如何在Debian 9服务器上使用MariaDB配置Galera集群

作者选择了自由和开源基金作为Write for DOnations计划的一部分进行捐赠。

介绍

群集通过将更改分发到不同的服务器来为数据库添加高可用性。 如果其中一个实例失败，其他实例可以快速继续提供服务。

集群有两种常规配置， 主动 – 被动和主动 – 主动 。 在主动 – 被动群集中，所有写入都在单个活动服务器上完成，然后复制到一个或多个被动服务器，这些服务器只有在活动服务器发生故障时才能接管。 一些主动 – 被动群集还允许在被动节点上进行SELECT操作。 在主动 – 主动群集中，每个节点都是读写的，对一个节点的更改将复制到所有节点。

MariaDB是一个开源的关系数据库系统，与流行的MySQL RDBMS系统完全兼容。 您可以在此页面上阅读MariaDB的官方文档。 Galera是一种数据库集群解决方案，使您可以使用同步复制设置多主集群。 Galera自动处理保持不同节点上的数据同步，同时允许您向集群中的任何节点发送读写查询。 您可以在官方文档页面上了解有关Galera的更多信息。

在本指南中，您将配置一个主动 – 活动的MariaDB Galera集群。 出于演示目的，您将配置并测试三个将充当群集中节点的Debian 9 Droplet。 这是最小的可配置群集。

先决条件

要继续，除了以下内容之外，您还需要一个DigitalOcean帐户 ：

• 启用了私有网络的三个Debian 9 Droplet，每个Droplet都有一个具有sudo权限的非root用户。
  • 要在三个Droplet上设置专用网络，请按照我们的专用网络快速入门指南进行操作。
  • 有关使用sudo权限设置非root用户的帮助，请按照Debian 9教程中的初始服务器设置进行操作 。

虽然本教程中的步骤是针对DigitalOcean Droplet编写和测试的，但其中大部分步骤也适用于启用了专用网络的非DigitalOcean服务器。

第1步 – 将MariaDB存储库添加到所有服务器

在此步骤中，您将相关的MariaDB软件包存储库添加到三个服务器中的每个服务器，以便您能够安装本教程中使用的正确版本的MariaDB。 在所有三台服务器上更新存储库后，您就可以安装MariaDB了。

有关MariaDB的一点需要注意的是它起源于MySQL的替代品，所以在许多配置文件和启动脚本中，你会看到mysql而不是mariadb 。 为了保持一致性，我们将在本指南中使用mysql ，其中任何一个都可以工作。

在本教程中，您将使用MariaDB版本10.4 。 由于此版本未包含在默认的Debian存储库中，因此您首先要将MariaDB项目维护的外部Debian存储库添加到所有三个服务器中。

要添加存储库，首先需要安装dirmngr和software-properties-common软件包。 dirmngr是用于管理存储库证书和密钥的服务器。 software-properties-common是一个允许轻松添加和更新源存储库位置的包。 通过运行安装两个包：

sudo apt install dirmngr software-properties-common

注意： MariaDB是一个备受推崇的提供商，但并非所有外部存储库都是可靠的。 请务必仅从受信任的来源安装。

您将使用apt-key命令添加MariaDB存储库密钥，APT包管理器将使用该命令来验证包是否可信：

sudo apt-key adv --recv-keys --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 0xF1656F24C74CD1D8

在数据库中拥有可信密钥后，可以使用以下命令添加存储库：

sudo add-apt-repository 'deb [arch=amd64] http://nyc2.mirrors.digitalocean.com/mariadb/repo/10.4/debian stretch main'

添加存储库后，运行apt update以包含新存储库中的包清单：

sudo apt update

在第一台服务器上完成此步骤后，请重复第二台和第三台服务器。

既然您已经在所有三台服务器上成功添加了软件包存储库，那么您已准备好在下一节中安装MariaDB。

第2步 – 在所有服务器上安装MariaDB

在此步骤中，您将在三台服务器上安装实际的MariaDB软件包。

从版本10.1开始，MariaDB Server和MariaDB Galera Server软件包组合在一起，因此安装mariadb-server将自动安装Galera和几个依赖项：

sudo apt install mariadb-server

系统将要求您确认是否要继续安装。 输入yes继续安装。

从MariaDB版本10.4开始，默认情况下根 MariaDB用户没有密码。 要为root用户设置密码，请首先登录MariaDB：

sudo mysql -uroot

进入MariaDB shell后，通过执行以下语句更改密码：

set password = password("your_password");

您将看到以下输出，表明密码设置正确：

OutputQuery OK, 0 rows affected (0.001 sec)

通过运行以下命令退出MariaDB shell：

quit;

如果您想了解有关SQL的更多信息或需要快速复习，请查看我们的MySQL教程 。

您现在拥有开始配置群集所需的所有部分，但由于您将在以后的步骤中依赖rsync ，因此请确保已安装：

sudo apt install rsync

这将确认最新版本的rsync已经可用或提示您升级或安装它。

安装MariaDB并在第一台服务器上设置root密码后，请对其他两台服务器重复这些步骤。

现在您已经在三台服务器上的每台服务器上成功安装了MariaDB，您可以继续执行下一节中的配置步骤。

第3步 – 配置第一个节点

在此步骤中，您将配置第一个节点。 群集中的每个节点都需要具有几乎相同的配置。 因此，您将在第一台计算机上执行所有配置，然后将其复制到其他节点。

默认情况下，MariaDB配置为检查/etc/mysql/conf.d目录以从以.cnf结尾的文件中获取其他配置设置。 使用所有特定于集群的指令在此目录中创建一个文件：

sudo nano /etc/mysql/conf.d/galera.cnf

将以下配置添加到文件中。 配置指定不同的群集选项，有关当前服务器和群集中其他服务器的详细信息，以及与复制相关的设置。 请注意，配置中的IP地址是各自服务器的专用地址; 用适当的IP地址替换突出显示的行。

[mysqld]binlog_format=ROWdefault-storage-engine=innodbinnodb_autoinc_lock_mode=2bind-address=0.0.0.0# Galera Provider Configurationwsrep_on=ONwsrep_provider=/usr/lib/galera/libgalera_smm.so# Galera Cluster Configurationwsrep_cluster_name="test_cluster"wsrep_cluster_address="gcomm://First_Node_IP,Second_Node_IP,Third_Node_IP"# Galera Synchronization Configurationwsrep_sst_method=rsync# Galera Node Configurationwsrep_node_address="This_Node_IP"wsrep_node_name="This_Node_Name"

• 第一部分修改或重新声明将允许群集正常运行的MariaDB / MySQL设置。 例如，Galera不能与MyISAM或类似的非事务性存储引擎一起使用，并且mysqld不能绑定到localhost的IP地址。 您可以在Galera Cluster 系统配置页面上更详细地了解这些设置。
• “Galera Provider Configuration”部分配置提供WriteSet复制API的MariaDB组件。 这意味着Galera在您的情况下，因为Galera是一个wsrep （WriteSet复制）提供程序。 您可以指定用于配置初始复制环境的常规参数。 这不需要任何自定义，但您可以了解有关Galera配置选项的更多信息。
• “Galera群集配置”部分定义群集，通过IP地址或可解析的域名标识群集成员，并为群集创建名称以确保成员加入正确的群组。 您可以将wsrep_cluster_name更改为比test_cluster更有意义的test_cluster或保持原样，但必须使用三台服务器的专用IP地址更新wsrep_cluster_address 。
• “Galera同步配置”部分定义了集群如何在成员之间进行通信和同步数据。 这仅用于节点联机时发生的状态转移。 对于初始设置，您使用的是rsync ，因为它通常可用并且可以完成您现在需要的操作。
• “Galera节点配置”部分阐明了IP地址和当前服务器的名称。 在尝试诊断日志中的问题以及以多种方式引用每个服务器时，这很有用。 wsrep_node_address必须与您所在机器的地址匹配，但您可以选择所需的任何名称，以帮助您识别日志文件中的节点。

如果对群集配置文件感到满意，请将内容复制到剪贴板，保存并关闭该文件。 使用nano文本编辑器，您可以通过按CTRL+X ，键入y ，然后按ENTER来完成此操作。

现在您已成功配置了第一个节点，您可以继续在下一节中配置其余节点。

第4步 – 配置剩余节点

在此步骤中，您将配置其余两个节点。 在第二个节点上，打开配置文件：

sudo nano /etc/mysql/conf.d/galera.cnf

粘贴从第一个节点复制的配置，然后更新Galera Node Configuration以使用您正在设置的特定节点的IP地址或可解析的域名。 最后，更新其名称，您可以将其设置为帮助您识别日志文件中的节点的任何内容：

. . .# Galera Node Configurationwsrep_node_address="This_Node_IP"wsrep_node_name="This_Node_Name". . .

保存并退出该文件。

完成这些步骤后，在第三个节点上重复这些步骤。

您几乎已准备好启动群集，但在此之前，请确保在防火墙中打开了相应的端口。

第5步 – 在每台服务器上打开防火墙

在此步骤中，您将配置防火墙，以便打开节点间通信所需的端口。 在每台服务器上，运行以下命令检查防火墙的状态：

sudo ufw status

在这种情况下，只允许SSH通过：

OutputStatus: activeTo                         Action      From--                         ------      ----OpenSSH                    ALLOW       AnywhereOpenSSH (v6)               ALLOW       Anywhere (v6)

由于在这种情况下只允许SSH流量，因此您需要为MySQL和Galera流量添加规则。 如果您尝试启动群集，则会因防火墙规则而失败。

Galera可以使用四个端口：

• 3306对于使用mysqldump方法的MySQL客户端连接和状态快照传输。
• 4567对于Galera Cluster复制流量。 多播复制在此端口上同时使用UDP传输和TCP。
• 4568增量国家转移。
• 4444用于所有其他状态快照转移。

在此示例中，您将在进行设置时打开所有四个端口。 确认复制正常后，您需要关闭任何实际未使用的端口，并将流量限制为仅限群集中的服务器。

使用以下命令打开端口：

sudo ufw allow 3306,4567,4568,4444/tcpsudo ufw allow 4567/udp

注意：根据服务器上运行的其他内容，您可能希望立即限制访问。 UFW Essentials：通用防火墙规则和命令指南可以为此提供帮助。

在第一个节点上配置防火墙后，在第二个和第三个节点上创建相同的防火墙设置。

现在您已成功配置防火墙，您已准备好在下一步中启动集群。

第6步 – 启动群集

在此步骤中，您将启动MariaDB群集。 首先，您需要停止正在运行的MariaDB服务，以便可以使群集联机。

在所有三台服务器上停止MariaDB

在所有三台服务器上使用以下命令来停止MariaDB，以便您可以将它们备份到群集中：

sudo systemctl stop mysql

systemctl不显示所有服务管理命令的结果，因此为确保您成功，请使用以下命令：

sudo systemctl status mysql

如果最后一行看起来如下所示，则命令成功：

Output. . . Apr 26 03:34:23 galera-node-01 systemd[1]: Stopped MariaDB 10.4.4 database server.

一旦你关闭了所有服务器上的mysql ，你就可以继续了。

打开第一个节点

要调出第一个节点，您需要使用特殊的启动脚本。 您配置群集的方式是，每个联机的节点都会尝试连接到其galera.cnf文件中指定的至少一个其他节点以获取其初始状态。 如果不使用允许systemd传递--wsrep-new-cluster参数的galera_new_cluster脚本，则正常的systemctl start mysql会失败，因为没有节点为第一个节点连接而运行。

sudo galera_new_cluster

成功执行时，此命令不会显示任何输出。 当此脚本成功时，该节点将注册为群集的一部分，您可以使用以下命令查看它：

mysql -u root -p -e "SHOW STATUS LIKE 'wsrep_cluster_size'"

您将看到以下输出，指示群集中有一个节点：

Output+--------------------+-------+| Variable_name      | Value |+--------------------+-------+| wsrep_cluster_size | 1     |+--------------------+-------+

在其余节点上，您可以正常启动mysql 。 他们将搜索联机的群集列表中的任何成员，因此当他们找到一个时，他们将加入群集。

打开第二个节点

现在您可以调出第二个节点。 启动mysql ：

sudo systemctl start mysql

成功执行后不会显示任何输出。 随着每个节点联机，您将看到群集大小增加：

mysql -u root -p -e "SHOW STATUS LIKE 'wsrep_cluster_size'"

您将看到以下输出，指示第二个节点已加入群集，并且总共有两个节点。

Output+--------------------+-------+| Variable_name      | Value |+--------------------+-------+| wsrep_cluster_size | 2     |+--------------------+-------+

打开第三个节点

现在是时候调出第三个节点了。 启动mysql ：

sudo systemctl start mysql 

运行以下命令以查找群集大小：

mysql -u root -p -e "SHOW STATUS LIKE 'wsrep_cluster_size'"

您将看到以下输出，指示第三个节点已加入群集，并且群集中的总节​​点数为3。

Output+--------------------+-------+| Variable_name      | Value |+--------------------+-------+| wsrep_cluster_size | 3     |+--------------------+-------+

此时，整个群集已联机并成功通信。 接下来，您可以通过在下一节中测试复制来确保工作设置。

第7步 – 测试复制

您已经完成了到目前为止的步骤，以便您的群集可以执行从任何节点到任何其他节点的复制，称为主动 – 主动复制。 按照以下步骤测试并查看复制是否按预期工作。

写入第一个节点

您将首先在第一个节点上进行数据库更改。 以下命令将创建一个名为playground的数据库和一个名为equipment数据库内的表。

mysql -u root -p -e 'CREATE DATABASE playground;CREATE TABLE playground.equipment ( id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT, type VARCHAR(50), quant INT, color VARCHAR(25), PRIMARY KEY(id));INSERT INTO playground.equipment (type, quant, color) VALUES ("slide", 2, "blue");'

在上一个命令中， CREATE DATABASE语句创建一个名为playground的数据库。 CREATE语句在playground数据库中创建一个名为equipment的表，该表具有一个名为id和其他列的自动递增标识符列。 定义type列， quant列和color列以分别存储设备的类型，数量和颜色。 INSERT语句插入一个类型为slide ，数量为2和颜色为blue的条目。

您现在在表中有一个值。

在第二节点上读写

接下来，查看第二个节点以验证复制是否正常工作：

mysql -u root -p -e 'SELECT * FROM playground.equipment;'

如果复制正在运行，则您在第一个节点上输入的数据将在第二个节点上显示：

Output+----+-------+-------+-------+| id | type  | quant | color |+----+-------+-------+-------+|  1 | slide |     2 | blue  |+----+-------+-------+-------+

从同一节点，您可以将数据写入集群：

mysql -u root -p -e 'INSERT INTO playground.equipment (type, quant, color) VALUES ("swing", 10, "yellow");'

在第三节点上读写

从第三个节点，您可以通过再次查询表来读取所有这些数据：

mysql -u root -p -e 'SELECT * FROM playground.equipment;'

您将看到以下输出显示两行：

Output   +----+-------+-------+--------+   | id | type  | quant | color  |   +----+-------+-------+--------+   |  1 | slide |     2 | blue   |   |  2 | swing |    10 | yellow |   +----+-------+-------+--------+

同样，您可以从此节点添加另一个值：

mysql -u root -p -e 'INSERT INTO playground.equipment (type, quant, color) VALUES ("seesaw", 3, "green");'

在第一个节点上阅读：

回到第一个节点，您可以验证您的数据在任何地方都可用：

mysql -u root -p -e 'SELECT * FROM playground.equipment;'

您将看到以下输出，指示第一个节点上的行可用。

Output   +----+--------+-------+--------+   | id | type   | quant | color  |   +----+--------+-------+--------+   |  1 | slide  |     2 | blue   |   |  2 | swing  |    10 | yellow |   |  3 | seesaw |     3 | green  |   +----+--------+-------+--------+

您已成功验证可以写入所有节点并且正在正确执行复制。

结论

此时，您已配置了一个有效的三节点Galera测试集群。 如果您计划在生产环境中使用Galera集群，建议您从不少于五个节点开始。

在生产使用之前，您可能需要查看一些其他状态快照传输（sst）代理，例如xtrabackup ，它允许您非常快速地设置新节点，而不会对您的活动节点造成大的中断。 这不会影响实际复制，但在初始化节点时需要考虑。