MySQL Cluster （集群）基本原理

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MySQL簇概述

MySQL簇是一種技術(shù)，該技術(shù)允許在無共享的系統(tǒng)中部署“內(nèi)存中”數(shù)據(jù)庫的簇。通過無共享體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)能夠使用廉價的硬件，而且對軟硬件無特殊要求。此外，由于每個組件有自己的內(nèi)存和磁盤，不存在單點故障。

MySQL簇將標(biāo)準(zhǔn)的MySQL服務(wù)器與名為NDB的“內(nèi)存中”簇式存儲引擎集成了起來。在我們的文檔中，術(shù)語NDB指的是與存儲引擎相關(guān)的設(shè)置部分，而術(shù)語MySQL簇指的是MySQL和NDB存儲引擎的組合。

MySQL簇由一組計算機構(gòu)成，每臺計算機上均運行著多種進程，包括MySQL服務(wù)器，NDB簇的數(shù)據(jù)節(jié)點，管理服務(wù)器，以及（可能）專門的數(shù)據(jù)訪問程序。關(guān)于簇中這些組件的關(guān)系，請參見下圖：

所有這些程序一起構(gòu)成了MySQL簇。將數(shù)據(jù)保存到NDB簇存儲引擎中時，表將保存在數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)。能夠從簇中所有其他MySQL服務(wù)器直接訪問這些表。因此，在將數(shù)據(jù)保存在簇內(nèi)的工資表應(yīng)用程序中，如果某一應(yīng)用程序更新了1位雇員的工資，所有查詢該數(shù)據(jù)的其他MySQL服務(wù)器能立刻發(fā)現(xiàn)這種變化。

對于MySQL簇，保存在數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)的數(shù)據(jù)可被映射，簇能夠處理單獨數(shù)據(jù)節(jié)點的故障，除了少數(shù)事務(wù)將因事務(wù)狀態(tài)丟失而被放棄外，不會產(chǎn)生其他影響。由于事務(wù)性應(yīng)用程序能夠處理事務(wù)失敗事宜，因而它不是問題源。

通過將MySQL簇引入開放源碼世界，MySQL為所有需要它的人員提供了具有高可用性、高性能和可縮放性的簇數(shù)據(jù)管理。

MySQL簇的基本概念

NDB是一種“內(nèi)存中”存儲引擎，它具有可用性高和數(shù)據(jù)一致性好的特點。

能夠使用多種故障切換和負(fù)載平衡選項配置NDB存儲引擎，但以簇層面上的存儲引擎開始最簡單。MySQL簇的NDB存儲引擎包含完整的數(shù)據(jù)集，僅取決于簇本身內(nèi)的其他數(shù)據(jù)。

下面，我們介紹了設(shè)置由NDB存儲引擎和一些MySQL服務(wù)器構(gòu)成的MySQL簇的設(shè)置方法。

目前，MySQL簇的簇部分可獨立于MySQL服務(wù)器進行配置。在MySQL簇中，簇的每個部分被視為1個節(jié)點。

注釋：在很多情況下，術(shù)語“節(jié)點”用于指計算機，但在討論MySQL簇時，它表示的是進程。在單臺計算機上可以有任意數(shù)目的節(jié)點，為此，我們采用術(shù)語簇主機。

有三類簇節(jié)點，在最低的MySQL簇配置中，至少有三個節(jié)點，這三類節(jié)點分別是：

·         管理(MGM)節(jié)點：這類節(jié)點的作用是管理MySQL簇內(nèi)的其他節(jié)點，如提供配置數(shù)據(jù)、啟動并停止節(jié)點、運行備份等。由于這類節(jié)點負(fù)責(zé)管理其他節(jié)點的配置，應(yīng)在啟動其他節(jié)點之前首先啟動這類節(jié)點。MGM節(jié)點是用命令ndb_mgmd啟動的。

·         數(shù)據(jù)節(jié)點：這類節(jié)點用于保存簇的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)節(jié)點的數(shù)目與副本的數(shù)目相關(guān)，是片段的倍數(shù)。例如，對于兩個副本，每個副本有兩個片段，那么就有4個數(shù)據(jù)節(jié)點。沒有必要有一個以上的副本。數(shù)據(jù)節(jié)點是用命令ndbd啟動的。

·         SQL節(jié)點：這是用來訪問簇數(shù)據(jù)的節(jié)點。對于MySQL簇，客戶端節(jié)點是使用NDB簇存儲引擎的傳統(tǒng)MySQL服務(wù)器。典型情況下，SQL節(jié)點是使用命令mysqld –ndbcluster啟動的，或?qū)?span style="line-height: normal; ">ndbcluster添加到my.cnf后使用mysqld啟動。

簇配置包括對簇中單獨節(jié)點的配置，以及設(shè)置節(jié)點之間的單獨通信鏈路。對于目前設(shè)計的MySQL簇，其意圖在于，從處理器的能力、內(nèi)存空間和帶寬來講，存儲節(jié)點是同質(zhì)的，此外，為了提供單一的配置點，作為整體，簇的所有配置數(shù)據(jù)均位于1個配置文件中。

管理服務(wù)器(MGM節(jié)點)負(fù)責(zé)管理簇配置文件和簇日志。簇中的每個節(jié)點從管理服務(wù)器檢索配置數(shù)據(jù)，并請求確定管理服務(wù)器所在位置的方式。當(dāng)數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)出現(xiàn)有趣的事件時，節(jié)點將關(guān)于這類事件的信息傳輸?shù)焦芾矸��?wù)器，然后，將這類信息寫入簇日志。

此外，可以有任意數(shù)目的簇客戶端進程或應(yīng)用程序。它們分為兩種類型：

·         標(biāo)準(zhǔn)MySQL客戶端：對于MySQL簇，它們與標(biāo)準(zhǔn)的（非簇類）MySQL沒有區(qū)別。換句話講，能夠從用PHP、Perl、C、C++、Java、Python、Ruby等編寫的現(xiàn)有MySQL應(yīng)用程序訪問MySQL簇。

·         管理客戶端：這類客戶端與管理服務(wù)器相連，并提供了優(yōu)雅地啟動和停止節(jié)點、啟動和停止消息跟蹤（僅對調(diào)試版本）、顯示節(jié)點版本和狀態(tài)、啟動和停止備份等的命令。