部署mysql-5.7.36主从复制

24. mysql实战

24.1 集群要求

1.搭建一个主N从的MYsql集群
2.从节点可以水平扩展
3.所有的写操作，都只能在主节点Master上执行
4.所有的读操作可以在所有节点上执行

#部署的关键步骤
1、配置并安装好Master节点的Mysql
2、通过XtraBackup将Master节点的数据备份到指定目录
3、将第2步备份出来的目录，连同备份信息文件，拷贝到Slave的 /var/lib/mysql，然后执行CHANGE MASTER TO指令
4、启动Slave节点，执行START SLAVE指令
5、在这个集群中添加更多的Slave节点

• 集群难点

Master 节点和 Slave 节点需要有不同的配置文件
Master 节点和 Slave 节点需要能够传输备份信息文件
第一次启动 Slave 节点，需要执行一些初始化SQL操作

24.2 ConfigMap 为 Master/Slave 节点分配不同的配置文件

root@k8s-master1:~/k8s-data/yaml/magedu/mysql# cat mysql-configmap.yaml 
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: mysql
  namespace: mysql-cluster
  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

这里我们定义了 master.cnf 和 slave.cnf 两个MySQL的配置文件

• master.cnf 开启了 log-bin，即： 使用二进制日志文件的方式进行主从复制。
• slave.cnf 开启了 super-read-only，表示从节点拒绝除了主节点的数据同步操作之外的所有写操作，即它对用户是只读的
• 创建ConfigMap查看状态

root@k8s-master1:~# kubectl apply -f configmap.yaml
root@k8s-master1:~# kubectl get configmaps -n mysql-cluster 
NAME               DATA   AGE
kube-root-ca.crt   1      5h10m
mysql              2      5h10m

24.3 Secret 为集群配置密码

#如果需要就设置不需要可以忽略
root@k8s-master1:~# cat secret.yaml
---
# Secret 为 mysql集群配置密码
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysql-secret
  namespace: mysql
  labels:
    app: mysql
type: Opaque
data:
  password: dVVOMzgjJXBx

24.4 Service 为 StatefulSet和用户提供服务发现

root@k8s-master1:~# cat mysql-services.yaml 
#创建service主要是区分mysql和mysql-read
#写访问这里
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  namespace: mysql-cluster
  name: mysql
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - name: mysql
    port: 3306
  clusterIP: None
  selector:
    app: mysql
---
#读访问这个
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-read
  namespace: mysql-cluster
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - name: mysql
    port: 3306
  selector:
    app: mysql

配置介绍：

• 两个Service 都代理了所有携带 app=mysql 标签的 Pod，也就是所有的 MySQL Pod。端口映射都是用 Service 的3306端口对应 Pod 的 3306 端口
• 一个名叫 “mysql” Service 是 Headless Service （即：clusterIP=None）。它的作用是通过为 Pod 分配 DNS 记录来固定 Pod 集群，比如 “mysql-0.mysql” 和 “mysql-1.mysql” 这样的 DNS 名字。其中， “mysql-0.mysql” 的节点就是我们的主节点；
• 名叫 “mysql-read” 的 Service 是一个常规的 Service规定，所有用户的读请求必须访问名叫 “mysql-read” 的Service被分配的DNS记录上，这样，读请求就可以转发到任意一个 MySQL 的主节点或者从节点上；所有用户的写请求，则必须访问到 MySQL 的主节点，即 “mysql-0.mysql” 这条 DNS 记录

root@k8s-master1:~# kubectl get svc -n mysql-cluster 
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
mysql        ClusterIP   None            <none>        3306/TCP   5h17m
mysql-read   ClusterIP   10.100.62.232   <none>        3306/TCP   5h17m

24.5 准备存储PV NFS

• PV

#在NFS服务器上创建目录
root@k8s-deploy-ha:~# mkdir -p /data/k8sdata/{mysql-datadir-1,mysql-datadir-2}
root@k8s-master1:~/k8s-data/yaml/magedu/mysql/pv# cat mysql-persistentvolume.yaml
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: mysql-datadir-1
  namespace: mysql-cluster
spec:
  capacity:
    storage: 50Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  nfs:
    path: /data/k8sdata/mysql-datadir-1 
    server: 10.0.0.109
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: mysql-datadir-2
  namespace: mysql-cluster
spec:
  capacity:
    storage: 50Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  nfs:
    path: /data/k8sdata/mysql-datadir-2
    server: 10.0.0.109

24.6 使用 StatefulSet 搭建 MySQL 集群

• 准备镜像

#使用xtrabackup进行数据同步
root@k8s-master1:~/k8s-data/yaml/magedu/mysql# nerdctl pull  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/hxpdocker/xtrabackup:1.0
root@k8s-master1:~# nerdctl tag  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/hxpdocker/xtrabackup:1.0 harbor.nbrhce.com/demo/xtrabackup:1.0
root@k8s-master1:~# nerdctl push harbor.nbrhce.com/demo/ipunktbs/xtrabackup:1.0.0
#使用mysql5.7
root@k8s-master1:~# nerdctl pull mysql:5.7
root@k8s-master1:~# nerdctl tag mysql:5.7 harbor.nbrhce.com/demo/mysql:5.7
root@k8s-master1:~# nerdctl push harbor.nbrhce.com/demo/mysql:5.7

• YAML

root@k8s-master1:~# cat mysql-statefulset.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
  namespace: mysql-cluster
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  serviceName: mysql
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      initContainers:
      - name: init-mysql #初始化容器基于当前pod name匹配角色是master还是slave，并动态生成相对应的配置文件
        image: harbor.nbrhce.com/demo/mysql:5.7.36
        command:
        - bash
        - "-c"
        - |
          set -ex
          # 从Pod的序号也就是标识符生成server-id匹配hostname的最后一位0为master
          [[ `hostname` =~ -([0-9]+)$ ]] || exit 1
          ordinal=${BASH_REMATCH[1]}
          echo [mysqld] > /mnt/conf.d/server-id.cnf
          # 由于server-id不能为0或者一致因此给ID加100来避开
          echo server-id=$((100 + $ordinal)) >> /mnt/conf.d/server-id.cnf
          # 如果Pod的序号为0，说明它是Master节点，从ConfigMap里把Master的配置文件拷贝到 /mnt/conf.d 目录下，否则就拷贝 ConfigMap 里的Slave的配置文件
          if [[ $ordinal -eq 0 ]]; then
            cp /mnt/config-map/master.cnf /mnt/conf.d/
          else
            cp /mnt/config-map/slave.cnf /mnt/conf.d/
          fi
        volumeMounts:
        - name: conf
          mountPath: /mnt/conf.d
        - name: config-map
          mountPath: /mnt/config-map
      - name: clone-mysql
        image: harbor.nbrhce.com/demo/xtrabackup:1.0
        command:
        - bash
        - "-c"
        - |
          set -ex
          # 拷贝操作只需要在第一次启动时进行，所以数据已经存在则跳过
          [[ -d /var/lib/mysql/mysql ]] && exit 0
          #  Master 节点（序号为 0）不需要这个操作
          [[ `hostname` =~ -([0-9]+)$ ]] || exit 1
          ordinal=${BASH_REMATCH[1]}
          [[ $ordinal -eq 0 ]] && exit 0
          # 使用 ncat 指令，远程地从前一个节点拷贝数据到本地
          ncat --recv-only mysql-$(($ordinal-1)).mysql 3307 | xbstream -x -C /var/lib/mysql
          # 执行 --prepare，这样拷贝来的数据就可以用作恢复了
          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: harbor.nbrhce.com/demo/mysql:5.7.36
        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:
            # Check we can execute queries over TCP (skip-networking is off).
            command: ["mysql", "-h", "127.0.0.1", "-e", "SELECT 1"]
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 2
          timeoutSeconds: 1
      - name: xtrabackup
        image: harbor.nbrhce.com/demo/xtrabackup:1.0
        ports:
        - name: xtrabackup
          containerPort: 3307
        command:
        - bash
        - "-c"
        - |
          set -ex
          cd /var/lib/mysql
         # 从备份信息文件里读取 MASTER_LOG_FILE 和 MASTER_LOG_POS 这 2 个字段的值，用来拼装集群初始化 SQL
          if [[ -f xtrabackup_slave_info ]]; then
            # 如果 xtrabackup_slave_info 文件存在，说明这个备份数据来自于另一个 Slave 节点
            # 这种情况下，XtraBackup 工具在备份的时候，就已经在这个文件里自动生成了 "CHANGE MASTER TO" SQL 语句
            # 所以，只需要把这个文件重命名为 change_master_to.sql.in，后面直接使用即可
            mv xtrabackup_slave_info change_master_to.sql.in
            # 所以，也就用不着 xtrabackup_binlog_info 了
            rm -f xtrabackup_binlog_info
          elif [[ -f xtrabackup_binlog_info ]]; then
            # 如果只是存在 xtrabackup_binlog_info 文件，说明备份来自于 Master 节点，就需要解析这个备份信息文件，读取所需的两个字段的值
            [[ `cat xtrabackup_binlog_info` =~ ^(.*?)[[:space:]]+(.*?)$ ]] || exit 1
            rm xtrabackup_binlog_info
            # 把两个字段的值拼装成 SQL，写入 change_master_to.sql.in 文件
            echo "CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='${BASH_REMATCH[1]}',\
                  MASTER_LOG_POS=${BASH_REMATCH[2]}" > change_master_to.sql.in
          fi
          # 如果存在 change_master_to.sql.in，就意味着需要做集群初始化工作
          if [[ -f change_master_to.sql.in ]]; then
          # 如果存在 change_master_to.sql.in，就意味着需要做集群初始化工作
            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"
            # 将文件 change_master_to.sql.in 改个名字
            # 防止这个 Container 重启的时候，因为又找到了 change_master_to.sql.in，从而重复执行一遍初始化流程
            mv change_master_to.sql.in change_master_to.sql.orig
            # 使用 change_master_to.sql.orig 的内容，也就是前面拼装的 SQL，组成一个完整的初始化和启动 Slave 的 SQL 语句
            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
          # 使用 ncat 监听 3307 端口。
          # 它的作用是，在收到传输请求的时候，直接执行 xtrabackup --backup 命令，备份 MySQL 的数据并发送给请求者
          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
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data
#原先是没有加这个namespace的
      namespace: mysql-cluster
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteMany"]
      resources:
        requests:
          storage: 10Gi