具有负载均衡功能MySQL服务器集群部署实现(4)

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06月 25, 2009

3.3 系统实现

完成上述准备后可以开始实现MySQL数据库的一对多复制，对应用系统的数据库访问代码进行优化，使更新操作UPDATE、INSERT等 SQL语句定向到Master服务器，查询检索SELECT语句定向到Slave服务器，从而实现负载均衡;当主服务器Master出现故障停止服务时，通过服务器角色转换实现冗余容错;上述所有服务器通过高速核心交换机连接在一起，协同工作，提供集群(Cluster)性能。下面，本文就此举一简例，具体说明实现(Implementation)步骤。

3.3.1 准备主服务器

(1). 在主服务器上创建示例数据库repl_db

从本地或远程终端登录到Master服务器，执行CREATE DATABASE repl_db;语句，创建示例数据库repl_db。建立表repl_table：

mysql>CREATE TABLE repl_table (f1 INT, f2 VARCHAR(20)) ;

向表中添加数据：

mysql>INSERT INTO repl_table (f1, f2) VALUES(1, ‘first’);

(2). 授予Slave复制(Replication)权限

授予从属服务器Slave进行复制的权限。假设从属服务器连接到主服务器复制的用户名为“repl”，密码为“g00r002b”：

mysql>GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO repl@’%’ IDENTIFIED BY ‘g00r002b’;

刷新系统权限表，锁定写入语句操作：

mysql>FLUSH TABLES WITH READ LOCK;

这时所有写入操作都被锁定，包括支持事务(Transaction)特性的InnoDB类型表的提交(COMMIT)操作也被锁定，为数据库初始复制(copy)做好准备。

(3). 简单备份repl_db

在此，通过tar命令把数据库初始数据备份到/tmp目录。

# tar –cvf /tmp/mysql-data.tar /app/mysql5/data/repl_db

(4). 记录主服务器状态

执行SHOW MASTER STATUS 语句：

mysql> SHOW MASTER STATUS;

————————————-+——————+———————–+—————————+

+————————————+——————+———————–+————————–+

| mysql-master-bin.000001 | 1027 | | |

+————————————+——————+———————-+—————————+

记下File和Position两个参数的值，从属服务器Slave为了复制(replication)连接到主服务器Master时要用到这两个参数，如果参数与此不符将导致复制(replication)失败!

(5). 释放主服务器表级写入锁定

mysql>UNLOCK TABLES;

至此，主服务器解除写入锁定，一对多复制准备工作已全部完成，准备接受Slave的复制(replication)连接。

3.3.2 准备从属服务器

(1). 停止从属服务器的MySQL数据库服务

# /app/mysql5/bin/mysqladmin –uroot –p shutdown

Enter password:

输入MySQL系统root用户密码，MySQL服务停止。

(2). 简单copy数据库初始数据

在从属服务器上执行ftp操作，访问主服务器，下载/tmp/mysql-data.tar文件，在/app/mysql5/data目录下执行如下操作，把初始数据copy到Slave服务器：

[root@FreebsdSlave1 /app/mysql5/data]# tar –xvf /tmp/msyql-data.tar

其它两台Slave服务器执行同样操作，实现数据库初始数据的简单copy。

(3). 重启从属服务器上的MySQL数据库服务

# /app/mysql5/bin/mysqld_safe –-user=mysql –-log-bin &

从属服务器已启动，同时启动二进制更新日志功能，为角色转换做好准备。

(4). 登录到从属服务器Slave的MySQL客户端

# /app/mysql/bin/msyql –uroot -p

(5). 启动从属服务器上的复制(replication)线程

mysql> CHANGE MASTER TO

-> MASTER_HOST=’192.168.1.100′,

-> MASTER_USER=’repl’,

-> MASTER_PASSWORD=’g00r002b’,

-> MASTER_LOG_FILE=’ mysql-master-bin.000001′,

-> MASTER_LOG_POS=1027;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> START SLAVE;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

在所有从属服务器上执行相同的操作，自此从属服务器已连接到主服务器，开始真正意义上的replication工作。测试从属服务器的复制工作是否正常：

mysql>show slave status\G

************************** 1. row ***************************

Slave_IO_State: Waiting for master to send event

Master_Host: 192.168.1.100

Master_User: repl

Master_Port: 3306

Connect_Retry: 60

Master_Log_File: mysql-master-bin.000001

Read_Master_Log_Pos: 1027

Relay_Log_File: FreebsdSlave1-relay-bin.000005

Relay_Log_Pos: 251

Relay_Master_Log_File: mysql-master-bin.000001

Slave_IO_Running: Yes

Slave_SQL_Running: Yes

看到上述信息说明从属服务器已启动了与replication相关的线程I/O和SQL，一对多的replication已经开始工作。

(6). 功能测试

在主服务器上写入新的数据：

mysql>INSERT INTO repl_table (f1, f2) VALUES(2, ‘second’);

mysql>SELECT * FROM repl_table;

+——–+———+

| f1 | f2 |

+——–+———-+

| 1 | first |

| 2 | second |

+—–=–+———-+

2 rows in set (0.01 sec)

在Slave上执行相同的查询操作：

mysql>SELECT * FROM repl_table;

+——–+———+

| f1 | f2 |

+——–+———-+

| 1 | first |

| 2 | second |

+——–+———-+

2 rows in set (0.01 sec)

得到相同的查询结果，说明复制(replication)机制已成功开始工作!

3.3.3 配置网络DNS服务器

在BIND DNS服务器中，为上述三台从属服务器Slave配置同一个名字，客户端的查询检索操作将由DNS服务器定向到其中的一台Slave。因此，对于同一名字，不同的客户端会定向到不同的地址，访问不同的MySQL服务器，从而达到负载均衡的目的。假设用户为三台Slave分配的DNS名字为 mysqlslave.yourdomain，DNS服务器区域文件/var/named/yourdomain.zone中应包含如下数据项[6]：

sqlmaster.yourdomain. IN A 192.168.1.100

sqlslave1.yourdomain. IN A 192.168.1.101

sqlslave2.yourdomain. IN A 192.168.1.102

sqlslave3.yourdomain. IN A 192.168.1.103

sqlslave IN CNAME sqlslave1

sqlslave IN CNAME sqlslave2

sqlslave IN CNAME sqlslave3

当客户端进行查询操作时，提交给主机sqlslave.yourdomain的请求将由DNS服务器随机定向到三台Slave中的一台，由其执行查询作业，返回结果。从而在三台Slave之间实现查询级别的负载均衡。

3.3.4 应用系统程序代码优化

实际应用中，对数据库的写入操作相对查询操作少得多，因此，优化应用程序的数据库连接代码，把写入操作定向到Master服务器，查询操作定向到Slave服务器，提供主服务器和从属服务器之间更新、查询的负载均衡功能。本文以PHP数据库连接代码为例，简要介绍代码优化方法[7]。

(1). 准备不同的数据库连接配置文件

准备两个数据库连接文件mysql_connect_master.php和mysql_connect_slave.php，其文件内容如下：

mysql_connect_master.php文件的内容：

// Connect to the Database Server

$linkID = @mysql_connect(”sqlmaster.yourdomain”, “user”, “password”) or die(”Sorry, could not connect to the database!”);

// Select the Database

@mysql_select_db(”repl_db”) or die(”Sorry, Could not select database!”);

mysql_connect_slave.php文件的内容：

// Connect to the Database Server

$linkID = @mysql_connect(”sqlslave.yourdomain”, “user”, “password”) or die(”Sorry, could not connect to the database!”);

// Select the Database

@mysql_select_db(”repl_db”) or die(”Sorry, Could not select database!”);

(2). 优化程序SQL语句代码

对应用程序中访问数据库的代码段做出如下优化：

…

// $sql is the query string to be committed to MySQL server.

if ( stripos( $sql, ” SELECT” ) )

{

include_once(”./mysql_connect_slave.php”);

…

mysql_close();

}

else

{

include_once(”./mysql_connect_master.php”);

…

mysql_close();

}

…

说明：每当向MySQL服务器提交数据库操作时，加入一个if-else判断语句对变量$sql进行判断定向，如果是SELECT查询操作，将其定向到从属服务器Slave中的一个;如果是其它更新语句，则将其定向到主服务器Master。此处代码段是应用系统实现负载均衡的关键，用户务必根据自己实际情况，写出准确无误的代码。每次对数据库操作完毕都要及时释放数据库连接，以免更新、查询操作分别定向失败，影响系统负载均衡功能。这样做虽然在一定程度上增加Web服务器或应用服务器的开销，但与MySQL服务器集群负载均衡功能带来的大幅性能提升及冗余容错特性相比，这个开销绝对是物超所值!

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