架构篇——MySQL高可用集群(PXC)详解

在介绍PXC之前，先来看一个相关的技术：MyCat

MyCat简介

MyCat是阿里开源的分布式数据库分库分表中间件

MyCat是一个开源的分布式数据库系统，是一个实现了MySQL协议的服务器，前端用户可以把它看作是一个数据库代理，用MySQL客户端工具和命令行访问，而其后端可以用MySQL原生协议与多个MySQL服务器通信，也可以用JDBC协议与大多数主流数据库服务器通信

MyCat功能:

数据库读写分离(写操作在主,读操作在从数据库)
读的负载均衡(一主多从)
垂直拆分(将表分开为多个数据库)
水平拆分(对表取模拆分)

MyCAT是mysql中间件，前身是阿里大名鼎鼎的Cobar，Cobar在开源了一段时间后，不了了之。于是MyCAT扛起了这面大旗，在大数据时代，其重要性愈发彰显。这篇文章主要是MyCAT的入门部署。

更多相关可以参考这里：https://www.jianshu.com/p/c6e29d724fca

下面是MyCat结合PXC的架构图

PXC简介

PXC是percona公司的percona xtraDB cluster，简称PXC。它是基于Galera协议的高可用集群方案。可以实现多个节点间的数据同步复制以及读写，并且可保障数据库的服务高可用及数据强一致性。

PXC就属于一套近乎完美的MySQL高可用集群架构方案；

主要特点是：读写强一致性(牺牲性能)

PXC特性

1）同步复制，事务要么在所有节点提交或不提交。
2）多主复制，可以在任意节点进行写操作。
3）在从服务器上并行应用事件，真正意义上的并行复制。
4）节点自动配置，数据一致性，不再是异步复制。

PXC最大的优势：强一致性、无同步延迟

优点总结：
- 服务高可用
- 可以达到时时同步(并发复制)，无延迟现象发生
- 完全兼容MySQL
- 对于集群中新节点的加入(自动部署)，维护起来很简单
- 数据的强一致性
- 多个可同时读写节点，可实现写扩展，不过最好事先进行分库分表，让各个节点分别写不同的表或者库，避免让galera解决数据冲突；
不足之处总结：
- 只支持Innodb存储引擎
- 存在多节点update更新问题，也就是写放大问题
- 在线DDL语句，锁表问题
- sst针对新节点加入的传输代价过高的问题
- 所有表都要有主键；
- 不支持LOCK TABLE等显式锁操作；
- 锁冲突、死锁问题相对更多；
- 不支持XA；

事实上，采用PXC的主要目的是解决数据的一致性问题，高可用是顺带实现的。因为PXC存在写扩大以及短板效应，并发效率会有较大损失，类似semi sync replication机制。

网络说明
基于Galere协议的高可用方案：pxc
+ Galera是Codership提供的多主数据同步复制机制，可以实现多个节点间的数据同步复制以及读写，并且+ 可保障数据库的服务高可用及数据一致性。
+ 基于Galera的高可用方案主要有MariaDB Galera Cluster和Percona XtraDB Cluster（简称PXC），目前PXC用的会比较多一些。
+ mariadb的集群原理跟PXC一样,maridb-cluster其实就是PXC，两者原理是一样的。

PXC原理

Percona XtraDB Cluster（简称PXC集群）提供了MySQL高可用的一种实现方法。

1）集群是有节点组成的，推荐配置至少3个节点，但是也可以运行在2个节点上。
2）每个节点都是普通的mysql/percona服务器，可以将现有的数据库服务器组成集群，反之，也可以将集群拆分成单独的服务器。
3）每个节点都包含完整的数据副本。

PXC集群主要由两部分组成：Percona Server with XtraDB和Write Set Replication patches（使用了Galera library，一个通用的用于事务型应用的同步、多主复制插件）。

PXC会使用大概是4个端口号

3306 数据库对外服务的端口号
4444 请求SST SST: 指数据一个镜象传输 xtrabackup , rsync ,mysqldump
4567 : 组成员之间进行沟通的一个端口号
4568 : 传输IST用的。相对于SST来说的一个增量。

注：安装PXC过程中， iptables 禁掉，selinux 也禁掉

PXC的操作流程：

首先客户端先发起一个事务，该事务先在本地执行，执行完成之后就要发起对事务的提交操作了。
在提交之前需要将产生的复制写集广播出去，然后获取到一个全局的事务ID号，一并传送到另一个节点上面。
通过合并数据之后，发现没有冲突数据，执行apply_cd和commit_cb动作，否则就需要取消此次事务的操作。
当前server节点通过验证之后，执行提交操作，并返回OK，如果验证没通过，则执行回滚。
在生产中至少要有3个节点的集群环境，如果其中一个节点没有验证通过，出现了数据冲突，那么此时采取的方式就是讲出现不一致的节点踢出集群环境，而且它自己会执行shutdown命令，自动关机。

实战

部署环境： CentOS7.X

1、执行命令 vi /etc/selinux/config

SELINUX=disabled   #修改该项为disabled

2、执行命令 setenforce 0

3、查看防火墙是否开启 systemctl status firewalld

如果防火墙是开启状态，则开放端口 3306 、4444、4567、4568

firewall-cmd --add-port=3306/tcp --permanent     #开放了3306端口

开放完4个端口后，重新加载防火墙规则

firewall-cmd --reload

4、安装Persona仓库

yum install http://www.percona.com/downloads/percona-release/redhat/0.1-4/percona-release-0.1-4.noarch.rpm

5、安装PXC（保证服务器没有装MySQL）卸载MySQL 参考链接：https://blog.csdn.net/tjcyjd/article/details/52189182

yum install Percona-XtraDB-Cluster-57

6、开启PXC服务

service mysql start

7、查看安装数据库的临时密码并记住

grep 'temporary password' /var/log/mysqld.log

8、登录MySQL数据库

mysql -u root -p

输入临时密码, 登录成功后修改密码

ALTER USER 'root'@'localhost' IDENTIFIED BY '你的密码';

9、停止MySQL服务

service mysql stop   （某些版本使用mysqld）

10、配置节点

vi  /etc/percona-xtradb-cluster.conf.d/wsrep.cnf

修改配置文件

# Cluster connection URL contains IPs of nodes
#If no IP is found, this implies that a new cluster needs to be created,
#in order to do that you need to bootstrap this node

#集群中节点的IP地址（本机填最后）
wsrep_cluster_address=gcomm://ip地址,IP地址,IP地址（用,号隔开）

# In order for Galera to work correctly binlog format should be ROW
binlog_format=ROW

# MyISAM storage engine has only experimental support
default_storage_engine=InnoDB

# Slave thread to use
wsrep_slave_threads= 8
wsrep_log_conflicts

# This changes how InnoDB autoincrement locks are managed and is a requirement for Galera
innodb_autoinc_lock_mode=2

# Node IP address
#当前节点IP
wsrep_node_address=IP地址
# Cluster name
#集群名称
wsrep_cluster_name=pxc-cluster

#If wsrep_node_name is not specified,  then system hostname will be used
#当前节点名称
wsrep_node_name=pxc-cluster-node-1

#pxc_strict_mode allowed values: DISABLED,PERMISSIVE,ENFORCING,MASTER
#不使用实验功能
pxc_strict_mode=ENFORCING

# SST method
#状态快照传输（sst）方法，官方建议
wsrep_sst_method=xtrabackup-v2


#Authentication for SST method
#用户凭证（mysql的用户名和密码）

wsrep_sst_auth="用户名:密码"

剩下的节点修改当前节点名、当前节点IP、集群中的节点IP，其他相同

注：1—10步骤每个节点都要配置一次

11、初始化集群节点

其中一个节点使用 systemctl start mysql@bootstrap.service 启动

登录mysql

mysql -u root -p

开启 wsrep_causal_reads

set wsrep_causal_reads =1;

12、创建配置文件中对应的用户

所有节点的IP都要创建

创建用户：

CREATE USER '用户名'@'localhost' IDENTIFIED BY '密码';

刷新权限：

GRANT all privileges ON *.* TO '用户名'@'localhost' ;
FLUSH PRIVILEGES;