Kubernetes中部署MySQL高可用集群

迷南。 2023-03-13 09:30 253阅读 0赞

MySql简介

MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，属于 Oracle 旗下产品。MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统之一，在 WEB 应用方面，MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，关系数据库管理系统) 应用软件之一。MySQL是一种关系型数据库管理系统，关系数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL所使用的 SQL 语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL 软件采用了双授权政策，分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择 MySQL 作为网站数据库。

# MySQL的高可用方案    #

下文介绍的MySQL高可用方案采用主从复制+读写分离，即由单一的master和多个slave所构成。其中，客户端通过master对数据库进行写操作，通过slave端进行读操作。master出现问题后，可以将应用切换到slave端。 此方案是MySQL官方提供的一种高可用解决方案，节点间的数据同步采用MySQL Replication技术。MySQL Replication从一个MySQL数据库服务器（master）的数据复制到一个或多个MySQL数据库服务器（slave）。在默认情况下，复制是异步的；slave不需要一直接收来自主机的更新。根据配置，可以复制数据库中的所有数据库、选定的数据库，或者特定的表。

# 安装部署 #

**1.创建ConfigMap**

通过YAML文件创建名为mysql的ConfigMap

cat mysql-configmap.yaml

apiVersion:v1
    kind:ConfigMap
    metadata:
      name:mysql
      labels:
        app:mysql
    data:
      master.cnf:|
        # Apply this config only on the master.
        [mysqld]
        log-bin
        log_bin_trust_function_creators=1
        lower_case_table_names=1
      slave.cnf:|
        # Apply this config only on slaves.
        [mysqld]
        super-read-only
        log_bin_trust_function_creators=1

kubectl apply -f mysql-configmap.yaml -n kube-public

### **2. ****创建Services** ###

通过yaml文件创建两个service，分别是mysql和mysql-read：

cat mysql-service.yaml

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: mysql
      labels:
        app: mysql
    spec:
      ports:
      - name: mysql
        port: 3306
      clusterIP: None
      selector:
        app: mysql
    ---
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: mysql-read
      labels:
        app: mysql
    spec:
      ports:
      - name: mysql
        port: 3306
      selector:
        app: mysql

kubectl apply -f mysql-service.yaml -n kube-public

**3.创建StatefulSet**

通过yaml文件创建名为mysql的StatefulSet：

cat  mysql-statefulset.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: StatefulSet
    metadata:
      name: mysql
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: mysql
      serviceName: mysql
      replicas: 3
      volumeClaimTemplates:
      - metadata:
          name: data
          annotations:
            volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "nfs"
        spec:
          accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
          resources:
            requests:
              storage: 10Gi
      template:
        metadata:
          labels:
            app: mysql
        spec:
          initContainers:
          - name: init-mysql
            image: mysql:5.7
            command:
            - bash
            - "-c"
            - |
              set -ex
              [[ `hostname` =~ -([0-9]+)$ ]] || exit 1
              ordinal=${BASH_REMATCH[1]}
              echo [mysqld] > /mnt/conf.d/server-id.cnf
              echo server-id=$((100 + $ordinal)) >> /mnt/conf.d/server-id.cnf
              if [[ $ordinal -eq 0 ]]; then
                cp /mnt/config-map/master.cnf /mnt/conf.d/
              else
                cp /mnt/config-map/slave.cnf /mnt/conf.d/
              fi
            volumeMounts:
            - name: conf
              mountPath: /mnt/conf.d
            - name: config-map
              mountPath: /mnt/config-map
          - name: clone-mysql
            image: gcr.io/google-samples/xtrabackup:1.0
            command:
            - bash
            - "-c"
            - |
              set -ex
              [[ -d /var/lib/mysql/mysql ]] && exit 0
              [[ `hostname` =~ -([0-9]+)$ ]] || exit 1
              ordinal=${BASH_REMATCH[1]}
              [[ $ordinal -eq 0 ]] && exit 0
              ncat --recv-only mysql-$(($ordinal-1)).mysql 3307 | xbstream -x -C /var/lib/mysql
              xtrabackup --prepare --target-dir=/var/lib/mysql
            volumeMounts:
            - name: data
              mountPath: /var/lib/mysql
              subPath: mysql
            - name: conf
              mountPath: /etc/mysql/conf.d
          containers:
          - name: mysql
            image: mysql:5.7
            env:
            - name: MYSQL_ALLOW_EMPTY_PASSWORD
              value: "1"
            ports:
            - name: mysql
              containerPort: 3306
            volumeMounts:
            - name: data
              mountPath: /var/lib/mysql
              subPath: mysql
            - name: conf
              mountPath: /etc/mysql/conf.d
            resources:
              requests:
                cpu: 500m
                memory: 1Gi
            livenessProbe:
              exec:
                command: ["mysqladmin", "ping"]
              initialDelaySeconds: 30
              periodSeconds: 10
              timeoutSeconds: 5
            readinessProbe:
              exec:
                command: ["mysql", "-h", "127.0.0.1", "-e", "SELECT 1"]
              initialDelaySeconds: 5
              periodSeconds: 2
              timeoutSeconds: 1
          - name: xtrabackup
            image: gcr.io/google-samples/xtrabackup:1.0
            ports:
            - name: xtrabackup
              containerPort: 3307
            command:
            - bash
            - "-c"
            - |
              set -ex
              cd /var/lib/mysql
              if [[ -f xtrabackup_slave_info ]]; then
                mv xtrabackup_slave_info change_master_to.sql.in
                rm -f xtrabackup_binlog_info
              elif [[ -f xtrabackup_binlog_info ]]; then
                [[ `cat xtrabackup_binlog_info` =~ ^(.*?)[[:space:]]+(.*?)$ ]] || exit 1
                rm xtrabackup_binlog_info
                echo "CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='${BASH_REMATCH[1]}',\
                      MASTER_LOG_POS=${BASH_REMATCH[2]}" > change_master_to.sql.in
              fi
              if [[ -f change_master_to.sql.in ]]; then
                echo "Waiting for mysqld to be ready (accepting connections)"
                until mysql -h 127.0.0.1 -e "SELECT 1"; do sleep 1; done
                echo "Initializing replication from clone position"
                mv change_master_to.sql.in change_master_to.sql.orig
                mysql -h 127.0.0.1 <<EOF
              $(<change_master_to.sql.orig),
                MASTER_HOST='mysql-0.mysql',
                MASTER_USER='root',
                MASTER_PASSWORD='',
                MASTER_CONNECT_RETRY=10;
              START SLAVE;
              EOF
              fi
              exec ncat --listen --keep-open --send-only --max-conns=1 3307 -c \
                "xtrabackup --backup --slave-info --stream=xbstream --host=127.0.0.1 --user=root"
            volumeMounts:
            - name: data
              mountPath: /var/lib/mysql
              subPath: mysql
            - name: conf
              mountPath: /etc/mysql/conf.d
            resources:
              requests:
                cpu: 100m
                memory: 100Mi
          volumes:
          - name: conf
            emptyDir: {}
          - name: config-map
            configMap:
              name: mysql

kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml -n kube-public

通过执行如下的命令可以查看启动过程：

$ kubectl get pods -lapp=mysql --watch --namespace=kube-public

在启动后，应该能够看到如下的信息：

**![format_png][]**

**注：**上面配置说明

volumeClaimTemplates:

- metadata:

name: data

annotations:

volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "nfs"

spec:

accessModes: \[ "ReadWriteOnce" \]

resources:

requests:

storage: 10Gi

上面这段表示动态申请pvc，存储类是由nfs创建的，前提是创建nfs的存储类，创建方法如下：

cat  class.yaml

kind: StorageClass

apiVersion: storage.k8s.io/v1

metadata:

name: nfs

provisioner: example.com/nfs

**kubectl apply -f class.yaml**

动态pvc创建可参考：

[kubernetes集群中部署EFK日志管理系统][kubernetes_EFK]

# MySQL部署环境验证 #

1）通过运行一个临时的容器(使用mysql:5.7镜像)，使用MySQL 客户端发送测试请求给MySQL master节点（主机名为mysql-0.mysql；跨命名空间的话，主机名请使用mysql-0.mysql.kube-public）

kubectl run mysql-client --image=mysql:5.7 -it --rm --restart=Never -- mysql -h mysql-0.mysql.kube-public

CREATE DATABASE demo;
    CREATE TABLE demo.messages (message VARCHAR(250));
    INSERT INTO demo.messages VALUES ('hello');

在master节点上创建demo数据库，并创建一个只有message字段的demo.messages的表，并为message字段插入hello值。

![format_png 1][]

2）使用主机名为mysql-read来发送测试请求给服务器：

kubectl run mysql-client --image=mysql:5.7 -i -t --rm --restart=Never -- mysql -h mysql-read.kube-public

![format_png 2][]

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![format_png 4][]

参考：https://www.kubernetes.org.cn/3985.html

[format_png]: /images/20230312/d2207bddc02a4396b11bb35833e24129.png
[kubernetes_EFK]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/105852646
[format_png 1]: /images/20230312/a7618c3a2e9d4fca997e74d0f2328380.png
[format_png 2]: /images/20230312/65339ecd3ca840e2b782bcce411c12a2.png
[format_png 3]: /images/20230312/f3c61f6376e94826aed6416edde239cb.png
[format_png 4]: /images/20230312/4faefde320634f5097f419ba2db8cd5d.png