
2.5.1 SQL节点原理
SQL节点可以理解为应用和数据节点之间的一个桥梁。应用不能直接访问数据节点，只能先访问SQL节点，然后SQL节点再去访问数据节点来返回数据。Cluster中可以有多个SQL节点，通过每个SQL节点查询到的数据都是一直的，通常来说，SQL节点越多，分配到每个SQL节点的负载就越少，系统的整体性能就越好。
2.5.1 创建工作目录
mkdir -p /usr/local/mysql
2.5.2 上传并解压文件
cd /usr/local/mysql
rz -y
tar -zxvf mysql-cluster-8.0.25-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz
mv mysql-cluster-8.0.25-linux-glibc2.12-x86_64 mysql-cluster
2.5.3 创建mysql用户
useradd -M -s /sbin/nologin mysql
2.5.4 创建mysql目录并授权
mkdir -p /etc/mysql
mkdir -p /data/mysql
chown -R mysql:mysql /data/mysql/
2.5.5 创建SQL节点配置文件
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
user=mysql
#启动ndb引擎
ndbcluster
#管理节点IP地址
ndb-connectstring=192.168.5.137
[mysql_cluster]
#管理节点IP地址
ndb-connectstring=192.168.5.137
2.5.6 配置mysql服务
cp /usr/local/mysql/mysql-cluster/support-files/mysql.server /etc/init.d/mysqld
chmod +x /etc/init.d/mysqld
2.5.7 编辑mysqld服务
vim /etc/init.d/mysqld
2.5.8 初始化mysql数据库
cd /usr/local/mysql/mysql-cluster/bin
./mysqld --initialize --user=mysql --basedir=/usr/local/mysql/mysql-cluster --datadir=/data/mysql/
2.5.9 启动mysql
systemctl daemon-reload
systemctl start mysqld
两台SQL节点操作相同。
2.5.10 检查SQL节点是否启动
/usr/local/mysql/mysql-cluster/bin/ndb_mgm
ndb_mgm> show
3. 验证集群
192.168.5.144上创建ccxe库
192.168.5.152上验证
192.168.5.144上创建表
192.168.5.152上验证
可以看到数据完成同步。
至此MysqlCluster集群部署完成。
4. 集群命令操作
4.1 管理节点操作
管理节点关闭（关闭管理节点后会一起关闭数据节点）
/usr/local/mysql/mysql-cluster/bin/ndb_mgm -e shutdown
如果集群配置有更新了
rm /usr/local/mysql/mysql-cluster/ndb_1_config.bin.1
4.2 数据节点操作
数据节点（NDB）关闭
cd /usr/local/mysql/mysql-cluster/bin
./ndbd stop
4.3 SQL节点操作
SQL节点关闭
systemctl stop mysqld