如何在Ubuntu 18.04上创建多节点MySQL集群

介绍

MySQL Cluster分布式数据库为MySQL数据库管理系统提供高可用性和吞吐量。 MySQL Cluster由一个或多个管理节点（ ndb_mgmd ）组成，这些节点存储集群的配置并控制存储集群数据的数据节点（ ndbd ）。 与管理节点通信后，客户端（MySQL客户端，服务器或本机API）直接连接到这些数据节点。

使用MySQL Cluster，通常不会复制数据，而是数据节点同步。 为此，必须使用特殊的数据引擎 - NDBCluster（NDB）。 将集群视为具有冗余组件的单个逻辑MySQL环境是有帮助的。 因此，MySQL Cluster可以与其他MySQL群集一起参与复制。

MySQL Cluster在无共享环境中运行最佳。 理想情况下，没有两个组件应该共享相同的硬件。 出于简化和演示的目的，我们仅限于使用三台服务器。 我们将设置两个服务器作为数据节点，在它们之间同步数据。 第三台服务器将用于Cluster Manager以及MySQL服务器/客户端。 如果启动其他服务器，则可以向群集添加更多数据节点，将群集管理器与MySQL服务器/客户端分离，并将更多服务器配置为群集管理器和MySQL服务器/客户端。

先决条件

要完成本教程，您将需要总共三台服务器：两台服务器用于冗余MySQL数据节点（ ndbd ），一台服务器用于Cluster Manager（ ndb_mgmd ）和MySQL服务器/客户机（ mysqld和mysql ）。

在同一个DigitalOcean数据中心中 ，创建以下启用了专用网络的 Droplet：

• 三个Ubuntu 18.04 Droplet启用了专用网络
• 为每个Droplet配置了sudo权限的非root用户。 您可以在使用Ubuntu 18.04的初始服务器设置中学习如何执行此操作。

请务必记下三个Droplet的私有 IP地址。 在本教程中，我们的群集节点具有以下私有IP地址：

• 198.51.100.0将是第一个MySQL Cluster数据节点
• 198.51.100.1将是第二个数据节点
• 198.51.100.2将是Cluster Manager和MySQL服务器节点

一旦您启动了Droplet，配置了非root用户，并记下3个节点的IP地址，您就可以开始学习本教程了。

第1步 - 安装和配置Cluster Manager

我们首先下载并安装MySQL Cluster Manager， ndb_mgmd 。

要安装Cluster Manager，我们首先需要从官方MySQL Cluster 下载页面获取相应的.deb安装程序文件。

在此页面的“ 选择操作系统”下，选择“ Ubuntu Linux” 。 然后，在Select OS Version下 ，选择Ubuntu Linux 18.04（x86,64位） 。

向下滚动，直到看到DEB Package，NDB Management Server ，然后单击不包含dbgsym的下载链接（除非您需要调试符号）。 您将进入“ 开始下载”页面。 在这里，右键单击“ 不，谢谢”，开始下载。 并将链接复制到.deb文件。

现在，登录到Cluster Manager Droplet（在本教程中， 198.51.100.2 ），并下载此.deb文件：

cd ~
wget https://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQL-Cluster-7.6/mysql-cluster-community-management-server_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb

使用dpkg安装ndb_mgmd ：

sudo dpkg -i mysql-cluster-community-management-server_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb

我们现在需要在首次运行之前配置ndb_mgmd ; 正确的配置将确保数据节点之间的正确同步和负载分配。

Cluster Manager应该是在任何MySQL集群中启动的第一个组件。 它需要一个配置文件，作为参数传递给它的可执行文件。 我们将创建并使用以下配置文件： /var/lib/mysql-cluster/config.ini 。

在Cluster Manager Droplet上，创建此文件所在的/var/lib/mysql-cluster目录：

sudo mkdir /var/lib/mysql-cluster

然后使用首选的文本编辑器创建和编辑配置文件：

sudo nano /var/lib/mysql-cluster/config.ini

将以下文本粘贴到编辑器中：

[ndbd default]
# Options affecting ndbd processes on all data nodes:
NoOfReplicas=2  # Number of replicas

[ndb_mgmd]
# Management process options:
hostname=198.51.100.2 # Hostname of the manager
datadir=/var/lib/mysql-cluster  # Directory for the log files

[ndbd]
hostname=198.51.100.0 # Hostname/IP of the first data node
NodeId=2            # Node ID for this data node
datadir=/usr/local/mysql/data   # Remote directory for the data files

[ndbd]
hostname=198.51.100.1 # Hostname/IP of the second data node
NodeId=3            # Node ID for this data node
datadir=/usr/local/mysql/data   # Remote directory for the data files

[mysqld]
# SQL node options:
hostname=198.51.100.2 # In our case the MySQL server/client is on the same Droplet as the cluster manager

粘贴在本文中后，请确保使用您配置的Droplet的正确IP地址替换上面的hostname值。 设置此hostname参数是一项重要的安全措施，可防止其他服务器连接到Cluster Manager。

保存文件并关闭文本编辑器。

这是一个用于MySQL Cluster的简化配置文件。 您应该根据生产需要自定义此文件中的参数。 有关完整配置的ndb_mgmd配置文件的示例，请参阅MySQL Cluster 文档 。

在上面的文件中，您可以通过将实例附加到相应的部分来添加其他组件，如数据节点（ ndbd ）或MySQL服务器节点（ mysqld ）。

我们现在可以通过执行ndb_mgmd二进制文件并使用-f标志指定其配置文件来启动管理器：

sudo ndb_mgmd -f /var/lib/mysql-cluster/config.ini

您应该看到以下输出：

OutputMySQL Cluster Management Server mysql-5.7.22 ndb-7.6.6
2018-07-25 21:48:39 [MgmtSrvr] INFO     -- The default config directory '/usr/mysql-cluster' does not exist. Trying to create it...
2018-07-25 21:48:39 [MgmtSrvr] INFO     -- Successfully created config directory

这表明MySQL Cluster Management服务器已成功安装，现在正在您的Droplet上运行。

理想情况下，我们希望在启动时自动启动Cluster Management服务器。 为此，我们将创建并启用systemd服务。

在我们创建服务之前，我们需要终止正在运行的服务器：

sudo pkill -f ndb_mgmd

现在，使用您喜欢的编辑器打开并编辑以下systemd单元文件：

sudo nano /etc/systemd/system/ndb_mgmd.service

粘贴以下代码：

[Unit]
Description=MySQL NDB Cluster Management Server
After=network.target auditd.service

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/sbin/ndb_mgmd -f /var/lib/mysql-cluster/config.ini
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

在这里，我们添加了一组最小的选项，指导systemd如何启动，停止和重启ndb_mgmd进程。 要了解有关本机配置中使用的选项的更多信息，请参阅systemd 手册 。

保存并关闭文件。

现在，使用daemon-reload加载systemd的管理器配置：

sudo systemctl daemon-reload

我们将启用刚创建的服务，以便MySQL Cluster Manager在重启时启动：

sudo systemctl enable ndb_mgmd

最后，我们将启动该服务：

sudo systemctl start ndb_mgmd

您可以验证NDB群集管理服务是否正在运行：

sudo systemctl status ndb_mgmd

您应该看到以下输出：

● ndb_mgmd.service - MySQL NDB Cluster Management Server
   Loaded: loaded (/etc/systemd/system/ndb_mgmd.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Thu 2018-07-26 21:23:37 UTC; 3s ago
  Process: 11184 ExecStart=/usr/sbin/ndb_mgmd -f /var/lib/mysql-cluster/config.ini (code=exited, status=0/SUCCESS)
 Main PID: 11193 (ndb_mgmd)
    Tasks: 11 (limit: 4915)
   CGroup: /system.slice/ndb_mgmd.service
           └─11193 /usr/sbin/ndb_mgmd -f /var/lib/mysql-cluster/config.ini

这表示ndb_mgmd MySQL Cluster Management服务器现在作为systemd服务运行。

设置Cluster Manager的最后一步是允许来自我们专用网络上其他MySQL Cluster节点的传入连接。

如果在设置此Droplet时未配置ufw防火墙，则可以跳到下一部分。

我们将添加规则以允许来自两个数据节点的本地传入连接：

sudo ufw allow from 198.51.100.0
sudo ufw allow from 198.51.100.1

输入这些命令后，您应该看到以下输出：

OutputRule added

现在，Cluster Manager应该已启动并正在运行，并且能够通过专用网络与其他Cluster节点进行通信。

第2步 - 安装和配置数据节点

注意：本节中的所有命令都应在两个数据节点上执行。

在此步骤中，我们将安装ndbd MySQL Cluster数据节点守护程序，并配置节点以便它们可以与Cluster Manager进行通信。

要安装数据节点二进制文件，我们首先需要从官方MySQL 下载页面获取相应的.deb安装程序文件。

在此页面的“ 选择操作系统”下，选择“ Ubuntu Linux” 。 然后，在Select OS Version下 ，选择Ubuntu Linux 18.04（x86,64位） 。

向下滚动，直到看到DEB包，NDB数据节点二进制文件 ，然后单击不包含dbgsym的下载链接（除非您需要调试符号）。 您将进入“ 开始下载”页面。 在这里，右键单击“ 不，谢谢”，开始下载。 并将链接复制到.deb文件。

现在，登录到您的第一个数据节点Droplet（在本教程中， 198.51.100.0 ），并下载此.deb文件：

cd ~
wget https://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQL-Cluster-7.6/mysql-cluster-community-data-node_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb

在我们安装数据节点二进制文件之前，我们需要安装一个依赖项libclass-methodmaker-perl ：

sudo apt update
sudo apt install libclass-methodmaker-perl

我们现在可以使用dpkg安装数据备注二进制文件：

sudo dpkg -i mysql-cluster-community-data-node_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb

数据节点从MySQL的标准位置/etc/my.cnf提取其配置。 使用您喜欢的文本编辑器创建此文件并开始编辑它：

sudo nano /etc/my.cnf

将以下配置参数添加到文件中：

[mysql_cluster]
# Options for NDB Cluster processes:
ndb-connectstring=198.51.100.2  # location of cluster manager

指定Cluster Manager节点的位置是ndbd启动所需的唯一配置。 其余配置将直接从管理器中提取。

保存并退出该文件。

在我们的示例中，数据节点将根据管理器的配置发现其数据目录是/usr/local/mysql/data 。 在启动守护程序之前，我们将在节点上创建此目录：

sudo mkdir -p /usr/local/mysql/data

现在我们可以使用以下命令启动数据节点：

sudo ndbd

您应该看到以下输出：

Output2018-07-18 19:48:21 [ndbd] INFO     -- Angel connected to '198.51.100.2:1186'
2018-07-18 19:48:21 [ndbd] INFO     -- Angel allocated nodeid: 2

NDB数据节点守护程序已成功安装，现在正在您的服务器上运行。

我们还需要通过专用网络允许来自其他MySQL Cluster节点的传入连接。

如果在设置此Droplet时未配置ufw防火墙，则可以跳过为ndbd设置systemd服务。

我们将添加规则以允许来自Cluster Manager和其他数据节点的传入连接：

sudo ufw allow from 198.51.100.0
sudo ufw allow from 198.51.100.2

输入这些命令后，您应该看到以下输出：

OutputRule added

您的MySQL数据节点Droplet现在可以通过专用网络与Cluster Manager和其他数据节点进行通信。

最后，我们还希望数据节点守护进程在服务器引导时自动启动。 我们将遵循与Cluster Manager相同的过程，并创建systemd服务。

在我们创建服务之前，我们将ndbd正在运行的ndbd进程：

sudo pkill -f ndbd

现在，使用您喜欢的编辑器打开并编辑以下systemd单元文件：

sudo nano /etc/systemd/system/ndbd.service

粘贴以下代码：

[Unit]
Description=MySQL NDB Data Node Daemon
After=network.target auditd.service

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/sbin/ndbd
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

在这里，我们添加了一组最小的选项，指导systemd如何启动，停止和重启ndbd进程。 要了解有关本机配置中使用的选项的更多信息，请参阅systemd 手册 。

保存并关闭文件。

现在，使用daemon-reload加载systemd的管理器配置：

sudo systemctl daemon-reload

我们现在将启用刚刚创建的服务，以便数据节点守护程序在重新启动时启动：

sudo systemctl enable ndbd

最后，我们将启动该服务：

sudo systemctl start ndbd

您可以验证NDB群集管理服务是否正在运行：

sudo systemctl status ndbd

您应该看到以下输出：

Output● ndbd.service - MySQL NDB Data Node Daemon
   Loaded: loaded (/etc/systemd/system/ndbd.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Thu 2018-07-26 20:56:29 UTC; 8s ago
  Process: 11972 ExecStart=/usr/sbin/ndbd (code=exited, status=0/SUCCESS)
 Main PID: 11984 (ndbd)
    Tasks: 46 (limit: 4915)
   CGroup: /system.slice/ndbd.service
           ├─11984 /usr/sbin/ndbd
           └─11987 /usr/sbin/ndbd

这表示ndbd MySQL Cluster数据节点守护程序现在作为systemd服务运行。 您的数据节点现在应该功能齐全，并且能够连接到MySQL Cluster Manager。

完成第一个数据节点的设置后，在其他数据节点上重复本节中的步骤（本教程中为198.51.100.1 ）。

第3步 - 配置和启动MySQL服务器和客户端

标准的MySQL服务器，例如Ubuntu的APT存储库中提供的服务器，不支持MySQL Cluster引擎NDB。 这意味着我们需要安装与我们在本教程中安装的其他MySQL Cluster软件一起打包的自定义SQL服务器。

我们将再次从官方MySQL Cluster 下载页面中获取MySQL Cluster Server二进制文件 。

在此页面的“ 选择操作系统”下，选择“ Ubuntu Linux” 。 然后，在Select OS Version下 ，选择Ubuntu Linux 18.04（x86,64位） 。

向下滚动直到看到DEB Bundle ，然后单击Download链接（它应该是列表中的第一个）。 您将进入“ 开始下载”页面。 在这里，右键单击“ 不，谢谢”，开始下载。 并将链接复制到.tar存档。

现在，登录到Cluster Manager Droplet（在本教程中， 198.51.100.2 ），然后下载.tar存档（回想一下我们在与Cluster Manager相同的节点上安装MySQL Server） - 在生产环境中你应该运行这些不同节点上的守护进程）：

cd ~
wget https://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQL-Cluster-7.6/mysql-cluster_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb-bundle.tar

我们现在将此存档解压缩到名为install的目录中。 首先，创建目录：

mkdir install

现在将存档解压缩到此目录中：

tar -xvf mysql-cluster_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb-bundle.tar -C install/

进入此目录，其中包含解压缩的MySQL Cluster组件二进制文件：

cd install

在我们安装MySQL服务器二进制文件之前，我们需要安装几个依赖项：

sudo apt update
sudo apt install libaio1 libmecab2

现在，我们需要安装MySQL Cluster依赖项，捆绑在我们刚提取的tar存档中：

sudo dpkg -i mysql-common_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb
sudo dpkg -i mysql-cluster-community-client_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb
sudo dpkg -i mysql-client_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb
sudo dpkg -i mysql-cluster-community-server_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb

安装mysql-cluster-community-server ，应出现配置提示，要求您为MySQL数据库的root帐户设置密码。 选择一个强大的安全密码，然后点击<确定> 。 出现提示时重新输入此root密码，再次按<Ok>键完成安装。

我们现在可以使用dpkg安装MySQL服务器二进制文件：

mysql-server_7.6.6-1ubuntu18.04_amd64.deb

我们现在需要配置此MySQL服务器安装。

MySQL Server的配置存储在默认的/etc/mysql/my.cnf文件中。

使用您喜欢的编辑器打开此配置文件：

sudo nano /etc/mysql/my.cnf

您应该看到以下文本：

# Copyright (c) 2015, 2016, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
#
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
# the Free Software Foundation; version 2 of the License.
#
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
# GNU General Public License for more details.
#
# You should have received a copy of the GNU General Public License
# along with this program; if not, write to the Free Software
# Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301 USA

#
# The MySQL Cluster Community Server configuration file.
#
# For explanations see
# http://dev.mysql.com/doc/mysql/en/server-system-variables.html

# * IMPORTANT: Additional settings that can override those from this file!
#   The files must end with '.cnf', otherwise they'll be ignored.
#
!includedir /etc/mysql/conf.d/
!includedir /etc/mysql/mysql.conf.d/

将以下配置附加到其中：

. . .
[mysqld]
# Options for mysqld process:
ndbcluster                      # run NDB storage engine

[mysql_cluster]
# Options for NDB Cluster processes:
ndb-connectstring=198.51.100.2  # location of management server

保存并退出该文件。

重新启动MySQL服务器以使这些更改生效：

sudo systemctl restart mysql

默认情况下，MySQL应在服务器重新启动时自动启动。 如果没有，则以下命令应解决此问题：

sudo systemctl enable mysql

现在，SQL Server应在Cluster Manager / MySQL Server Droplet上运行。

在下一步中，我们将运行一些命令来验证我们的MySQL Cluster安装是否按预期运行。

第4步 - 验证MySQL群集安装

要验证MySQL Cluster安装，请登录到Cluster Manager / SQL Server节点。

我们将从命令行打开MySQL客户端，并通过输入以下命令连接到我们刚刚配置的root帐户：

mysql -u root -p 

出现提示时输入密码，然后按ENTER 。

您应该看到类似于的输出：

OutputWelcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 3
Server version: 5.7.22-ndb-7.6.6 MySQL Cluster Community Server (GPL)

Copyright (c) 2000, 2018, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql>

进入MySQL客户端后，运行以下命令：

SHOW ENGINE NDB STATUS \G

您现在应该看到有关NDB集群引擎的信息，从连接参数开始：

Output
*************************** 1. row ***************************
  Type: ndbcluster
  Name: connection
Status: cluster_node_id=4, connected_host=198.51.100.2, connected_port=1186, number_of_data_nodes=2, number_of_ready_data_nodes=2, connect_count=0
. . .

这表明您已成功连接到MySQL群集。

请注意ready_data_nodes的数量：2。这种冗余允许MySQL集群继续运行，即使其中一个数据节点出现故障。 它还意味着您的SQL查询将在两个数据节点之间进行负载平衡。

您可以尝试关闭其中一个数据节点以测试群集稳定性。 最简单的测试是重新启动数据节点Droplet，以便完全测试恢复过程。 您应该看到number_of_ready_data_nodes的值更改为1并在节点重新启动并重新连接到Cluster Manager时再次返回到2 。

要退出MySQL提示，只需键入quit或按CTRL-D 。

这是第一个表明MySQL集群，服务器和客户端正在运行的测试。 我们现在将进行一项额外的测试，以确认群集是否正常运行。

使用以下命令打开群集管理控制台ndb_mgm ：

ndb_mgm

您应该看到以下输出：

Output-- NDB Cluster -- Management Client --
ndb_mgm>

进入控制台后，输入命令SHOW ENTER ：

SHOW

您应该看到以下输出：

OutputConnected to Management Server at: 198.51.100.2:1186
Cluster Configuration
---------------------
[ndbd(NDB)] 2 node(s)
id=2    @198.51.100.0  (mysql-5.7.22 ndb-7.6.6, Nodegroup: 0, *)
id=3    @198.51.100.1  (mysql-5.7.22 ndb-7.6.6, Nodegroup: 0)

[ndb_mgmd(MGM)] 1 node(s)
id=1    @198.51.100.2  (mysql-5.7.22 ndb-7.6.6)

[mysqld(API)]   1 node(s)
id=4    @198.51.100.2  (mysql-5.7.22 ndb-7.6.6)

以上显示有两个数据节点与node-id s 2和3相连。还有一个管理节点具有node-id 1和一个MySQL服务器具有node-id 4.您可以通过键入显示有关每个id的更多信息它的编号与STATUS命令如下：

2 STATUS

以上命令显示节点2的状态，MySQL版本和NDB版本：

OutputNode 2: started (mysql-5.7.22 ndb-7.6.6)

要退出管理控制台，请键入quit ，然后按ENTER 。

管理控制台功能非常强大，为管理群集及其数据提供了许多其他选项，包括创建在线备份。 有关更多信息，请参阅MySQL官方文档 。

此时，您已经完全测试了MySQL Cluster安装。 本指南的结束步骤向您展示如何创建测试数据并将其插入此MySQL群集。

第5步 - 将数据插入MySQL群集

为了演示集群的功能，让我们使用NDB引擎创建一个新表，并将一些示例数据插入其中。 请注意，为了使用群集功能，必须将引擎明确指定为NDB 。 如果使用InnoDB（默认）或任何其他引擎，则不会使用群集。

首先，让我们使用以下命令创建一个名为clustertest的数据库：

CREATE DATABASE clustertest;

接下来，切换到新数据库：

USE clustertest;

现在，创建一个名为test_table的简单表，如下所示：

CREATE TABLE test_table (name VARCHAR(20), value VARCHAR(20)) ENGINE=ndbcluster;

我们已经明确指定了引擎ndbcluster以便使用集群。

现在，我们可以使用此SQL查询开始插入数据：

INSERT INTO test_table (name,value) VALUES('some_name','some_value');

要验证是否已插入数据，请运行以下select查询：

SELECT * FROM test_table;

向ndbcluster表中插入数据并从中选择数据时，群集负载平衡所有可用数据节点之间的查询。 这样可以提高MySQL数据库安装的稳定性和性能。

您还可以在我们之前编辑的my.cnf文件中将默认存储引擎设置为ndbcluster 。 如果执行此操作，则在创建表时不需要指定ENGINE选项。 要了解更多信息，请参阅MySQL 参考手册 。

结论

在本教程中，我们演示了如何在Ubuntu 18.04服务器上设置和配置MySQL Cluster。 值得注意的是，这是一个用于演示安装过程的最小化，简化的体系结构，在生产中部署MySQL Cluster之前，有许多高级选项和功能值得学习（例如，执行备份）。 要了解更多信息，请参阅官方MySQL Cluster文档 。