虚拟化平台下MySQL数据库集群的搭建

邢志峰

[摘 要]近年来，虚拟化技术已在企业中得到了广泛应用，越来越多的Web应用程序使用MySQL作为数据的管理和存储，数据库的高可用、数据安全、负载均衡成为了企业关注的重点。本文以河钢集团承钢公司企业内部的虚拟化平台为基础，以开源的Galera Cluster for MySQL为解决方案，搭建一套基于同步复制的多主MySQL集群。其特点是使用简单，没有单点故障，可用性高，能很好地保证业务不断增长时数据的安全性和集群的扩展性。

[关键词]虚拟化；MySQL数据库；集群搭建

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.12.086

[中图分类号]TP311.1 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）12-0-02

1 虚拟化技术和ESXI的介绍

虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。目前，虚拟化技术越来越成熟，企业为节约成本，只需购买配置较高的服务器安装虚拟操作系统，就能把一台服务器当做多台服务器进行使用，既经济实用，又管理方便。

ESXI是直接运行在裸机上的高性能、高可用性的系统架构，它给多台虚拟机提供CPU、内存、存储、网络资源，Windows平台的PC机可以通过vSphere客户端软件进行远程访问和管理。

ESXI的主要特性如下：

（1）可靠性和安全性，ESXI体系结构基于Linux的控制台操作系统，实现可维护性和基于代理的合作伙伴集成，并直接在核 VMkernel中实现了必备的管理功能，消除了与通用操作系统相关的安全漏洞，提高了安全性和可靠性。

（2）简化部署和配置，新的ESXI体系结构的配置项较少，因此可以极大地简化部署和配置，且更容易保持一致性。

（3）减少管理开销，ESXI体系结构采用基于API的合作伙伴集成模型，因此，不再需要安装和管理第三方管理代理。利用远程命令行脚本编写环境，可以自动执行日常任务。

（4）虚拟机的备份与恢复功能，ESXI提供多种的备份与恢复功能，如快照、克隆、模板的导入和导出等。

（5）物理机、虚拟机的迁移，VMware Converter是一款能将物理电脑系统、VMware其他版本虚拟机镜像，或第三方虚拟机镜像转化为一个虚拟机映像文件的工具，且生成的映像可以在该公司的VMware虚拟机软件中使用。

2 MySQL数据库集群的搭建

2.1 MySQL Galera Cluster 介绍

Galera Cluster是在名为WSRep（集合写入式复制，Write Set Replication）的更通用的API基础之上开发而成的。WSRep API是个独立的开源项目，由Codership发起，它在数据库服务器和数据复制插件之间定义了一个接口。MySQL-WSRep是MySQL的一个补丁，它在数据库服务器中实现了WSRep API接口。安装这个补丁之后，MySQL就可以启动WSRep的插件，Galera是WSRep提供者，实现了同步多主节点数据复制功能，Galera replication特性具有同步复制主备无延迟、支持多主同时读写，保证数据一致性、集群中各节点保存全量数据、节点添加或删除，自动检测和配置、行级别并行复制、不需要写binlog。

2.2 Galera的实现架构

Galera的实现架构，如图1所示。

2.3 安装前的准备

（1）需要至少三台虚拟服务器，建议安装Centos 6，数据库为MySQL 5.5版本，为服务器分配好IP地址。

（2）准备好MySQL with WSRep、Galera等软件安装包。

（3）关闭系统防火墙Selinux和Iptables。

2.4 安装部署

（1）第一个节点的安装及配置，首先关闭系统防火墙，设置MySQL的yum源并安装依赖包。

（2）安装数据及服务组件，建立Cluster使用者，设置远程登录，修改主节点的配置文件，启动集群服务，确认MySQL 3306端口和WSRep的4567端口处于监听状态。

（3）第二个节点安装及配置其他节点，方法与安装第一个节点类似，在修改从节点配置文件时，需要将WSRep_cluster_address的地址指向主节点。

（4）检查各节点运行状态，使用数据库管理工具测试数据库集群功能。

2.5 使用前的注意事项

（1）使用Galera必须要给MySQL-Server打WSRep补丁。可以直接使用官方提供的已经打好补丁的MySQL安装包，如果服务器上已经安装了标准版MySQL，需要先卸载再重新安装。卸载前注意备份数据。

（2）MySQL/Galera集群只支持InnoDB存储引擎。如果数据表使用的是MyISAM，需要转换为InnoDB，否则记录不会在多台复制。可以在备份老数据时，为MySQLdump命令添加skip-create-options参数，这样会去掉表结构的声明信息，再导入集群时自动使用InnoDB引擎。不过这样会将AUTO_INCREMENT一并去掉，已有AUTO_INCREMENT列的表，必须在导入后重新定义。

（3）MySQL 5.5及以下的InnoDB引擎不支持全文索引（FULLTEXT indexes），如果之前使用了MyISAM并建立了全文索引字段，只能安装MySQL 5.6 with WSRep patch。

（4）所有数据表必须要有主键（PRIMARY），如果没有主键可以建一條AUTO_INCREMENT列。

（5）MySQL/Galera集群不支持下面的查询：LOCK/UNLOCK TABLES，不支持下面的系统变量：character_set_server、utf16、utf32及ucs2。

（6）数据库日志不支持保存到表，只能输出到文件（log_output = FILE），不能设置binlog-do-db、binlog-ignore-db。

（7）跟其他集群一样，为了避免节点出现脑裂而破坏数据，建议Galera集群最低添加3个节点。

（8）在高并发的情况下，多主同时写入时可能会发生事务冲突，此时只有一个事务请求会成功，其他的全部失败。可以在写入或更新失败时，自动重试一次，再返回结果。

（9）节点中每个节点的地位是平等的，没有主次，向任何一个节点读写效果都是一样的。实际可以配合VIP/LVS或HA使用，实现高可用性。

（10）如果集群中的机器全部重启，如机房断电，第一台启动的服务器必须以空地址启动。

主要参考文献

[1]王春海.深入学习VMware vSphere 6[M].北京：人民邮电出版社，2016.

[2]张工厂.MySQL技术精粹——架构、高级特性、性能优化与集群实战[M].北京：清华大学出版社，2015.