在CentOS8下搭建PXC集群

时间  2020-02-02
标签 centos8 centos 搭建 pxc 集群 栏目 CentOS 繁體版
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PXC简介

PXC是Percona XtraDB Cluster的缩写，是 Percona 公司出品的免费MySQL集群产品。PXC的做用是经过mysql自带的Galera集群技术，将不一样的mysql实例链接起来，实现多主集群。在PXC集群中每一个mysql节点都是可读可写的，也就是主从概念中的主节点，不存在只读的节点。html

PXC其实是基于Galera的面向OLTP的多主同步复制插件，PXC主要用于解决MySQL集群中数据同步强一性问题。PXC能够集群任何mysql的衍生版本，例如MariaDB和Percona Server。因为Percona Server的性能最接近于mysql企业版，性能相对于标准版的mysql有显著的提高，而且对mysql基本兼容。因此在搭建PXC集群时，一般建议基于Percona Server进行搭建。node

关于数据库集群方案的选择能够参考：mysql

PXC的特色

  • 同步复制，事务在全部集群节点要么所有提交完成，要么所有失败
  • 多主复制，不存在主从角色的划分，能够在任意一个节点进行读/写操做
  • 数据同步的强一致性，全部节点的数据是实时一致的
  • PXC集群节点越多，数据同步的速度就越慢，因此PXC集群的规模不能太大
  • PXC集群数据同步的速度取决于配置最低的节点，因此PXC集群中全部节点的硬件配置尽可能保持一致
  • PXC集群只支持InnoDB引擎，因此只有InnoDB引擎的数据才会被同步

安装PXC并组建集群

环境准备

环境版本说明：sql

  • VMware Workstation Pro 15.5
  • Percona XtraDB Cluster 5.7
  • CentOS 8

MySQL有几个常见的衍生版，Percona Server就是其一。这里选择Percona Server是由于它是最接近于企业版的MySQL。各衍生版的对比图以下：
在CentOS8下搭建PXC集群数据库

本文的PXC集群设计如图：
在CentOS8下搭建PXC集群bootstrap

  • Tips：实际上最小的PXC集群是两个节点的，但课程中设计为三个节点。这是由于PXC集群为了防止脑裂，在一半以上的节点因意外宕机没法访问时，PXC集群就会自动中止运行。因此若是设计为两个节点，其中一个节点挂掉了就知足半数以上节点没法访问，那么集群就会中止运行，而另外一个节点也就没法使用了。这样的容灾性太差，因此这里设计为至少三个节点，以提升PXC集群的可用性。

根据该图，咱们须要建立三个虚拟机来搭建一个三节点的PXC集群：
在CentOS8下搭建PXC集群vim

节点说明：安全

Node Host IP
Node1 PXC-Node1 192.168.190.132
Node2 PXC-Node2 192.168.190.133
Node3 PXC-Node3 192.168.190.134

每一个虚拟机的配置以下图：
在CentOS8下搭建PXC集群bash

关于 PXC 集群是以牺牲性能来保证数据的强一致性问题。PXC 集群中的节点越多就意味着数据同步的时间就越长，那么应该用几台数据库服务器来作集群最合适，相对来讲算是能达到一个性能上最优的结果呢 ？服务器

一般来讲不超过15台节点组成一个PXC集群，性能上很好，多了就不行。而后这个PXC集群做为一个分片，MyCat上多设置几个分片，就能应对数据切分和并发访问了

系统准备

有些 CentOS 版本默认捆绑了mariadb-libs，在安装PXC以前须要先将其卸载：

[root@PXC-Node1 ~]# yum -y remove mari*

PXC集群要使用四个端口：

端口 描述
3306 MySQL服务端口
4444 请求全量同步（SST）端口
4567 数据库节点之间的通讯端口
4568 请求增量同步（IST）端口

因此若是系统启用了防火墙则须要开放这些端口：

[root@PXC-Node1 ~]# firewall-cmd --zone=public --add-port=3306/tcp --permanent
[root@PXC-Node1 ~]# firewall-cmd --zone=public --add-port=4444/tcp --permanent
[root@PXC-Node1 ~]# firewall-cmd --zone=public --add-port=4567/tcp --permanent
[root@PXC-Node1 ~]# firewall-cmd --zone=public --add-port=4568/tcp --permanent
[root@PXC-Node1 ~]# firewall-cmd --reload

安装PXC

先上官方文档：

PXC有两种较为简单的安装方式，一是到官网下载rpm包到系统本地进行安装，二是使用官方提供的yum仓库进行在线安装。本文演示的是本地安装这种方式，首先打开以下网址：

选择相应的版本后，复制下载连接：
在CentOS8下搭建PXC集群

而后到CentOS上使用wget命令进行下载，以下示例：

[root@PXC-Node1 ~]# cd /usr/local/src
[root@PXC-Node1 /usr/local/src]# wget https://www.percona.com/downloads/Percona-XtraDB-Cluster-LATEST/Percona-XtraDB-Cluster-5.7.28-31.41/binary/redhat/8/x86_64/Percona-XtraDB-Cluster-5.7.28-31.41-r514-el8-x86_64-bundle.tar

建立存放rpm文件的目录，并将下载好的PXC安装包解压缩到新建的目录中：

[root@PXC-Node1 /usr/local/src]# mkdir pxc-rpms
[root@PXC-Node1 /usr/local/src]# tar -xvf Percona-XtraDB-Cluster-5.7.28-31.41-r514-el8-x86_64-bundle.tar -C pxc-rpms
[root@PXC-Node1 /usr/local/src]# ls pxc-rpms
Percona-XtraDB-Cluster-57-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-57-debuginfo-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-57-debugsource-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-client-57-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-client-57-debuginfo-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-devel-57-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-full-57-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-garbd-57-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-garbd-57-debuginfo-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-server-57-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-server-57-debuginfo-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-shared-57-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-shared-57-debuginfo-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-test-57-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm
Percona-XtraDB-Cluster-test-57-debuginfo-5.7.28-31.41.1.el8.x86_64.rpm

另外，PXC的安装须要依赖于qpress和percona-xtrabackup-24，能够在percona提供的仓库中获取到相应的rpm包下载连接。而后进入pxc-rpms目录下载这两个组件的rpm包，以下：

[root@PXC-Node1 /usr/local/src]# cd pxc-rpms
[root@PXC-Node1 /usr/local/src/pxc-rpms]# wget https://repo.percona.com/release/8/RPMS/x86_64/qpress-11-1.el8.x86_64.rpm
[root@PXC-Node1 /usr/local/src/pxc-rpms]# wget https://repo.percona.com/release/8/RPMS/x86_64/percona-xtrabackup-24-2.4.18-1.el8.x86_64.rpm

完成以上步骤后，如今就能够经过yum命令以本地形式安装PXC了：

[root@PXC-Node1 /usr/local/src/pxc-rpms]# yum localinstall -y *.rpm

成功安装后，系统中就会有mysql的相关命令。以下，能正常查看到版本信息表明已安装成功：

[root@PXC-Node1 /usr/local/src/pxc-rpms]# mysql --version
mysql  Ver 14.14 Distrib 5.7.28-31, for Linux (x86_64) using  7.0
[root@PXC-Node1 /usr/local/src/pxc-rpms]#

配置PXC集群

安装后须要进行一些配置才能启动集群，PXC的配置文件默认位于/etc/percona-xtradb-cluster.conf.d/目录下，/etc/my.cnf文件只是对其引用：

[root@PXC-Node1 ~]# cd /etc/percona-xtradb-cluster.conf.d/
[root@PXC-Node1 /etc/percona-xtradb-cluster.conf.d]# ll
总用量 12
-rw-r--r-- 1 root root  381 12月 13 17:19 mysqld.cnf  # mysql相关配置
-rw-r--r-- 1 root root  440 12月 13 17:19 mysqld_safe.cnf  # mysqld_safe相关配置
-rw-r--r-- 1 root root 1066 12月 13 17:19 wsrep.cnf  # PXC集群的相关配置

在mysqld.cnf文件中添加一些字符集等基本配置：

[root@PXC-Node1 /etc/percona-xtradb-cluster.conf.d]# vim mysqld.cnf
[mysqld]
...

# 设置字符集
character_set_server=utf8
# 设置监听的ip
bind-address=0.0.0.0
# 跳过DNS解析
skip-name-resolve

而后是配置PXC集群，修改wsrep.cnf文件中的以下配置项：

[root@PXC-Node1 /etc/percona-xtradb-cluster.conf.d]# vim wsrep.cnf
[mysqld]
# PXC集群中MySQL实例的惟一ID，不能重复，且必须是数字
server-id=1
# Galera库文件的路径
wsrep_provider=/usr/lib64/galera3/libgalera_smm.so
# PXC集群的名称
wsrep_cluster_name=pxc-cluster
# 集群中全部节点的ip
wsrep_cluster_address=gcomm://192.168.190.132,192.168.190.133,192.168.190.134
# 当前节点的名称
wsrep_node_name=pxc-node-01
# 当前节点的IP
wsrep_node_address=192.168.190.132
# 同步方法(mysqldump、 rsync、 xtrabackup)
wsrep_sst_method=xtrabackup-v2
# 同步时使用的账户密码
wsrep_sst_auth=admin:Abc_123456
# 采用严格的同步模式
pxc_strict_mode=ENFORCING
# 基于ROW复制(安全可靠)
binlog_format=ROW
# 默认引擎
default_storage_engine=InnoDB
# 主键自增加不锁表
innodb_autoinc_lock_mode=2

启动PXC集群

到此为止，咱们在PXC-Node1这台虚拟机上完成了PXC的安装及配置。而后到其余两个节点上完成一样的步骤便可，这里就再也不重复了。

当全部的节点都准备完成后，使用以下命令启动PXC集群。注意这条的命令是用于启动首节点的，初次启动集群时首节点能够是这三个节点中的任意一个，这里我采用PXC-Node1做为首节点。故在该虚拟机下执行这条命令：

[root@PXC-Node1 ~]# systemctl start mysql@bootstrap.service

而其余节点只须要正常启动MySQL服务便可，启动以后会根据wsrep.cnf文件中的配置自动加入集群中：

[root@PXC-Node2 ~]# systemctl start mysqld

禁用Percona Server的开机自启动：

[root@localhost ~]# systemctl disable mysqld
Removed /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/mysqld.service.
Removed /etc/systemd/system/mysql.service.
[root@localhost ~]#
  • Tips：之因此要禁用开机自启，是由于在PXC集群中，当一个节点宕机重启后，它会随机与一个PXC节点进行数据同步。若是该节点宕机时间过长，那么须要同步的数据量就会比较大。当发生大量数据同步时，PXC集群会限制其余的写入操做，直到数据所有同步成功。因此长时间宕机以后，正确的作法是不要立刻启动节点，而是先从其余节点拷贝数据文件到该节点中，而后再进行启动。这样须要同步的数据就会少不少，不会引发长时间的限速。

建立数据库帐户

接着修改root帐户的默认密码。咱们能够在mysql的日志文件中找到初始的默认密码。下图红框标注的就是默认密码：
在CentOS8下搭建PXC集群

  • Tips：默认密码只有在首次启动MySQL服务后才会生成

复制默认密码，而后使用mysql_secure_installation命令修改root帐户的密码：

[root@localhost ~]# mysql_secure_installation

为了安全起见，root帐户通常是不容许远程登陆的，因此咱们须要单首创建一个用于远程访问的数据库帐户。这个帐户也是用于PXC集群同步数据的帐户，与wsrep.cnf文件中的wsrep_sst_auth配置项所对应：

[root@localhost ~]# mysql -uroot -p
mysql> create user 'admin'@'%' identified by 'Abc_123456';
mysql> grant all privileges on *.* to 'admin'@'%';
mysql> flush privileges;

建立完帐户后，使用客户端工具进行远程链接测试看看是否能正常链接成功：
在CentOS8下搭建PXC集群

到此为止，咱们就算是完成PXC集群的搭建了。如今应该是已经能够看到PXC集群的同步效果的，由于上面修改root密码以及新建帐户的操做都会被同步到其余两个节点上。也就是说，此时其余两个节点的root帐户密码已是修改后的密码，而且也会有一个admin帐户。关于这一点能够自行验证一下。

除此以外，咱们也可使用以下语句来确认集群的状态信息：

show status like 'wsrep_cluster%';

执行结果：
在CentOS8下搭建PXC集群

变量说明：

  • wsrep_cluster_weight：该节点在集群中的权重值
  • wsrep_cluster_conf_id：集群节点关系改变的次数（每次增长/删除都会+1）
  • wsrep_cluster_size：集群中的节点个数
  • wsrep_cluster_state_uuid：集群当前状态的UUID，这是集群当前状态及其所经历的更改序列的惟一标识符。也用于比较两个或多个节点是否处于同一集群，若两个节点的该变量值一致就表明处于一个集群，若是该值不一致则表示不处于同一集群
  • wsrep_cluster_status：集群的目前状态

验证集群的数据同步

一、验证建立数据库是否能同步

在节点1中建立一个test库：
在CentOS8下搭建PXC集群

建立完成后，点击其余节点也应能看到test这个库：
在CentOS8下搭建PXC集群

二、验证建立数据表是否能同步

在节点1中的test库里建立一张student表：
在CentOS8下搭建PXC集群

建立完成后，在其余节点也应能看到这张student表：
在CentOS8下搭建PXC集群

三、验证表数据是否能同步

往节点1中的student表里插入一条数据：
在CentOS8下搭建PXC集群

此时其余节点中也应能看到这条数据：
在CentOS8下搭建PXC集群

集群的状态参数说明

集群的状态参数能够经过SQL语句进行查询的，以下：

show status like '%wsrep%';

因为查询出来的状态参数变量很是的多，这里针对一些经常使用的进行说明。PXC集群参数能够分为如下几类：

  • 队列相关
    • wsrep_local_send_queue：发送队列的长度
    • wsrep_local_send_queue_max：发送队列的最大长度
    • wsrep_local_send_queue_min：发送队列的最小长度
    • wsrep_local_send_queue_avg：发送队列的平均长度
    • wsrep_local_recv_queue：接收队列的长度
    • wsrep_local_recv_queue_max：接收队列的最大长度
    • wsrep_local_recv_queue_min：接收队列的最小长度
    • wsrep_local_recv_queue_avg：接收队列的平均长度
  • 复制相关
    • wsrep_replicated：同步数据到其余节点的次数
    • wsrep_replicated_bytes：同步到其余节点的数据总量，单位字节
    • wsrep_received：接收到其余节点同步请求的次数
    • wsrep_received_bytes：接收到其余节点的同步数据总量，单位字节
    • wsrep_last_applied：同步应用次数
    • wsrep_last_committed：事务提交次数
  • 流控相关
    • wsrep_flow_control_paused_ns：流控暂停状态下花费的总时间（纳秒）
    • wsrep_flow_control_paused：流控暂停时间的占比（0 ~ 1）
    • wsrep_flow_control_sent：发送的流控暂停事件的数量，即当前节点触发流控的次数
    • wsrep_flow_control_recv：接收的流控暂停事件的数量
    • wsrep_flow_control_interval：流控的下限和上限。上限是队列中容许的最大请求数。若是队列达到上限，则拒绝新的请求，即触发流控。当处理现有请求时，队列会减小，一旦到达下限，将再次容许新的请求，即解除流控
    • wsrep_flow_control_status：流控的开关状态（开启：ON，关闭：OFF）
  • 事务相关
    • wsrep_cert_deps_distance：事务执行的并发数
    • wsrep_apply_oooe：接收队列中事务的占比
    • wsrep_apply_oool：接收队列中事务乱序执行的频率
    • wsrep_apply_window：接收队列中事务的平均数量
    • wsrep_commit_oooe：发送队列中事务的占比
    • wsrep_commit_oool：无任何意义（不存在本地乱序提交）
    • wsrep_commit_window：发送队列中事务的平均数量
  • 状态相关
    • wsrep_local_state_comment：节点的当前状态
    • wsrep_cluster_status：集群的当前状态
    • wsrep_connected：节点是否链接到集群
    • wsrep_ready集群是否正常工做
    • wsrep_cluster_size：集群中的节点个数
    • wsrep_desync_count：延时节点的数量
    • wsrep_incoming_addresses：集群中全部节点的IP地址

PXC节点状态图：
在CentOS8下搭建PXC集群

  • OPEN：节点启动成功
  • PRIMARY：节点成功加入集群
  • JOINER：与其余节点同步数据
  • JOINED：与其余节点同步数据成功
  • SYNCED：与集群同步完成，能够对外提供服务
  • DONER：接收其余节点的全量数据同步，处于不可用

PXC集群状态图：
在CentOS8下搭建PXC集群

  • PRIMARY：正常状态
  • NON_PRIMARY：集群发生脑裂
  • DISCONNECTED：集群处于没法链接状态

官方文档：

关于PXC节点的上线与下线

一、PXC节点的安全下线姿式

节点是怎么启动的，就使用对应的命令去关闭便可

  • 首节点示例：
    • 启动首节点用的命令是：systemctl start mysql@bootstrap.service
    • 那么对应的关闭命令就是：systemctl stop mysql@bootstrap.service
  • 其余节点示例：
    • 启动其余节点的命令是：systemctl start mysqld
    • 那么对应的关闭命令就是：systemctl stop mysqld

二、若是全部PXC节点都是安全下线的，那么在启动集群时，就须要先启动最后下线的节点

初次启动集群时能够将任意一个节点做为首节点启动。但若是是一个已经启动过的集群，那么当该集群下线再上线时，就须要将最后下线的节点做为首节点来启动。其实关于某个节点是否能做为首节点启动，能够经过查看 grastate.dat 文件得知：

[root@PXC-Node1 ~]# cat /var/lib/mysql/grastate.dat 
# GALERA saved state
version: 2.1
uuid:    2c915504-39ac-11ea-bba7-a294386c4285
seqno:   -1
safe_to_bootstrap: 0
[root@PXC-Node1 ~]#
  • 说明：safe_to_bootstrap的值为0时表示不能做为首节点启动，为1时表示能够做为首节点启动。PXC集群中最后一个下线的节点就会将safe_to_bootstrap的值改成1，下次启动集群时就须要将该节点做为首节点启动。这是由于最后一个下线的节点数据是最新的。将其做为首节点启动，而后让其余节点与该节点进行数据同步，这样才能保证集群中的数据是最新的。不然，可能会致使集群中的数据是某个时间点以前的旧数据。

三、若是PXC节点都是意外退出的，并且不是在同一时间退出的状况

在本文开头提到过，PXC集群中一半以上的节点因意外宕机而没法访问时，PXC集群就会中止运行。但若是这些PXC节点是以安全下线的方式退出，则不会引起集群自动中止运行的问题，只会缩小集群的规模。只有意外下线一半以上节点时集群才会自动中止，意外下线的状况包括：

  • 宕机、挂起、关机、重启、断电、断网等等，反正就是没有使用相应的中止命令安全下线节点都属于意外下线

只要PXC集群中的节点不是同时意外退出的，那么当集群还剩一个节点时，该节点就会自动将grastate.dat文件中的safe_to_bootstrap值改成1。因此在重启集群时，也是先启动最后一个退出的节点。

四、若是PXC节点都是同时意外退出的，则须要修改grastate.dat文件

当集群中全部节点都是在同一时间因意外状况而退出，那么此时全部节点的safe_to_bootstrap都为0，由于没有一个节点来得及去修改safe_to_bootstrap的值。当全部节点的safe_to_bootstrap均为0时，PXC集群是没法启动的。

在这种状况下咱们就只能手动选择一个节点，将safe_to_bootstrap修改成1，而后将该节点做为首节点进行启动：

[root@PXC-Node1 ~]# vim /var/lib/mysql/grastate.dat 
...
safe_to_bootstrap: 1
[root@PXC-Node1 ~]# systemctl start mysql@bootstrap.service

接着再依次启动其余节点便可：

[root@PXC-Node2 ~]# systemctl start mysqld

五、若是集群中还有可运行的节点，那么其余下线的节点只须要按普通节点上线便可

[root@PXC-Node2 ~]# systemctl start mysqld
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