Container Service for Kubernetes:Deploy a stateful and high-availability MySQL cluster on ACK Serverless

Pré-requisitos

Antes de começar, certifique-se de ter:

• Um cluster ACK Serverless com vários nós virtuais. Para mais informações, consulte Criar um cluster ACK Serverless.

• Políticas de agendamento de nós virtuais ativadas no cluster. Para mais informações, consulte Ativar políticas de agendamento de nós virtuais para um cluster.

• O componente csi-provisioner instalado na versão v1.22.9 ou posterior.

Como funciona

O StatefulSet usa duas restrições de agendamento complementares para alcançar alta disponibilidade no nível de zona:

• Restrições de distribuição de topologia (topologySpreadConstraints): distribuem os pods uniformemente entre as zonas. Com maxSkew: 1 e topologyKey: topology.kubernetes.io/zone, o agendador garante que nenhuma zona hospede mais de uma réplica extra em comparação a qualquer outra zona.

• Anti-afinidade de pod (podAntiAffinity): impõe separação no nível de nó. Mesmo dentro da mesma zona, cada pod deve ser executado em um nó virtual diferente. Isso evita que duas réplicas compartilhem um único nó.

Ambas as restrições são necessárias porque a distribuição de topologia sozinha controla a alocação por zona, mas não impede que dois pods sejam colocados no mesmo nó dentro de uma zona. A anti-afinidade de pod preenche essa lacuna ao impor uma separação estrita no nível de nó.

A StorageClass fast-storageclass provisiona o armazenamento usando a vinculação WaitForFirstConsumer. Cada PersistentVolumeClaim (PVC) só é criado quando um pod é agendado, o que garante que o disco em nuvem seja provisionado na mesma zona do pod — um requisito para armazenamento com reconhecimento de zona.

Etapa 1: Clonar o repositório de exemplo

1. Clone o repositório.

   git clone https://github.com/AliyunContainerService/serverless-k8s-examples.git

2. Acesse o diretório de trabalho e liste os arquivos YAML.

   cd serverless-k8s-examples/stateful-mysql
   ls -al

   Saída esperada:

   README.md		secret.yaml		stateful-mysql.yaml	 storageclass.yaml

   Os três arquivos YAML a serem aplicados:

   Arquivo	Cria
   secret.yaml	Secret para senhas do MySQL
   storageclass.yaml	StorageClass para provisionamento de discos em nuvem por zona
   stateful-mysql.yaml	StatefulSet MySQL com agendamento distribuído por zonas

Etapa 2: Criar o namespace, Secret e StorageClass

1. Crie o namespace mysql.

   kubectl create namespace mysql

   Saída esperada:

   namespace/mysql created

2. Crie o Secret que armazena as senhas do MySQL.

   kubectl apply -n mysql -f secret.yaml

   Saída esperada:

   secret/mysql-secret created

   Visualize abaixo o arquivo YAML do Secret.

   Clique em para visualizar o arquivo YAML

   apiVersion: v1
   kind: Secret
   metadata:
     name: mysql-secret
   type: Opaque
   data:
     password: VGVzdFBhc3N3b3JkMTIz            # Base64-encoded MySQL root password
     admin-password: QWRtaW5QYXNzd29yZDQ1Ng==  # Base64-encoded MySQL admin password

   Para gerar valores codificados em Base64 para suas próprias senhas:

   # Encode the root password
   echo -n "your-password" | base64
   
   # Encode the admin password
   echo -n "your-admin-password" | base64

3. Crie a StorageClass.

   kubectl apply -f storageclass.yaml

   Saída esperada:

   storageclass.storage.k8s.io/fast-storageclass created

   Visualize abaixo o arquivo YAML da StorageClass.

   Clique em para visualizar o arquivo YAML

   apiVersion: storage.k8s.io/v1
   kind: StorageClass
   metadata:
     name: fast-storageclass
   provisioner: diskplugin.csi.alibabacloud.com
   parameters:
     type: cloud_auto,cloud_essd,cloud_ssd # Selects disk type by priority; actual type depends on node instance type and zone availability
     fstype: ext4
     diskTags: "a:b,b:c"
     encrypted: "false"
     performanceLevel: PL1
     volumeExpandAutoSnapshot: "forced" # Takes effect only when the disk type is cloud_essd
     provisionedIops: "40000"
     burstingEnabled: "false"
   volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer # Delays disk creation until a pod is scheduled, ensuring the disk and pod are in the same zone
   reclaimPolicy: Retain
   allowVolumeExpansion: true

Etapa 3: Implantar o StatefulSet MySQL

1. Aplique o manifesto do StatefulSet. Esse comando cria três réplicas MySQL distribuídas entre zonas usando restrições de distribuição de topologia e anti-afinidade de pod.

   kubectl apply -n mysql -f stateful-mysql.yaml

   Saída esperada:

   statefulset.apps/dbc1 created

   Visualize abaixo o arquivo YAML do StatefulSet.

   Clique em para visualizar o arquivo YAML

   apiVersion: apps/v1
   kind: StatefulSet
   metadata:
     name: dbc1
     labels:
       app: mysql
   spec:
     replicas: 3
     selector:
       matchLabels:
         app: mysql
     serviceName: mysql
     template:
       metadata:
         labels:
           app: mysql
       spec:
         topologySpreadConstraints:
           - maxSkew: 1
             topologyKey: "topology.kubernetes.io/zone"
             whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
             labelSelector:
               matchLabels:
                 app: mysql
         affinity:
           podAntiAffinity:
             requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
               - labelSelector:
                   matchExpressions:
                     - key: app
                       operator: In
                       values:
                         - mysql
                 topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
         containers:
           - name: mysql
             image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/kubeway/hub:mysql-server_8.0.28
             command:
               - /bin/bash
             args:
               - -c
               - >-
                 /entrypoint.sh
                 --server-id=$((20 +  $(echo $HOSTNAME | grep -o '[^-]*$') + 1))
                 --report-host=${HOSTNAME}.mysql.mysql.svc.cluster.local
                 --binlog-checksum=NONE
                 --enforce-gtid-consistency=ON
                 --gtid-mode=ON
                 --default-authentication-plugin=mysql_native_password
             env:
               - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
                 valueFrom:
                   secretKeyRef:
                     name: mysql-secret
                     key: password
               - name: MYSQL_ADMIN_PASSWORD
                 valueFrom:
                   secretKeyRef:
                     name: mysql-secret
                     key: admin-password
               - name: MYSQL_ROOT_HOST
                 value: "%"
             ports:
               - name: mysql
                 containerPort: 3306
               - name: mysqlx
                 containerPort: 33060
               - name: xcom
                 containerPort: 33061
             resources:
               limits:
                 cpu: "500m"
                 ephemeral-storage: "1Gi"
                 memory: "1Gi"
               requests:
                 cpu: "500m"
                 ephemeral-storage: "1Gi"
                 memory: "1Gi"
             volumeMounts:
               - name: mysql
                 mountPath: /var/lib/mysql
                 subPath: mysql
             readinessProbe:
               exec:
                 command:
                   - bash
                   - "-c"
                   - |
                     mysql -h127.0.0.1 -uroot -p$MYSQL_ROOT_PASSWORD -e'SELECT 1'
               initialDelaySeconds: 5
               periodSeconds: 2
               timeoutSeconds: 1
             livenessProbe:
               exec:
                 command:
                   - bash
                   - "-c"
                   - |
                     mysqladmin -uroot -p$MYSQL_ROOT_PASSWORD ping
               initialDelaySeconds: 30
               periodSeconds: 10
               timeoutSeconds: 5
     updateStrategy:
       rollingUpdate:
         partition: 0
       type: RollingUpdate
     volumeClaimTemplates:
       - metadata:
           name: mysql
           labels:
             app: mysql
         spec:
           storageClassName: fast-storageclass
           volumeMode: Filesystem
           accessModes:
             - ReadWriteOnce
           resources:
             requests:
               storage: 25Gi

Etapa 4: Verificar a distribuição por zonas

1. Confirme se o StatefulSet está pronto.

   kubectl get statefulset -n mysql

   Saída esperada:

   NAME   READY   AGE
   dbc1   3/3     7m21s

2. Verifique a alocação dos pods entre as zonas.

   kubectl -n mysql get po -o wide

   Saída esperada:

   NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE                            NOMINATED NODE   READINESS GATES
   dbc1-0   1/1     Running   0          2m28s   10.1.214.213   virtual-kubelet-cn-hangzhou-j   <none>           <none>
   dbc1-1   1/1     Running   0          106s    10.3.146.113   virtual-kubelet-cn-hangzhou-h   <none>           <none>
   dbc1-2   1/1     Running   0          64s     10.4.232.78    virtual-kubelet-cn-hangzhou-g   <none>           <none>

   A coluna NODE contém o identificador da zona. No exemplo acima, os três pods estão agendados em cn-hangzhou-j, cn-hangzhou-h e cn-hangzhou-g, confirmando que o cluster está distribuído por três zonas separadas.

Próximos passos

• Ativar políticas de agendamento de nós virtuais para um cluster

• Distribuir pods em nós virtuais entre zonas e configurar afinidade

• Campo topologySpreadConstraints