MySQL Cluster 高可用集群搭建完整指南

MySQL Cluster 高可用集群搭建完整指南

1. 概述

MySQL Cluster 是專為分布式計算環境設計的高實用性、可擴展、高性能、高冗餘版本。其研發初衷是滿足嚴苛的應用需求，如數據庫運行可靠性達 99.999%。MySQL Cluster 採用無共享架構部署「內存中」數據庫集群，可使用廉價硬件，無特殊軟硬件要求，且每個組件擁有獨立內存和磁盤，消除了單點故障。

實際上，MySQL Cluster 將名為 NDB 的內存集群存儲引擎集成到標準 MySQL 服務器中。它由一組計算機組成，每台運行一個或多個進程，可能包括 MySQL 服務器、數據節點、管理服務器和專用數據訪問程序。MySQL Cluster 支持多種故障切換和負載均衡配置，在 Cluster 層面配置 NDB 存儲引擎最為簡單。下圖展示了 MySQL 集群的結構關係：

從結構上看，MySQL Cluster 由三類節點組成：

• 管理節點：為集群其他節點提供配置、管理、仲裁功能，理論上一台服務器即可。
• 數據節點：核心組件，存儲數據和日誌，提供數據管理服務。2 個以上節點可實現高可用，但節點增加會降低處理速度。
• SQL 節點 (API)：用於訪問集群數據，提供對外應用服務。增加 API 節點可提升並發訪問速度和吞吐量，可部署在 Web 應用服務器、專用服務器或與 DB 同機。

2. NDB 引擎特性

MySQL Cluster 使用專用的基於內存的 NDB 存儲引擎，優勢是速度快、無磁盤 I/O 瓶頸；劣勢是數據庫規模受總內存限制，需大內存（如 4G、8G 甚至 16G）。NDB 引擎是分布式的，可配置在多台服務器上實現可靠性和擴展性，理論上 2 個 NDB 存儲節點即可實現冗餘和解決單點故障。

2.1 缺陷

• 基於內存，數據庫規模受集群總內存限制
• 基於內存，斷電後可能數據丟失（需測試驗證）
• 多節點通過網絡通訊同步，整體性能受網絡速度影響

2.2 優點

• 節點可分布在不同地理位置，實現分布式數據庫方案
• 擴展性優秀，增加節點即可擴展集群
• 冗餘性強，多節點擁有完整數據，任意節點宕機不中斷服務
• 高可用成本低，無需共享存儲設備和專用軟件，只需足夠內存

3. 集群搭建實戰

本文演示搭建一個最小化 MySQL Cluster 系統：1 個管理節點、2 個數據節點、2 個 SQL 節點，分別部署在 5 台虛擬機上。環境信息如下：

3.1 公共配置（所有節點）

1. 安裝虛擬機：CentOS 6.4 x86_64，NAT 網絡，安裝 vmware-tools。
2. 拷貝 MySQL Cluster：下載 mysql-cluster-gpl-7.3.4-linux-glibc2.5-x86_64.tar.gz 至 /root/Downloads，解壓並移動至 /usr/local/mysql。
3. 關閉安全策略：關閉 iptables（或開放 1186、3306 端口），修改 /etc/selinux/config 設 SELINUX=disabled，重啟系統。

3.2 配置管理節點 (192.168.124.141)

1. 配置 config.ini：創建 /var/lib/mysql-cluster 目錄，編寫配置文件，定義節點 ID、主機名、數據目錄等。
2. 安裝管理程序：複製 ndb_mgmd 和 ndb_mgm 至 /usr/local/bin 並賦予執行權限。

3.3 配置數據節點 (192.168.124.142、143)

1. 添加 mysql 用戶組和用戶
2. 配置 /etc/my.cnf，指定 basedir、datadir、socket、ndb-connectstring 等
3. 創建系統數據庫：scripts/mysql_install_db --user=mysql ...
4. 設置數據目錄權限
5. 配置 MySQL 服務啟動腳本

3.4 配置 SQL 節點 (192.168.124.144、145)

步驟與數據節點類似，但 my.cnf 需添加 ndbcluster 參數並指定連接管理節點。

3.5 集群啟動順序

1. 啟動管理節點：ndb_mgmd -f /var/lib/mysql-cluster/config.ini，可用 ndb_mgm 監控。
2. 啟動數據節點：首次啟動加 --initial 參數（/usr/local/mysql/bin/ndbd --initial），後續啟動不加。
3. 啟動 SQL 節點：/usr/local/mysql/bin/mysqld_safe --user=mysql &

3.6 集群測試

測試一：數據同步驗證 在 SQL 節點 1 創建數據庫、表（引擎指定 NDB）、插入數據，驗證 SQL 節點 2 是否同步。
測試二：故障恢復驗證 關閉一個數據節點，在另一節點寫入數據，重啟故障節點後驗證數據雙向同步。

3.7 關閉集群

1. 管理節點執行：ndb_mgm -e shutdown
2. SQL 節點執行：/etc/init.d/mysql.server stop

注意：再次啟動時，數據節點不再添加 --initial 參數。