MySQL Cluster搭建及配置

MySQL Cluster介绍

MySQL Cluster是一个高性能、可扩展、集群化数据库产品。MySQL Cluster是一个基于NDB Cluster存储引擎的完整分布式数据库系统,采用无共享的数据存储技术,实时同步且支持快速故障切换、事务。NDB是一种in-memory的存储引擎,它具有可用性高和数据一致性好的特点。

MySQL Cluster可由多台服务器组成的、同时对外提供数据管理服务的分布式集群系统。通过合理的配置,可以将服务请求在多台物理机上分发实现负载均衡 ;同时内部实现了冗余机制,在部分服务器宕机的情况下,整个集群对外提供的服务不受影响,从而能达到99.999%以上的高可用性。

MySQLCluster组成

MySQL Cluster分为三类节点:

  • 数据节点(Data Nodes):用于存储集群的数据。实现底层数据存储的功能,保存Cluster 的数据。每一个NDB 节点保存完整数据的一部分(或者一份完整的数据,视节点数目和配置而定),在MySQL Cluster 里面叫做一个fragment。而每一个fragment,正常情况来讲都会在其他的主机上面有一份(或者多分)完全相同的镜像存在。这些都是通过配置来完成的,所以只要配置得当,MySQL Cluster 在存储层不会出现单点的问题。数据节点是用命令ndbd启动的。

  • SQL节点(SQL Nodes):向外提供一个标准的SQL语言编程接口。SQL节点负责向数据节点传送访问请求,具体集群过程以及数据库底层均对外透明。
    SQL节点提供用户SQL指令请求,解析、连接管理,query优化和响、cache管理等、数据merge、sort,裁剪等功能,当SQL节点启动时,将向管理节点同步架构信息,用以数据查询路由。SQL节点作为查询入口,需要消耗大量cpu及内存资源,可使用分布式管理节点,并在SQL节点外封装一层请求分发及HA控制机制可解决单点及性能问题,其提供了线性扩展功能。SQL节点是使用命令mysqld -ndbcluster启动的,或将ndbcluster添加到“my.cnf”后使用“mysqld”启动。

  • 管理节点(NDB Management Server):负责整个Cluster 集群中各个节点的管理工作,包括集群的配置,启动关闭各节点,以及实施数据的备份恢复等。管理节点会获取整个Cluster 环境中各节点的状态和错误信息,并且将各Cluster 集群中各个节点的信息反馈给整个集群中其他的所有节点。通常只需配置一个管理节点;然而为了排除单点故障需要,有可能的话,尽量增加管理节点的数量。MGM节点是用命令ndb_mgm启动的。

MySQL Cluster搭建

环境准备

数据节点:192.168.1.5 192.168.1.6
SQL节点:192.168.1.2 192.168.1.11
管理节点:192.168.1.10

Mysql集群软件:mysql-cluster-gpl-7.2.8-linux2.6-x86_64.tar.gz 下载地址

管理节点配置

将MySQL集群软件拷贝到管理节点的/usr/local目录下并解压为mysql,MySQLCluster管理节点默认是要安装在/usr/local下的,否则启动会报错

添加用户及用户组

# groupadd mysql
# useradd -g mysql mysql

更改所属用户和组

# chown -R mysql:mysql mysql

拷贝配置文件

# cp mysql-cluster/support-files/ndb-config-2-node.ini /etc/ndb-config.ini

修改配置文件,管理节点的配置文件非常重要,会影响整个集群

# vim /etc/ndb-config.ini

[ndbd default]
NoOfReplicas= 2  #定义在Cluster环境中复制份数
DataMemory= 80M #分配的数据内存大小,根据本机服务器内存适量来分配,实际运用中需要分配很大
IndexMemory= 24M #设定用于存放索引(非主键)数据的内存段大小
#一个NDB节点能存放的数据量是会受到DataMemory和IndexMemory两个参数设置的约束,两者任何一个达到限制数量后,都无法再增加能存储的数据量。如果继续存入数据系统会报错“table is full”。
DataDir= /var/lib/mysql-cluster  #用于存放集群日志信息

DataMeomory=1400M
IndexMemory=600M
LockPagesInMainMemory=1  # 会有问题
MaxNoOfConcurrentOperations=500000
TimeBetweenLocalCheckpoints=20
TimeBetweenGlobalCheckpoints=1000
TimeBetweenEpochs=100
TimeBetweenWatchdogCheckInitial=60000
TransactionInactiveTimeout =50000
MaxNoOfExecutionThreads=8 
BatchSizePerLocalScan=512 
MaxNoOfOrderedIndexes=512
MaxNoOfConcurrentOperations= 10000

[ndb_mgmd]
Id=1
Hostname=192.168.1.10  # Hostname or IP address
#确定该目录存在,并修改所属用户为mysql
DataDir= /var/lib/mysql-cluster # Directory for MGM node logfiles

[ndbd]
Id= 2
HostName= 192.168.1.5 # Hostname or IP address
datadir=/usr/local/mysql/data # Directory for this data node's datafiles,数据节点存放数据的目录

[ndbd]
Id= 3
HostName= 192.168.1.6
datadir=/usr/local/mysql/data

[mysqld]
Id= 4
HostName= 192.168.1.2
#可以预留一些节点
# choose an unused port number
# in this configuration 63132, 63133, and 63134
# will be used
[tcp default]
PortNumber= 63132

配置完后启动管理节点

# ./ndb_mgmd --initial -f /etc/ndb-config.ini 
MySQL Cluster Management Server mysql-5.5.27 ndb-7.2.8
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 31: [MGM] Id is deprecated, use NodeId instead
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 35: [DB] Id is deprecated, use NodeId instead
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 39: [DB] Id is deprecated, use NodeId instead
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 43: [API] Id is deprecated, use NodeId instead
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 50: [tcp] PortNumber is deprecated
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 31: [MGM] Id is deprecated, use NodeId instead
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 35: [DB] Id is deprecated, use NodeId instead
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 39: [DB] Id is deprecated, use NodeId instead
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 43: [API] Id is deprecated, use NodeId instead
2014-08-29 11:22:04 [MgmtSrvr] WARNING  -- at line 50: [tcp] PortNumber is deprecated

其中--initial指定初始化加载,每次修改管理节点的配置重启都需要加上,否则不会生效;-f指定管理节点的参数文件

确定ndb_mgm进程及端口号

# netstat -langput | grep mgm
tcp        0      0 0.0.0.0:1186                0.0.0.0:*                   LISTEN      3427/ndb_mgmd       
tcp        0      0 127.0.0.1:45251             127.0.0.1:1186              ESTABLISHED 3427/ndb_mgmd       
tcp        0      0 127.0.0.1:1186              127.0.0.1:45251             ESTABLISHED 3427/ndb_mgmd

其中1186是管理节点的服务端口

查看集群信息

#  ./ndb_mgm
-- NDB Cluster -- Management Client --
ndb_mgm> show
Connected to Management Server at: localhost:1186
Cluster Configuration
---------------------
[ndbd(NDB)]    2 node(s)
id=2 (not connected, accepting connect from 192.168.1.5)
id=3 (not connected, accepting connect from 192.168.1.6)

[ndb_mgmd(MGM)]    1 node(s)
id=1    @192.168.1.10  (mysql-5.5.27 ndb-7.2.8)

[mysqld(API)]    1 node(s)
id=4 (not connected, accepting connect from 192.168.1.2)

可以看到当前只有管理节点,其他节点还未启动。

数据节点和SQL节点配置

解压MySQLCluster软件到指定目录/usr/local,数据节点可以不用放在/usr/local目录下

添加用户及用户组

# groupadd mysql
# useradd -g mysql mysql

更改所属用户和组

# chown -R mysql:mysql mysql

安装数据库

# /usr/local/mysql/scripts/mysql_install_db --basedir=/usr/local/mysql --datadir=/usr/local/mysql/data --user=mysql

拷贝配置文件


# cp /usr/local/mysql/support-files/my-medium.cnf /etc/my.cnf

修改配置文件

vim /etc/my.cnf

# Options for mysqld process:
[MYSQLD]                       
ndbcluster                      # run NDB engine
character_set_server=utf8
ndb-connectstring=198.168.1.10  # location of MGM node
 
# Options for ndbd process:
[MYSQL_CLUSTER]                 
ndb-connectstring=198.168.1.10  # location of MGM node

启动数据节点

# ./ndbd --initial
2014-08-29 14:04:54 [ndbd] INFO     -- Angel connected to '192.168.1.10:1186'
2014-08-29 14:04:54 [ndbd] INFO     -- Angel allocated nodeid: 2

启动SQL节点

# ./mysqld_safe --user=mysql &

SQL节点启动可以添加到系统服务

拷贝运行脚本,添加可执行权限

# cp support-files/mysql.server /etc/init.d/mysqld
# chmod +x /etc/init.d/mysqld

启动数据库

# service mysqld start
Starting MySQL....                                         [  OK  ]

查看集群信息

# ndb_mgm -e show
Cluster Configuration
---------------------
[ndbd(NDB)]    2 node(s)
id=2    @192.168.1.5  (mysql-5.5.27 ndb-7.2.8, Nodegroup: 0, Master)
id=3    @192.168.1.6  (mysql-5.5.27 ndb-7.2.8, Nodegroup: 0)

[ndb_mgmd(MGM)]    1 node(s)
id=1    @192.168.1.10  (mysql-5.5.27 ndb-7.2.8)

[mysqld(API)]    2 node(s)
id=4    @192.168.1.2  (mysql-5.5.27 ndb-7.2.8)
id=5    @192.168.1.11  (mysql-5.5.27 ndb-7.2.8)

可以看到当前所有节点均已启动

集群管理

查看集群内存使用情况

ndb_mgm> all report memoryusage;

关闭集群顺序:SQL节点->数据节点->管理节点 或者使用# ./ndb_mgm -e shutdown命令关闭集群

启动集群顺序: 管理节点->数据节点->SQL节点

验证测试

通过SQL节点(192.168.1.2记为SQL1/192.168.1.11记为SQL2)连入MySQL数据库

# ./mysql
mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| ndbinfo            |
| performance_schema |
| test               |
+--------------------+
5 rows in set (0.04 sec)

修改密码


mysql> set password=password('root');

数据同步测试

连接SQL1,创建数据库dufu,创建成功

连接SQL2,查看到创建成功的数据库dufu

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| dufu               |
| mysql              |
| ndbinfo            |
| performance_schema |
| test               |
+--------------------+
6 rows in set (0.00 sec)

SQL1创建表,插入数据

mysql> use dufu;
Database changed

mysql> create table t(i int,name varchar(10)) engine=ndbcluster;
Query OK, 0 rows affected (0.22 sec)

mysql> insert into t values(1,'this_sql1');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

SQL2查询

mysql> select * from t;
+------+-----------+
| i    | name      |
+------+-----------+
|    1 | this_sql1 |
+------+-----------+
1 row in set (0.01 sec)

通过以上测试,SQL集群数据是同步的。

可用性测试

关掉数据节点1或SQL节点1,看集群是否能够正常工作
经过测试,关闭冗余节点不会对MySQL集群造成影响,失败节点重新启动后会再次加入加群。可以通过管理节点查看到各个节点的状态

遇到的问题

以上测试只是针对MySQLCluster简单的验证测试,后面我们组织了一次更大压力的测试,400~1000并发,每个连接执行100次循环,每个查询约有5000条数据,同时执行进行的读操作在40000~100000之间,出现了很多问题。

首先是数据节点启动问题:

Ndb kernel thread 4 is stuck in: Job Handling elapsed=100 Watchdog: User time: 82 System time: 667 
Ndb kernel thread 4 is stuck in: Job Handling elapsed=200
Watchdog: User time: 82 System time: 668 
Ndb kernel thread 4 is stuck in: Job Handling elapsed=300 Watchdog: User time: 82 System time: 669 
Ndb kernel thread 4 is stuck in: Job Handling elapsed=400 Watchdog: User time: 82 System time: 670

内存不够或者datamemory、indexmemory设置过大、maxnooflocalscans设置过大导致,通过增大服务器硬件资源以及调大内存设置大小解决。

并发加大后出现:


too many connections

SQL节点的max_connections默认参数为150,调整该参数大小为1000解决。

并发加大后出现:

ERROR 1205 (HY000) at line 10208: Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

TransactionDeadlockDetectionTimeout默认只有1200,调整该参数为10000后解决。调整完后需要重启集群

并发加到1000后,错误率急剧上升,出现:

got temporary error 245 'too many active scans' from ndbcluster

NaxNoOfConcurrentScans参数太小,默认最大为500.调整为500后,还是继续报错-_-!,可能与MaxNoOfLocalScans参数有关。

更新操作,并发加到1000后,出现:

ERROR 1297 (HY000): Got temporary error 410 'REDO log files overloaded (decrease TimeBetweenLocalCheckpoints or increase NoOfFragmentLogFiles)' from NDBCLUSTER

改错表示redo日志可能太小,需要调整redo日志大小,设置TimeBetweenLocalCheckpoints=30
NoOfFragmentLogFiles=128(还未试验)

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