Kubernetes-部署高可用的MySQL
1、MySQL簡介
MySQL 是一個開源的關係型資料庫管理系統，使用標準的sql語言，由瑞典 MySQL AB 公司開發，當前屬於 Oracle 公司。能夠 支援大型的資料庫，可以處理上千萬條的資料記錄。可以運行於在Windows、Linux等多種系統上；支援C、C++、Python、Java、Perl、PHP、Eiffel、Ruby和Tcl等程式語言。對於32位系統，MySQL的表文件最大可支援4GB，對於64位系統，MySQL支援最大的表文件為8TB。
2、MySQL的高可用方案
本文的MySQL高可用方案為主從複製+讀寫分離，即由單一的master和多個slave所構成。其中，客戶端通過master對資料庫進行寫操作，通過slave端進行讀操作。master出現問題後，可以將應用切換到slave端。 此方案是MySQL官方提供的一種高可用解決方案，節點間的資料同步採用MySQL Replication技術。
MySQL Replication從一個MySQL資料庫伺服器（master）的資料複製到一個或多個MySQL資料庫伺服器（slave）。在預設情況下，複製是非同步的；slave不需要一直接收來自主機的更新。根據配置，可以複製資料庫中的所有資料庫、選定的資料庫，或者特定的表。
MySQL中複製的優點包括：
- 擴容解決方案：在多個slave之間擴充套件負載以提高效能。在這種模式下，所有的寫入和更新操作都必須在主伺服器上進行。然而，讀取操作通過slave映象。該模型可以提高寫入操作的效能，同時，也能夠通過增加slave的節點數量，從而顯著地提升讀取速度。
- 資料安全：資料從master被複制到slave，並且slave可以暫停複製過程。因此，可以在不損壞master的情況下，在slave上執行備份服務。
- 分析：現場資料可以在master上建立，而對資訊的分析可以在slave進行，而不影響master的效能。
- 遠端資料分發：可以使用複製為遠端站點建立本地資料的副本，而不必一直通過訪問master。
此高可用的解決方案適用於對資料實時性要求不是特別嚴格的場景，在使用時可以通過廉價的硬體來擴充套件slave的節點數量，將讀壓力分散到多臺slave的機器上面。此方案能夠在很大的程度上解決資料庫讀取資料的壓力瓶頸問題，這是因為在大多的應用系統中，讀壓力要比寫壓力大很多多。
3、安裝部署
3.1 環境要求
- 已有Kubernetes 1.6+環境；
- 在Kubernetes中提供多個(具體數量根據有狀態副本集的個數而定)容量大於10g的持久化儲存卷。
3.2 部署MySql
此示例由一個ConfigMap、兩個Service和一個StatefulSet所組成。
3.2.1 建立ConfigMap
通過YAML檔案建立名為mysql的ConfigMap：
$ kubectl create -f{path}/mysql-configmap.yaml --namespace=kube-public
apiVersion:v1kind:ConfigMapmetadata:name:mysqllabels:app:mysqldata:master.cnf:|# Apply this config only on the master.[mysqld]log-bin log_bin_trust_function_creators=1 lower_case_table_names=1slave.cnf:|# Apply this config only on slaves.[mysqld]super-read-only log_bin_trust_function_creators=1
3.2.2 建立Services
通過yaml檔案建立mysql和mysql-read這兩個Service：
$ kubectl create -f{path}/mysql-services.yaml --namespace=kube-public
# Headless service for stable DNS entries of StatefulSet members.apiVersion:v1kind:Servicemetadata: name:mysql labels: app:mysqlspec: ports:-name:mysql port:3306 clusterIP:None selector: app:mysql---# Client service for connecting to any MySQL instance for reads.# For writes, you must instead connect to the master: mysql-0.mysql.apiVersion:v1kind:Servicemetadata: name:mysql-read labels: app:mysqlspec: ports:-name:mysql port:3306 selector: app:mysql
StatefulSet控制器為Pod建立了一個DNS條目，而Headless服務為DNS條目提供一個主機。因為Headless服務的名稱為mysql，其他Pod通過<pod-name>.mysql訪問此Pod。客戶端訪問被稱為mysql-read，客戶端服務通過訪問mysql-read讀取資料。通過連線myql執行寫入資料的操作。
3.2.3 建立StatefulSet
通過yaml檔案建立名為mysql的StatefulSet：
$ kubectl create -f{path}/mysql-statefulset.yaml --namespace=kube-public
apiVersion: apps/v1 kind:StatefulSet metadata: name: mysql spec: selector: matchLabels: app: mysql serviceName: mysql replicas:3template: metadata: labels: app: mysql spec: initContainers:- name: init-mysql image: mysql:5.7 command:- bash -"-c"-|set-ex # Generate mysql server-id from pod ordinal index.[[`hostname`=~-([0-9]+)$ ]]||exit1 ordinal=${BASH_REMATCH[1]} echo [mysqld]>/mnt/conf.d/server-id.cnf # Add an offset to avoid reserved server-id=0 value. echo server-id=$((100+ $ordinal))>>/mnt/conf.d/server-id.cnf # Copy appropriate conf.d files from config-map to emptyDir.if[[ $ordinal -eq 0]];then cp /mnt/config-map/master.cnf /mnt/conf.d/else cp /mnt/config-map/slave.cnf /mnt/conf.d/fi volumeMounts:- name: conf mountPath:/mnt/conf.d - name: config-map mountPath:/mnt/config-map - name: clone-mysql image: gcr.io/google-samples/xtrabackup:1.0 command:- bash -"-c"-|set-ex # Skip the clone if data already exists.[[-d /var/lib/mysql/mysql ]]&&exit0# Skip the clone on master (ordinal index 0).[[`hostname`=~-([0-9]+)$ ]]||exit1 ordinal=${BASH_REMATCH[1]}[[ $ordinal -eq 0]]&&exit0# Clone data from previous peer. ncat --recv-only mysql-$(($ordinal-1)).mysql 3307| xbstream -x -C /var/lib/mysql # Prepare the backup. xtrabackup --prepare --target-dir=/var/lib/mysql volumeMounts:- name: data mountPath:/var/lib/mysql subPath: mysql - name: conf mountPath:/etc/mysql/conf.d containers:- name: mysql image: mysql:5.7 env:- name: MYSQL_ALLOW_EMPTY_PASSWORD value:"1" ports:- name: mysql containerPort:3306 volumeMounts:- name: data mountPath:/var/lib/mysql subPath: mysql - name: conf mountPath:/etc/mysql/conf.d resources: requests: cpu:500m memory:1Gi livenessProbe:exec: command:["mysqladmin","ping"] initialDelaySeconds:30 periodSeconds:10 timeoutSeconds:5 readinessProbe:exec:# Check we can execute queries over TCP (skip-networking is off). command:["mysql","-h","127.0.0.1","-e","SELECT 1"] initialDelaySeconds:5 periodSeconds:2 timeoutSeconds:1- name: xtrabackup image: gcr.io/google-samples/xtrabackup:1.0 ports:- name: xtrabackup containerPort:3307 command:- bash -"-c"-|set-ex cd /var/lib/mysql # Determine binlog position of cloned data, if any.if[[-f xtrabackup_slave_info ]];then# XtraBackup already generated a partial "CHANGE MASTER TO" query# because we're cloning from an existing slave. mv xtrabackup_slave_info change_master_to.sql.in# Ignore xtrabackup_binlog_info in this case (it's useless). rm -f xtrabackup_binlog_info elif[[-f xtrabackup_binlog_info ]];then# We're cloning directly from master. Parse binlog position.[[`cat xtrabackup_binlog_info`=~^(.*?)[[:space:]]+(.*?)$ ]]||exit1 rm xtrabackup_binlog_info echo "CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='${BASH_REMATCH[1]}',\ MASTER_LOG_POS=${BASH_REMATCH[2]}"> change_master_to.sql.infi# Check if we need to complete a clone by starting replication.if[[-f change_master_to.sql.in]];then echo "Waiting for mysqld to be ready (accepting connections)"until mysql -h 127.0.0.1-e "SELECT 1";do sleep 1;done echo "Initializing replication from clone position"# In case of container restart, attempt this at-most-once. mv change_master_to.sql.in change_master_to.sql.orig mysql -h 127.0.0.1<<EOF $(<change_master_to.sql.orig), MASTER_HOST='mysql-0.mysql', MASTER_USER='root', MASTER_PASSWORD='', MASTER_CONNECT_RETRY=10; START SLAVE; EOF fi# Start a server to send backups when requested by peers.exec ncat --listen --keep-open --send-only --max-conns=13307-c \ "xtrabackup --backup --slave-info --stream=xbstream --host=127.0.0.1 --user=root" volumeMounts:- name: data mountPath:/var/lib/mysql subPath: mysql - name: conf mountPath:/etc/mysql/conf.d resources相關推薦
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