MySQL InnoDB Cluster高可用实践

读写分离是一种常见的数据库优化技术，通过将读操作和写操作分别路由到不同的数据库实例，可以显著提升系统的数据吞吐性能，提高数据库服务性能，避免业务系统因单点故障导致不可用。可以通过多台弹性云服务器搭建高可用数据库集群，利用代理服务实现灵活调度和读写分离。

背景介绍

在搭建MySQL服务集群时使用多个可用区的弹性云服务器，可以降低单可用区内节点故障时业务中断的风险。本文用4台弹性云服务器搭建MySQL高可用数据库集群，其中1台作为代理节点，1台作为主节点（配置读写权限），2台作为备节点（配置只读权限）。

前提条件

购买4台弹性云服务器（以Huawei Cloud EulerOS 2.0操作系统为例），归属于同一个VPC下，其中代理节点、主节点、备节点分属三个子网。且4台云服务器都需要绑定弹性公网IP。
1台MySQL主节点和2台MySQL备节点需要安装MySQL服务，且版本一致，若未安装MySQL，可参考数据库部署概述。

操作步骤

设置集群节点。

远程连接MySQL主节点、MySQL备节点，参考Linux ECS登录方式概述。

为三台MySQL节点创建一个用于集群通信的MySQL用户，用户名和密码应一致。

密码建议设置高强度密码，即长度大于8个字符，且包含大小写字符、数字、特殊字符。

#执行后需要输入root用户密码
sudo mysql -uroot -p \
-e "CREATE USER '<username>'@'%' IDENTIFIED BY '<password>';" \
-e "GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO '<username>'@'%' WITH GRANT OPTION;" \
-e "FLUSH PRIVILEGES;"

在三台MySQL节点的MySQL配置文件/etc/my.cnf中添加如下内容，其中server_id的值需要注意每个节点配置一个不同的值。

#设置主机名为节点的IP地址
report_host=192.168.x.x
#开启GTID强一致性
enforce_gtid_consistency=ON
gtid_mode=ON
#设置节点服务ID，此值需要每个节点唯一正整数
server_id=1
#设置每个节点最大连接数，需要确保每个节点值统一
max_connections=1024
#禁用InnoDB以外的存储引擎
disabled_storage_engines="MyISAM,BLACKHOLE,FEDERATED,ARCHIVE,MEMORY"

重启三台MySQL节点的MySQL服务，使配置生效。
```
sudo systemctl restart mysqld
```

创建集群。
1. 远程连接代理节点，参考Linux ECS登录方式概述。
2. 为代理节点安装mysql-shell、mysql-router。
```
#添加MySQL官方源
sudo rpm -Uvh https://repo.mysql.com/mysql84-community-release-el8-1.noarch.rpm
#安装mysql-shell、mysql-router
sudo dnf install -y mysql-shell mysql-router mysql-community-client
```
3. 通过MySQL Shell连接到MySQL主节点，将username替换为MySQL的用户名，IP替换为主节点的IP地址，执行后输入密码，并询问是否需要保存密码，保存后无需再次输入密码。
```
mysqlsh --js <username>@<IP>:3306
```
4. 执行以下命令，对MySQL节点进行初始化配置，<username>和<IP>分别替换为节点的MySQL用户名和IP地址，每个MySQL节点都需要执行一遍。
```
dba.configureInstance('<username>@<IP>:3306')
```
5. 检查节点是否可加入cluster，<username>和<IP>分别替换为节点的MySQL用户名和IP地址。
```
dba.checkInstanceConfiguration('<username>@<IP>:3306')
```
  可加入时回显如下，status提示ok。
6. 创建集群，自定义集群名称替换cluster_name后执行。
```
var cluster = dba.createCluster('<cluster_name>')
```
7. 为集群添加从节点，username替换为MySQL的用户名，IP替换为不同的从节点IP地址，每个从节点都需要添加一遍，recovery method默认选择Clone。
```
cluster.addInstance('<username>@<IP>:3306')
```
  输出信息如下，表示添加成功。
8. 查看集群状态。
```
cluster.status()
```
  输出信息如下，表示集群创建完成。
9. 配置完成后可以输入\q退出mysqlsh程序。

设置代理节点。

远程连接代理节点，参考Linux ECS登录方式概述。
执行命令初始化地理设置，将username替换为MySQL的用户名，IP替换为主节点的IP地址，执行后输入密码。
```
sudo mysqlrouter --bootstrap <username>@<IP>:3306 --directory /mnt/mysqlrouter \
--conf-bind-address 0.0.0.0 --user=mysqlrouter
```

编辑mysqlrouter服务文件。

/mnt/mysqlrouter是默认目录，若修改了目录，需要同步修改ExecStart和ExecStop路径。

sudo tee /usr/lib/systemd/system/mysqlrouter.service <<-'EOF'
[Unit]
Description=MySQL Router Service
After=network.target
 
[Service]
User=mysqlrouter
Group=mysqlrouter
Type=forking
ExecStart=/mnt/mysqlrouter/start.sh
ExecStop=/mnt/mysqlrouter/stop.sh
Restart=on-failure
StandardOutput=journal
 
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

执行命令启动服务。

#刷新服务文件
sudo systemctl daemon-reload
#启动mysqlrouter
sudo systemctl start mysqlrouter.service
#设置mysqlrouter开机自启
sudo systemctl enable mysqlrouter.service
#查看服务状态
sudo systemctl status mysqlrouter.service

（可选）验证集群。
模拟MySQL主节点故障，验证集群是否能够自动切换节点提供服务。
1. 远程连接代理节点，参考Linux ECS登录方式概述。
2. 使用MySQL客户端连接到代理节点，<username>替换为MySQL的用户名，执行后输入MySQL密码。
```
mysql -h127.0.0.1 -P6450 -u<username> -p
```
3. 执行sql语句查看集群状态，结果显示3个节点在线，其中一个是主节点。
```
SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
```
4. 执行SQL语句添加测试库和测试表。
```
-- 1. 创建数据库
CREATE DATABASE test_db;
 
-- 2. 使用数据库
USE test_db;
 
-- 3. 创建表：test_table
CREATE TABLE test_table (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, -- 自增主键
    name VARCHAR(100) NOT NULL,        -- 名称
    age INT NOT NULL
);
 
-- 4. 添加记录到 test_table
INSERT INTO test_table (name, age) VALUES
('A', 5),
('B', 25);
 
-- 5. 查看添加到test_table的信息(可选)
select * from test_table;
```
5. 停止MySQL主节点，模拟宕机事件。
6. 等待MySQL主节点停止后，再次执行SQL语句查看集群状态，发现两个节点在线，且从节点已自动切换为主节点。
```
SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
```
7. 执行SQL语句查询数据查看是否有丢失数据。
```
select * from test_table;
```
8. 启动MySQL主节点模拟宕机恢复。
9. 执行SQL语句查看集群状态，结果显示三个节点在线，且主节点自动加入集群。
```
SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
```
（可选）集群添加节点。

在MySQL集群中，需要扩展集群或应对节点宕机时，可通过mysql-shell连接集群并使用addInstance命令添加新节点，新节点会自动同步数据。
- 集群节点宕机过半会导致集群不可用，建议节点总数为单数以确保可用性。
- 待加入集群的节点在扩容前需重复步骤1中设置集群节点的2、3、4步。
1. 远程连接代理节点，参考Linux ECS登录方式概述。
2. 通过mysql-shell连接到集群中任意节点，使用MySQL客户端连接到代理节点，<username>替换为MySQL的用户名，<IP>替换为节点IP地址，执行后输入MySQL密码。
```
mysqlsh --js <username>@<IP>:3306
```
3. 获取集群。
```
var cluster = dba.getCluster()
```
4. 为集群添加节点，将<username>替换为MySQL用户名，<IP>替换为节点IP地址。
```
cluster = dba.addInstance('<username>@<IP>:3306')
```
  通过以下命令查看cluster情况，可以观察到新扩容的节点情况。
```
cluster.status()
```
  如需移出节点，可使用以下命令，根据将<username>和<IP>替换为需要移出的节点信息。
```
cluster.removeInstance('<username>@<IP>:3306')
```
  回显类似如下信息。
（可选）指定集群主节点。

在MySQL集群中，若主节点宕机，系统会自动从剩下的从节点中选举出新的主节点，如需手动指定主节点，可以通过mysql-shell连接集群，使用setPrimaryInstance命令设置主节点。
1. 远程连接代理节点，参考Linux ECS登录方式概述。
2. 通过mysql-shell连接到集群中任意节点，使用MySQL客户端连接到代理节点，<username>替换为MySQL的用户名，<IP>替换为节点IP地址，执行后输入MySQL密码。
```
mysqlsh --js <username>@<IP>:3306
```
3. 获取集群。
```
var cluster = dba.getCluster()
```
4. 为集群设置目标主节点，将<username>替换为MySQL用户名，<IP>替换为节点IP地址。
```
cluster.setPrimaryInstance ('<username>@<IP>:3306')
```
  回显如下类似信息，表示设置成功。