Mysql Fabric实现学习笔记

Mysql Fabric用来管理mysql服务，提供扩展性和容易使用的系统，管理mysql分片和高可用部署(当前实现了两个特性：高可用和使用数据分片的横向扩展，能单独使用或结合使用这两个特性。)。

架构图：

应用请求一个扩展的mysql连接器版本，使用XML-RPC协议访问Fabric，当前可以使用python和J连接器。Fabric管理启动 GTIDs(全局事务标识)的mysql集合，检查和维护服务器之间的一致性。集合中的服务器叫高可用组。不属于Fabric高可用组的成员实例，叫备用存储(backing store)。

Fabric组织服务器在一个组(叫高可用组)，管理不同分片或简单提供高可用。例如如果使用标准异步复制，Fabric可以配置自动监控mysql服务状态。如果组中当前master错误，组中有一个服务器能变成master，它选择一个新的服务器做为master。

除了高可用操作如故障转移和切换，Fabric也允许分片操作，如分片创建和移除。

高可用和数据分片在两个层实现：

1、mysqlfabric进程处理任何管理请求，接收通过mysqlfabric命令行接口或其他支持XML/RPC接口的进程的管理任务。当使用HA特性，该进程能监控master服务器，当master故障时能进行故障恢复，提升一个slave为新的master。mysql服务器的状态存储在state store(一个mysql数据库实例)，mysqlfabric进程也复制给连接器提供存储路由信息；

2、应用代码使用mysql连接器访问数据库，从特定程序语言转换指令到Mysql wire protocol，与mysql服务器进程进行通信。Fabric-aware连接器存储从mysql fabric取来的路由信息缓存，使用这些信息发送事务或查询到正确的mysql服务器。当前支持Fabric-aware mysql连接器的有PHP、python和Java。该方法避免了发送所有查询到proxy引起的瓶颈。

高可用：

Mysql Fabric使用HA group管理两个或更多Mysql服务器，在任何时候，仅仅一个服务器为Primary(mysql master)，其他服务器为Secondaries(mysql slave)。使用Mysql复制(异步或半同步)允许数据安全的复制。

mysql fabric提供两个HA可用性功能：

1、故障检测和提升

fabric进程监控HA group中的mysql master，如果服务器错误，将选择一个slave并提升到master(HA group中所有其他slave将从新master接收更新)；

2、路由数据库请求

当fabric提升一个新的master，更新state store，新的路由信息将收录到连接器，并存储到缓存中。通过这种方式，应用不需要知道拓扑改变和写请求需要发送到不同的目标。

横向扩展-分片：

当因单个Mysql服务器(或HA group)因存储容量或写性能限制，mysql fabric能使用横向扩展数据库服务，分割数据到多个mysql服务器组。每个组可以是单个Mysql实例或HA group。

由管理员决定数据在服务器之间怎样进行分片，创建分片映射。

fabric支持两种shard key方法：

1、HASH

2、RANGE

当应用需要访问分片数据库，需要指定sharding key，Fabric-aware连接器将应用正确的range或hash映射和路由事务到正确分片；

mysql fabric能分离一个存在的分片到两个新的分片和更新state store，同时缓存路由数据到连接器。同时也支持从一个HA group移动分片到另外一个mysql服务组。

一个单事务或查询仅仅访问到单个shard，重要的选择shard keys基于理解数据和应用访问模式。

global tables写到'global group'，任何附加或改变到这些表的数据将自动复制到所有其他组。模式改变也属于global group，复制到所有其他服务器，确保一致性。

分片架构图：

Fabric使用python语言编写，包括一个特殊的库实现所有功能。与Fabric交互，一个特殊的工具mysqlfabric提供一套命令，使用它创建和管理组，定义和维护分片等。

Fabric前提需求：

1、Mysql server版本>= 5.6.10，需要支持GTID；

2、Python版本 >=    2.6；

3、python连接器 >=    1.2.1，J连接器 >=    5.1.27；

4、一个mysql实例(mysql版本必须为5.6或以上版本)用于安装backing store，该服务不是Fabric HA组的成员；

5、应用利用Fabric，必须有一个Fabric-aware连接器安装在运行应用的系统上；

安装Mysql Fabric：

环境：

下载Fabric链接：

http://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQLGUITools/mysql-utilities-1.4.4.tgz

下载页面：

http://dev.mysql.com/downloads/tools/utilities

安装：

     
     
     
     

      
      
      
      
tar xvf mysql-utilities-1.4.4.tgz
      
      
      
      
cd mysql-utilities-1.4.4
      
      
      
      
python setup.py install
     
     
     
     

配置Mysql Fabric：

1、需要创建一个账号访问backing store，用户账号对数据库fabric必须有完全权限：

     
     
     
     

      
      
      
      
# mysql -uroot -h172.17.0.49 -p
      
      
      
      
MySQL [(none)]> grant all on fabric.* to fabric@'172.17.42.1' identified by 'fabric@123';
     
     
     
     

要保证用户root@'%'有with grant option授权，不然不能再给其他用户进行授权。

172.17.42.1为运行Fabric Node的服务器IP地址，根据实际情况进行替换，账号和密码也根据实际情况进行替换。

2、对fabric进行管理的所有mysql服务器，需要对所有数据库创建拥有完全权限的用户，Mysql Fabric使用同样的用户帐户访问到所有Mysql服务器进行管理：

     
     
     
     

      
      
      
      
# mysql -uroot -h172.17.0.50 -padmin@123
      
      
      
      
MySQL [(none)]> grant all on *.* to fabric@'172.17.42.1' identified by 'fabric@456';
      
      
      
      

      
      
      
      
# mysql -uroot -h172.17.0.47 -padmin@123
      
      
      
      
MySQL [(none)]> grant all on *.* to fabric@'172.17.42.1' identified by 'fabric@456';
      
      
      
      
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
      
      
      
      

      
      
      
      
# mysql -uroot -h172.17.0.48 -padmin@123
      
      
      
      
MySQL [(none)]> grant all on *.* to fabric@'172.17.42.1' identified by 'fabric@456';
      
      
      
      
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
     
     
     
     

建议不要使用root，为fabric创建单独的账号。

3、修改fabric配置文件：

默认配置文件：/usr/local/etc/mysql/fabric.cfg

在[storage]段设置backing store的用户账号和密码；

详细配置文件如下：

     
     
     
     

      
      
      
      
# cat /etc/mysql/fabric.cfg    
      
      
      
      
[DEFAULT] #如果请求的选项没有在命令行指定，或没有在配置文件找到，Fabric将查看该段的信息
      
      
      
      
prefix = 
      
      
      
      
sysconfdir = /etc #配置文件存放目录
      
      
      
      
logdir = /var/log #日志文件存储位置，绝对路径，由守护进程创建
      
      
      
      

      
      
      
      
[storage] #配置backing store相关的选项
      
      
      
      
address = 172.17.0.49:3306 #指定state store的mysql实例地址和端口
      
      
      
      
user = fabric #连接到mysql实例的用户名
      
      
      
      
password = fabric@123 #认证密码，也能设置空密码
      
      
      
      
database = fabric #存储Fabric表的数据库
      
      
      
      
auth_plugin = mysql_native_password #设置使用的认证插件
      
      
      
      
connection_timeout = 6 #中断请求之前等待的最大时间，单位秒
      
      
      
      
connection_attempts = 6 #创建连接的最大尝试次数
      
      
      
      
connection_delay = 1 #连续尝试创建连接之间的延时时间，默认1s
      
      
      
      

      
      
      
      
[servers]
      
      
      
      
user = fabric
      
      
      
      
password = 
      
      
      
      

      
      
      
      
[protocol.xmlrpc] #该段定义Fabric接收通过XML-RPC协议的请求
      
      
      
      
address = 0.0.0.0:32274 #标识Fabric使用的主机和端口，接收XML-RPC请求
      
      
      
      
threads = 5 #XML-RPC会话线程的并发创建数，决定多少并发请求Fabric能接受
      
      
      
      
user = admin #用户名，认证命令行请求
      
      
      
      
password = #用户密码，认证命令行请求
      
      
      
      
disable_authentication = no #是否启用命令行请求需要认证，默认要认证
      
      
      
      
realm = MySQL Fabric
      
      
      
      
ssl_ca =  #使用ssl认证方式，指定PEM格式文件，包含信任SSL证书的列表
      
      
      
      
ssl_cert =  #SSL认证文件，用于创建安全的连接
      
      
      
      
ssl_key =  #SSL key文件
      
      
      
      

      
      
      
      
[executor] #通过XML-RPC接收到的请求，映射到程序能立即执行或通过队列执行者,保证冲突的请求处理按序执行。通常读操作立即执行通过XML-RPC会话线程，写操作通过执行者
      
      
      
      
executors = 5 #多少线程用于执行者
      
      
      
      

      
      
      
      
[logging] #设置Fabric日志信息记录到哪里，如果不是开启为后台进程，将打印日志到标准输出
      
      
      
      
level = INFO #日志级别，支持DEBUG，INFO，WARNING，ERROR，CRITICAL
      
      
      
      
url = file:///var/log/fabric.log #存储日志的文件，能为绝对或相对路径(如是相对路径，将参照default段logdir参数指定的日志目录)
      
      
      
      

      
      
      
      
[sharding] #Fabric使用mysqldump和mysql客户端程序，执行移动和分离shards，指定程序的路径
      
      
      
      
mysqldump_program = /usr/bin/mysqldump
      
      
      
      
mysqlclient_program = /usr/bin/mysql
      
      
      
      

      
      
      
      
[statistics]
      
      
      
      
prune_time = 3600 #删除大于1h的条目
      
      
      
      


      
      
      
      

      
      
      
      
[failure_tracking] #连接器和其他外部实体能报告错误，fabric保持跟踪服务器健康状态和采取相应的行为，如提升一个新的master，如果一个服务器时不稳定的，但不是master，将简单的标记为错误。
      
      
      
      
notifications = 300 #多少次报告错误后，将标志服务器不可用
      
      
      
      
notification_clients = 50 #多少不同源报告错误
      
      
      
      
notification_interval = 60 #评估错误数的统计时间
      
      
      
      
failover_interval = 0 #为了避免整个系统不可用，自上次提升间隔多少秒后，新master才能选取
      
      
      
      
detections = 3 #为了缓解fabric，提供内建的错误检查，如果错误检查启动监控一个组，需要连续尝试3(默认)次访问当前master都错误后，才能提升新master，
      
      
      
      
detection_interval = 6 #连续检查之间的间隔时间
      
      
      
      
detection_timeout = 1 #错误检查程序尝试连接到一个组中服务器的超时时间
      
      
      
      
prune_time = 3600 #在错误日志中保留多久的错误信息
      
      
      
      


      
      
      
      

      
      
      
      
[connector] #Fabric-aware连接器连接到Fabric，获取组、shards、服务器的信息，缓存结果到本地的时长，以提高性能。
      
      
      
      
ttl = 1 #缓存生存时间，单位s，决定多长时间，连接器考虑一个信息从Fabric获取是有效的
      
      
      
      

      
      
      
      
[client]
      
      
      
      
password = 
     
     
     
     

4、State store创建fabric数据库和相关表：使用以上授权用户

     
     
     
     

      
      
      
      
# mysqlfabric manage setup --param=storage.user=fabric --param=storage.password=fabric@123
      
      
      
      
[INFO] 1409095183.577010 - MainThread - Initializing persister: user (fabric), server (172.17.0.49:3306), database (fabric).
      
      
      
      
Finishing initial setup
      
      
      
      
=======================
      
      
      
      
Password for admin user is not yet set.
      
      
      
      
Password for admin/xmlrpc: 
      
      
      
      
Repeat Password: 
      
      
      
      
Password set.
     
     
     
     

如果xmlrpc密码没有设置，将提示进行设置。

如果数据库已经存在，将报以下错：

[INFO] 1409095063.460048 - MainThread - Initializing persister: user (fabric), server (172.17.0.49:3306), database (fabric).

Error: ("Command (CREATE DATABASE fabric, ()) failed: 1007 (HY000): Can't create database 'fabric'; database exists", 1007)

5、查看创建的表：

     
     
     
     

      
      
      
      
# mysql -ufabric -h172.17.0.49 -pfabric@123 -e "show tables from fabric";
      
      
      
      
+-------------------+
      
      
      
      
| Tables_in_fabric  |
      
      
      
      
+-------------------+
      
      
      
      
| checkpoints       | #存储程序执行信息，在crash后，能安全的恢复执行程序
      
      
      
      
| error_log         | #服务器错误报告信息
      
      
      
      
| group_replication | #定义复制，global groups和分片组，主要用于shard splitting,moving和global updates​
      
      
      
      
| group_view        | 
      
      
      
      
| groups            | #包含管理组信息
      
      
      
      
| log               |
      
      
      
      
| permissions       | #包含权限信息，访问到不同fabric子系统，当前仅仅定义了core子系统
      
      
      
      
| proc_view         |
      
      
      
      
| role_permissions  | #表关联的角色和权限
      
      
      
      
| roles             | #包含用户角色的信息
      
      
      
      
| servers           | #包含fabric管理的所有服务器信息
      
      
      
      
| shard_maps        | #​包含名字和分片属性的映射
      
      
      
      
| shard_ranges      | #分片索引和使用映射分片key到分片
      
      
      
      
| shard_tables      | #所有分片的表
      
      
      
      
| shards            | #存储每个分片标识
      
      
      
      
| user_roles        | 
      
      
      
      
| users             | #标识用户有什么权限访问到不同子系统的功能
      
      
      
      
+-------------------+
     
     
     
     

6、开启和停止mysql fabric Nodes：

使用mysqlfabric命令开启和停止mysql fabric节点。

     
     
     
     

      
      
      
      
# mysqlfabric manage start
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.657850 - MainThread - Initializing persister: user (fabric), server (172.17.0.49:3306), database (fabric).
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.661201 - MainThread - Loading Services.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.672051 - MainThread - Fabric node starting.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.731098 - MainThread - Starting Executor.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.731155 - MainThread - Setting 5 executor(s).
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.731395 - Executor-0 - Started.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.731866 - Executor-1 - Started.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.732208 - Executor-2 - Started.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.732892 - Executor-3 - Started.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.733379 - Executor-4 - Started.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.733472 - MainThread - Executor started.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.738050 - MainThread - Starting failure detector.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.738533 - XML-RPC-Server - XML-RPC protocol server ('0.0.0.0', 32274) started.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.738774 - XML-RPC-Server - Setting 5 XML-RPC session(s).
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.739004 - XML-RPC-Session-0 - Started XML-RPC-Session.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.739263 - XML-RPC-Session-1 - Started XML-RPC-Session.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.739442 - XML-RPC-Session-2 - Started XML-RPC-Session.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.739922 - XML-RPC-Session-3 - Started XML-RPC-Session.
      
      
      
      
[INFO] 1409095475.740434 - XML-RPC-Session-4 - Started XML-RPC-Session.
     
     
     
     

打印日志到标准输出，监听在[protocol.xmlrpm]段定义的端口。放置fabric到后台，使用--daemonize选项( mysqlfabric manage start --daemonize)，将打印日志到syslog(配置文件默认定义在/var/log/fabric.log ).

查看启动的xmlrpm监听端口：

     
     
     
     

      
      
      
      
# netstat -ntlp|grep python
      
      
      
      
tcp        0      0 0.0.0.0:32274           0.0.0.0:*               LISTEN      15713/python   
     
     
     
     

停止fabric：

     
     
     
     

      
      
      
      
# mysqlfabric manage stop
      
      
      
      
Password for admin: #输入xmlrpc的密码
      
      
      
      
Command :
      
      
      
      
{ success     = True
      
      
      
      
  return      = True
      
      
      
      
  activities  = 
      
      
      
      
}
     
     
     
     

日志：

[INFO] 1409095626.823267 - XML-RPC-Session-1 - Executor has stopped.

[INFO] 1409095626.823651 - XML-RPC-Session-1 - Fabric node stopped.

参考：

1、<< MySQL Fabric  A Guide to Managing MySQL High  Availability and Scaling Out >>、<<MySQL Fabric  >>

2、官方手册： http://dev.mysql.com/doc/mysql-utilities/1.5/en/fabric.html

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