MySQL CLUSTER（MySQL集羣）初步

MySQL Cluster 是MySQL適合於分佈式計算環境的高實用、高冗餘版本。它採用了NDB Cluster 存儲引擎，允許在1個 Cluster 中運行多個MySQL服務器。在MyQL 5.0及以上的二進制版本中、以及與最新的Linux版本兼容的RPM中提供了該存儲引擎。（注意，要想獲得MySQL Cluster 的功能，必須安裝 mysql-server 和 mysql-max RPM）。
目前能夠運行MySQL Cluster 的操作系統有Linux、Mac OS X和Solaris（一些用戶通報成功地在FreeBSD上運行了MySQL Cluster ，但MySQL AB公司尚未正式支持該特性）。

一、MySQL Cluster概述

MySQL Cluster 是一種技術，該技術允許在無共享的系統中部署“內存中”數據庫的 Cluster 。通過無共享體系結構，系統能夠使用廉價的硬件，而且對軟硬件無特殊要求。此外，由於每個組件有自己的內存和磁盤，不存在單點故障。
MySQL Cluster 由一組計算機構成，每臺計算機上均運行着多種進程，包括MySQL服務器，NDB Cluster 的數據節點，管理服務器，以及（可能）專門的數據訪問程序。關於 Cluster 中這些組件的關係，請參見下圖：

所有的這些節點構成一個完成的MySQL集羣體系。數據保存在“NDB存儲服務器”的存儲引擎中，表（結構）則保存在“MySQL服務器”中。應用程序通過“MySQL服務器”訪問這些數據表，集羣管理服務器通過管理工具(ndb_mgmd)來管理“NDB存儲服務器”。
通過將MySQL Cluster 引入開放源碼世界，MySQL爲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 Cluster 數據管理。

二、MySQL Cluster 基本概念

“NDB” 是一種“內存中”的存儲引擎，它具有可用性高和數據一致性好的特點。
MySQL Cluster 能夠使用多種故障切換和負載平衡選項配置NDB存儲引擎，但在 Cluster 級別上的存儲引擎上做這個最簡單。MySQL Cluster的NDB存儲引擎包含完整的數據集，僅取決於 Cluster本身內的其他數據。
目前，MySQL Cluster的 Cluster部分可獨立於MySQL服務器進行配置。在MySQL Cluster中， Cluster的每個部分被視爲1個節點。

管理(MGM)節點：這類節點的作用是管理MySQL Cluster內的其他節點，如提供配置數據、啓動並停止節點、運行備份等。由於這類節點負責管理其他節點的配置，應在啓動其他節點之前首先啓動這類節點。MGM節點是用命令“ndb_mgmd”啓動的。
數據節點：這類節點用於保存 Cluster的數據。數據節點的數目與副本的數目相關，是片段的倍數。例如，對於兩個副本，每個副本有兩個片段，那麼就有4個數據節點。不過沒有必要設置多個副本。數據節點是用命令“ndbd”啓動的。
SQL節點：這是用來訪問 Cluster數據的節點。對於MySQL Cluster，客戶端節點是使用NDB Cluster存儲引擎的傳統MySQL服務器。通常，SQL節點是使用命令“mysqld –ndbcluster”啓動的，或將“ndbcluster”添加到“my.cnf”後使用“mysqld”啓動。
註釋：在很多情況下，術語“節點”用於指計算機，但在討論MySQL Cluster時，它表示的是進程。在單臺計算機上可以有任意數目的節點，爲此，我們採用術語“ Cluster主機”。

管理服務器(MGM節點)負責管理 Cluster配置文件和 Cluster日誌。 Cluster中的每個節點從管理服務器檢索配置數據，並請求確定管理服務器所在位置的方式。當數據節點內出現新的事件時，節點將關於這類事件的信息傳輸到管理服務器，然後，將這類信息寫入 Cluster日誌。
此外，可以有任意數目的 Cluster客戶端進程或應用程序。它們分爲兩種類型：

標準MySQL客戶端：對於MySQL Cluster，它們與標準的（非 Cluster類）MySQL沒有區別。換句話講，能夠從用PHP、Perl、C、C++、Java、Python、Ruby等編寫的現有MySQL應用程序訪問MySQL Cluster。
管理客戶端：這類客戶端與管理服務器相連，並提供了啓動和停止節點、啓動和停止消息跟蹤（僅調試版本）、顯示節點版本和狀態、啓動和停止備份等的命令。

三、開始準備

1、準備服務器

現在，我們計劃建立有5個節點的MySQL CLuster體系，因此需要用到5臺機器，分別做如下用途：

		節點(用途)		IP地址(主機名)
管理節點(MGM)		192.168.0.1(db1)
SQL節點1(SQL1)		192.168.0.2(db2)
SQL節點2(SQL2)		192.168.0.3(db3)
數據節點1(NDBD1)	192.168.0.4(db4)
數據節點2(NDBD2)	192.168.0.5(db5)

2、注意事項及其他

每個節點的操作系統都是Linux，下面的描述中將使用主機名，不再使用IP地址來表示。由於MySQL Cluster採用TCP/IP方式連接，並且節點之間的數據傳輸沒有加密，因此這個體系最好只在單獨的子網中運行，並且考慮到傳輸的速率，強烈建議不要跨越公網使用這個體系。所需的MySQL軟件請事先在 http://dev.mysql.com/downloads 下載。
實際上整個體系可以在一個單獨的實體計算機上運行成功，當然了，必須設定不同的目錄以及端口等，只能作爲測試時使用。

四、開始安裝

1、假定條件

在每個節點計算機上都採用 nobody 用戶來運行Cluster，因此執行如下命令添加相關用戶（如果已經存在則略過，且用root用戶執行）：

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

假設已經下載了mysql可直接使用的二進制安裝包，且放在 /tmp 下了。

2、SQL節點和存儲節點(NDB節點)安裝(即4個機器重複執行以下步驟)

	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/

3、配置SQL節點

	root# vi /usr/local/mysql/my.cnf

然後輸入如下內容：

[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

4、配置存儲節點(NDB節點)

	root# vi /usr/local/mysql/my.cnf

然後輸入如下內容：

[mysqld]
ndbcluster
ndb-connectstring=db1
[MYSQL_CLUSTER]
ndb-connectstring=db1

5、安裝管理節點

	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

6、配置管理節點

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

然後輸入如下內容：

[NDBD DEFAULT]
NoOfReplicas=1
[TCP DEFAULT]
portnumber=3306
#設置管理節點服務器
[NDB_MGMD]
hostname=db1
#MGM上保存日誌的目錄
datadir=/usr/local/mysql/data/
#設置存儲節點服務器(NDB節點)
[NDBD]
hostname=db4
datadir=/usr/local/mysql/data/
#第二個NDB節點
[NDBD]
hostname=db5
datadir=/usr/local/mysql/data/
#設置SQL節點服務器
[MYSQLD]
hostname=db2
#第二個SQL節點
[MYSQLD]
hostname=db3

註釋： Cluster管理節點的默認端口是1186，數據節點的默認端口2202。從MySQL 5.0.3開始，該限制已被放寬， Cluster能夠根據空閒的端口自動地爲數據節點分配端口。如果你的版本低於5.0.22，請注意這個細節。
五、啓動MySQL Cluster
較爲合理的啓動順序是，首先啓動管理節點服務器，然後啓動存儲節點服務器，最後才啓動SQL節點服務器：

在管理節點服務器上，執行以下命令啓動MGM節點進程：
```
		root# /usr/local/mysql/ndb_mgmd -f /usr/local/mysql/config.ini
	
```
必須用參數“-f”或“--config-file”告訴 ndb_mgm 配置文件所在位置，默認是在ndb_mgmd相同目錄下。
在每臺存儲節點服務器上，如果是第一次啓動ndbd進程的話，必須先執行以下命令：
```
		root# /usr/local/mysql/bin/ndbd --initial
	
```
注意，僅應在首次啓動ndbd時，或在備份/恢復數據或配置文件發生變化後重啓ndbd時使用“--initial”參數。因爲該參數會使節點刪除由早期ndbd實例創建的、用於恢復的任何文件，包括用於恢復的日誌文件。
如果不是第一次啓動，直接運行如下命令即可：
```
		root# /usr/local/mysql/bin/ndbd
	
```

最後，運行以下命令啓動SQL節點服務器：

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

如果一切順利，也就是啓動過程中沒有任何錯誤信息出現，那麼就在管理節點服務器上運行如下命令：

		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)

具體的輸出內容可能會略有不同，這取決於你所使用的MySQL版本。
注意：如果你正在使用較早的MySQL版本，你或許會看到引用爲‘[mysqld(API)]’的SQL節點。這是一種早期的用法，現已放棄。
現在，應能在MySQL Cluster中處理數據庫，表和數據。

六、創建數據庫表

與沒有使用 Cluster的MySQL相比，在MySQL Cluster內操作數據的方式沒有太大的區別。執行這類操作時應記住兩點：

表必須用ENGINE=NDB或ENGINE=NDBCLUSTER選項創建，或用ALTER TABLE選項更改，以使用NDB Cluster存儲引擎在 Cluster內複製它們。如果使用mysqldump的輸出從已有數據庫導入表，可在文本編輯器中打開SQL腳本，並將該選項添加到任何表創建語句，或用這類選項之一替換任何已有的ENGINE（或TYPE）選項。
另外還請記住，每個NDB表必須有一個主鍵。如果在創建表時用戶未定義主鍵，NDB Cluster存儲引擎將自動生成隱含的主鍵。（註釋：該隱含鍵也將佔用空間，就像任何其他的表索引一樣。由於沒有足夠的內存來容納這些自動創建的鍵，出現問題並不罕見）。

下面是一個例子：
在db2上，創建數據表，插入數據：

[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，查詢數據：

[db3~]root# mysql -uroot test
[db2~]mysql> select * from city;
+-----------+
|id | name  |
+-----------+
|1  | city1 |
+-----------+
|2  | city2 |
+-----------+

七、安全關閉

要想關閉 Cluster，可在MGM節點所在的機器上，在Shell中簡單地輸入下述命令：

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

運行以下命令關閉SQL節點的mysqld服務：

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

八、其他

關於MySQL Cluster更多詳細的資料以及備份等請參見MySQL手冊的“MySQL Cluster(MySQL 集羣)”章節。
參考資料：《MySQL 5.1 中文手冊》

MySQL CLUSTER（MySQL集羣）初步

一、MySQL Cluster概述

二、MySQL Cluster 基本概念

三、開始準備

1、準備服務器

2、注意事項及其他

四、開始安裝

1、假定條件

2、SQL節點和存儲節點(NDB節點)安裝(即4個機器重複執行以下步驟)

3、配置SQL節點

4、配置存儲節點(NDB節點)

5、安裝管理節點

6、配置管理節點

六、創建數據庫表

七、安全關閉

八、其他

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