MySQL Cluster初试

　　MySQL Cluster 是MySQL适合于分布式计算环境的高实用、高冗余版本。采用了NDB Cluster 存储引擎，允许在1个 Cluster 中运行多个MySQL服务器。在MyQL 5.0及以上的二进制版本中，以及与最新的Linux版本兼容的RPM中提供了该存储引擎。(注意，要想获得MySQL Cluster 的功能，必须安装 mysql-server 和 mysql-max RPM)。

　　目前能够运行MySQL Cluster 的操作系统有Linux、Mac OS X与Solaris(一些用户通报成功地在FreeBSD上运行了MySQL Cluster ，但MySQL AB公司尚未正式支持该特性)。

　　一、MySQL Cluster概述

　　MySQL Cluster 是一种技术，该技术允许在无共享的系统中部署“内存中”数据库的 Cluster 。通过无共享体系结构，系统能够使用廉价的硬件，并且对软硬件无特殊要求。另外，由于每个组件有自己的内存与磁盘，不存在单点故障。

　　MySQL Cluster 由一组计算机构成，每台计算机上均运行着多种进程，包括以下：

•     MySQL服务器
•     NDB Cluster 的数据节点
•     管理服务器
•     (可能)专门的数据访问程序。

   关于 Cluster 中这些组件的关系，请参见图1：

　　所有的这些节点构成了一个完成的MySQL集群体系。数据保存在“NDB存储服务器”的存储引擎中，表(结构)保存在“MySQL服务器”中。应用程序通过“MySQL服务器”访问这些数据表，集群管理服务器通过管理工具(ndb_mgmd)来管理“NDB存储服务器”。

　　通过将MySQL Cluster 引入开放源码世界，MySQL为所有需要它的人员提供了具有高可用性、高性能与可缩放性的 Cluster 数据管理。

　　二、MySQL Cluster 基本概念

　　“NDB” 是一种“内存中”的存储引擎，它具有可用性高与数据一致性好的特点。

　　MySQL Cluster 能够使用多种故障切换与负载平衡选项配置NDB存储引擎，但是在 Cluster 级别上的存储引擎上做这个最简单。MySQL Cluster的NDB存储引擎包含完整的数据集，仅取决于 Cluster本身内的其他数据。

　　目前，MySQL Cluster的 Cluster部分可独立于MySQL服务器进行配置。在MySQL Cluster中， Cluster的每个部分被视为1个节点，如以下三点：

　　1.管理(MGM)节点：这类节点的作用是管理MySQL Cluster内的其他节点，如提供配置数据、启动并停止节点、运行备份等。由于这类节点负责管理其他节点的配置，应在启动其他节点之前首先启动这类节点。MGM节点是用命令“ndb_mgmd”启动的。

　　2.数据节点：这类节点用于保存 Cluster的数据。数据节点的数目与副本的数目相关，是片段的倍数。例如，对于两个副本，每个副本有两个片段，那么就有4个数据节点。不过没有必要设置多个副本。数据节点是用命令“ndbd”启动的。

　　3.SQL节点：这是用来访问 Cluster数据的节点。对于MySQL Cluster，客户端节点是使用NDB Cluster存储引擎的传统MySQL服务器。通常，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。

　　注释：在很多情况下，术语“节点”用于指计算机，但在讨论MySQL Cluster时，它表示的是进程。在单台计算机上可以有任意数目的节点，为此，我们采用术语“ Cluster主机”。

　　管理服务器(MGM节点)负责管理 Cluster配置文件与 Cluster日志。 Cluster中的每个节点从管理服务器检索配置数据，并请求确定管理服务器所在位置的方式。当数据节点内出现新的事件时，节点将关于这类事件的信息传输到管理服务器，然后，将这类信息写入 Cluster日志。

　　另外，可以有任意数目的 Cluster客户端进程或应用程序。它们分为以下两种类型：

1. 　　标准MySQL客户端：对于MySQL Cluster，它们与标准的(非 Cluster类)MySQL没有区别。换句话讲，能够从用PHP、Perl、C、C++、Java、Python、Ruby等编写的现有MySQL应用程序访问MySQL Cluster。
2. 　　管理客户端：这类客户端与管理服务器相连，并提供了启动和停止节点、启动和停止消息跟踪(仅调试版本)、显示节点版本和状态、启动和停止备份等的命令。

　　三、开始准备

　　1、准备服务器

　　现在，我们计划建立有5个节点的MySQL CLuster体系，所以需要用到5台机器，分别做如下用途：

• 　　节点(用途) IP地址(主机名)
• 　　管理节点(MGM) 192.168.0.1(db1)
• 　　SQL节点1(SQL1) 192.168.0.2(db2)
• 　　SQL节点2(SQL2) 192.168.0.3(db3)
• 　　数据节点1(NDBD1) 192.168.0.4(db4)
• 　　数据节点2(NDBD2) 192.168.0.5(db5)

　　2、注意事项及其他

　　每个节点的操作系统都是Linux，下面的描述中将使用主机名，不再使用IP地址来表示。因为MySQL Cluster采用TCP/IP方式连接，且节点之间的数据传输没有加密，所以这个体系最好只在单独的子网中运行，并且考虑到传输的速率，强烈建议不要跨越公网使用这个体系。所需的MySQL软件请事先在 http://dev.mysql.com/downloads 下载。

　　实际上整个体系可以在一个单独的实体计算机上运行成功，当然了，必须设定不同的目录以及端口等，只能作为测试时使用。

　　四、开始安装

　　第一步：假定条件

　　在每个节点计算机上都采用 nobody 用户来运行Cluster，因此执行以下命令添加相关用户(如果已经存在则略过，且用root用户执行)：

　　root# /usr/sbin/groupadd nobody

　　root# /usr/sbin/useradd nobody -g nobody

　　假设已经下载了mysql可直接使用的二进制安装包，且放在 /tmp 下了。

　　第二步：SQL节点与存储节点(NDB节点)安装(即4个机器重复执行以下步骤)

　　  root# cd /tmp/

　  　root# tar zxf mysql-max-5.0.24-linux-i686.tar.gz

　  　root# mv mysql-max-5.0.24-linux-i686 /usr/local/mysql/

　  　root# cd /usr/local/mysql/

　  　root# ./configure --prefix=/usr/local/mysql

　  　root# ./scripts/mysql_install_db

　  　root# chown -R nobody:nobody /usr/local/mysql/

　　第三步：配置SQL节点

　  　root# vi /usr/local/mysql/my.cnf

　　然后输入以下内容：

　  　[mysqld]

　  　basedir = /usr/local/mysql/

　  　datadir = /usr/local/mysql/data

　  　user = nobody

　  　port = 3306

　　  socket = /tmp/mysql.sock

　  　ndbcluster

　  　ndb-connectstring=db1

　　  [MYSQL_CLUSTER]

　  　ndb-connectstring=db1

　　第四步：配置存储节点(NDB节点)

　  　root# vi /usr/local/mysql/my.cnf

　　然后输入以下内容：

　　  [mysqld]

　　  ndbcluster

　  　ndb-connectstring=db1

　  　[MYSQL_CLUSTER]

　　  ndb-connectstring=db1

　　第五步：安装管理节点

　　  root# cd /tmp/

　　  root# tar zxf mysql-max-5.0.24-linux-i686.tar.gz

　  　root# mkdir /usr/local/mysql/

　  　root# mkdir /usr/local/mysql/data/

　  　root# cd mysql-max-5.0.24-linux-i686/bin/

　  　root# cp ndb_mgm* /usr/local/mysql/

　  　root# chown -R nobody:nobody /usr/local/mysql

　　第六步：配置管理节点

　　  root# vi /usr/local/mysql/config.ini

　　然后输入以下内容：

　　  [NDBD DEFAULT]

　  　NoOfReplicas=1

　　  [TCP DEFAULT]

　　  portnumber=3306

　  　#设置管理节点服务器

　　  [NDB_MGMD]

　　  hostname=db1

　　  #MGM上保存日志的目录

　　  datadir=/usr/local/mysql/data/

　　  #设置存储节点服务器(NDB节点)

　　  [NDBD]

　　  hostname=db4

　　  datadir=/usr/local/mysql/data/

　　  #第二个NDB节点

　  　[NDBD]

　  　hostname=db5

　　  datadir=/usr/local/mysql/data/

　  　#设置SQL节点服务器

　  　[MYSQLD]

　  　hostname=db2

　　  #第二个SQL节点

　　  [MYSQLD]

　　  hostname=db3

　　注释： Cluster管理节点的默认端口是1186，数据节点的默认端口2202。从MySQL 5.0.3开始，该限制已被放宽， Cluster能够根据空闲的端口自动地为数据节点分配端口。如果你的版本低于5.0.22，就请注意这个细节。

　　五、启动MySQL Cluster

　　较为合理的启动顺序是，先启动管理节点服务器，然后再启动存储节点服务器，最后才启动SQL节点服务器：

• 　　在管理节点服务器上，执行如下命令启动MGM节点进程：

　　  root# /usr/local/mysql/ndb_mgmd -f /usr/local/mysql/config.ini

　　  必须用参数“-f”或“--config-file”告诉 ndb_mgm 配置文件所在位置，默认是在ndb_mgmd相同目录下。

• 　　在每台存储节点服务器上，若是第一次启动ndbd进程的话，必须先执行以下命令：

　  　root# /usr/local/mysql/bin/ndbd --initial

　　请注意，仅应在首次启动ndbd时，或在备份/恢复数据或配置文件发生变化后重启ndbd时使用“--initial”参数。因为该参数会使节点删除由早期ndbd实例创建的、用于恢复的任何文件，包括用于恢复的日志文件。

　　若不是第一次启动，直接运行如下命令：

　  　root# /usr/local/mysql/bin/ndbd

• 　　最后，运行以下命令启动SQL节点服务器：

　  　root# /usr/local/mysql/bin/mysqld_safe --defaults-file=/usr/local/mysql/my.cnf &

　　如果一切顺利，也就是启动过程中没有任何错误信息出现，那么就在管理节点服务器上运行以下命令：

　  　root# /usr/local/mysql/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 @192.168.0.4 (Version: 5.0.22, Nodegroup: 0, Master)

　  　id=3 @192.168.0.5 (Version: 5.0.22, Nodegroup: 0)

　  　[ndb_mgmd(MGM)] 1 node(s)

　  　id=1 @192.168.0.1 (Version: 5.0.22)

　  　[mysqld(SQL)] 1 node(s)

　  　id=2 (Version: 5.0.22)

　  　id=3 (Version: 5.0.22)

　　具体的输出内容可能会略有不同，这取决于你所使用的MySQL版本。

　　注意：如果你正在使用较早的MySQL版本，或许你会看到引用为‘[mysqld(API)]’的SQL节点。这是一种早期的用法，现已放弃。

　　现在，应能在MySQL Cluster中处理数据库，表与数据。

　　六、创建数据库表

　　同没有使用 Cluster的MySQL相比，在MySQL Cluster内操作数据的方式没有太大的区别。执行这类操作时应记住两点：

　　表必须用ENGINE=NDB或ENGINE=NDBCLUSTER选项创建，或用ALTER TABLE选项更改，以使用NDB Cluster存储引擎在 Cluster内复制它们。如果使用mysqldump的输出从已有数据库导入表，可在文本编辑器中打开SQL脚本，并将该选项添加到任何表创建语句，或者用这类选项之一替换任何已有的ENGINE(或TYPE)选项。

　　另外还请记住，每个NDB表必须有一个主键。如果在创建表时用户未定义主键，NDB Cluster存储引擎将自动生成隐含的主键。

    (说明：该隐含 键也将占用空间，就像任何其他的表索引一样。由于没有足够的内存来容纳这些自动创建的键，出现问题并不罕见)。

　　如下面的这个例子所示：

　　在db2上，创建数据表，插入数据：

　　[db2~]root# mysql -uroot test

　　[db2~]mysql> create table city(

　　[db2~]mysql> id mediumint unsigned not null auto_increment primary key,

　　[db2~]mysql> name varchar(20) not null default ''

　　[db2~]mysql> ) engine = ndbcluster default charset utf8;

　　[db2~]mysql> insert into city values(1, 'city1');

　　[db2~]mysql> insert into city values(2, 'city2');

　　在db3上，查询数据：

　　[db3~]root# mysql -uroot test

　　[db2~]mysql> select * from city;

　　+-----------+

　　|id | name |

　　+-----------+

　　|1 | city1 |

　　+-----------+

　　|2 | city2 |

　　+-----------+

　　七、安全关闭

　　要想关闭 Cluster，可在MGM节点所在的机器上，在Shell中简单地输入下述命令：

　　  [db1~]root# /usr/local/mysql/ndb_mgm -e shutdown

　　运行以下命令来关闭SQL节点的mysqld服务：

　  　[db2~]root# /usr/local/mysql/bin/mysqladmin -uroot shutdown

　　八、其他

　　关于MySQL Cluster更多详细的资料以及备份等请参见MySQL手册的“MySQL Cluster(MySQL 集群)”章节。

　　参考资料：《MySQL 5.1 中文手册》