使用ECS搭建MySQL InnoDB Cluster实现高可用和读写分离 - Elastic Compute Service

單台MySQL資料庫服務存在效能限制和單點故障風險，可能導致業務系統不可用。您可以通過多台ECS執行個體搭建MySQL InnoDB Cluster高可用資料庫叢集，並利用代理服務實現靈活調度和讀寫分離，提升資料庫的可用性和容錯能力。

架構說明

在搭建服務叢集時使用多個可用性區域ECS伺服器，可以降低單可用性區域內機器發生故障時的業務停機風險，增強業務系統的穩定性。

代理節點：負責處理用戶端請求，並將其轉寄到合適的資料庫節點。這些代理節點同樣可以部署在多個可用性區域內，進一步提升高可用性。
主節點：作為叢集中的核心資料處理節點，處理所有的寫入操作並將資料同步給其他節點。
從節點：通過複製主節點的資料保持一致性，僅支援唯讀操作。一旦主節點出現故障，從節點將自動進行新主節點的選舉，保證叢集的持續運行。

環境準備

建立4台ECS執行個體，本文樣本作業系統為Alibaba Cloud Linux 3。

說明	執行個體	公網訪問	VPC	虛擬交換器（vSwitch）	IP地址
代理節點	ECS A	需要開通公網訪問。安裝完成後，可關閉公網訪問以提升安全性。	192.168.0.0/16	192.168.0.0/24	192.168.0.1
主節點（讀寫）	ECS B			192.168.1.0/24	192.168.1.1
從節點（唯讀）	ECS C			192.168.2.0/24	192.168.2.1
從節點（唯讀）	ECS D			192.168.2.0/24	192.168.2.2

為ECS B、ECS C、ECS D安裝 MySQL 服務，確保所有執行個體的MySQL版本一致，本文樣本使用的是MySQL 8.4。如果您不瞭解如何安裝，請參考手動部署MySQL資料庫（Linux）。

操作步驟

步驟一：設定叢集節點

遠端連線ECS B、ECS C、ECS D執行個體。具體操作，請參見使用Workbench工具以SSH協議登入Linux執行個體。
為ECS B、ECS C、ECS D建立一個用於叢集通訊的MySQL使用者，使用者名稱和密碼需保持一致。
重要
- 請將代碼中的<username>替換為建立MySQL使用者的使用者名稱。
- 請將代碼中的<password>替換為建立MySQL使用者時所用的密碼。需遵循以下密碼原則：密碼必須包含至少一個大寫字母、一個小寫字母、一個數字和一個特殊字元，且總長度不少於8個字元。
```
#執行後需要輸入root使用者密碼
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ECS B、ECS C和ECS D的MySQL設定檔/etc/my.cnf中添加以下內容。

#設定主機名稱為節點的IP地址
report_host=192.168.x.x
#開啟GTID強一致性
enforce_gtid_consistency=ON
gtid_mode=ON
#設定節點服務ID，此值需要每個節點唯一正整數
server_id=1
#設定每個節點最大串連數，需要確保每個節點值統一
max_connections=1024
#禁用InnoDB以外的儲存引擎
disabled_storage_engines="MyISAM,BLACKHOLE,FEDERATED,ARCHIVE,MEMORY"

重啟ECS B、ECS C和ECS D的MySQL服務，使配置修改生效。
```
sudo systemctl restart mysqld
```

步驟二：建立叢集

遠端連線ECS A執行個體。具體操作，請參見使用Workbench工具以SSH協議登入Linux執行個體。

為ECS A安裝mysql-shell、mysql-router。

#添加MySQL官方源
sudo rpm -Uvh https://repo.mysql.com/mysql84-community-release-el8-1.noarch.rpm
#安裝mysql-shell、mysql-router
sudo dnf install -y mysql-shell mysql-router mysql-community-client

通過MySQL Shell串連到主節點，請將<username>替換為MySQL的使用者名稱，<IP>替換為主節點IP地址，執行後需要輸入密碼，並且詢問您是否儲存密碼，儲存密碼後再次串連無需輸入密碼。
```
mysqlsh --js <username>@<IP>:3306
```
建立叢集，您需要修改<cluster_name>為叢集名稱。
```
var cluster = dba.createCluster('<cluster_name>');
```
為叢集添加從節點，請將<username>替換為MySQL的使用者名稱，<IP>替換為從節點IP地址。您需要為每個從節點都執行添加動作。
說明
例如，若要添加節點地址為192.168.2.1，使用者為cluster_user，則命令為：cluster.addInstance('cluster_user@192.168.2.1:3306');
```
cluster.addInstance('<username>@<IP>:3306');
```
輸出如下資訊，表示從節點添加成功。
查看叢集狀態。
```
cluster.status();
```
輸出如下資訊，表示叢集建立完成。

步驟三：設定代理節點

遠端連線ECS A執行個體。具體操作，請參見使用Workbench工具以SSH協議登入Linux執行個體。
執行命令初始化代理設定，請將<username>替換為MySQL的使用者名稱，<IP>替換為主節點IP地址，執行後您需要輸入MySQL使用者的密碼。
說明
命令預設將初始設定檔案儲存到目錄/mnt/mysqlrouter下。
```
sudo mysqlrouter --bootstrap <username>@<IP>:3306 --directory /mnt/mysqlrouter \
--conf-bind-address 0.0.0.0 --user=mysqlrouter
```

編輯mysqlrouter服務檔案。

說明

命令預設使用目錄/mnt/mysqlrouter，如果您修改了目錄，需要修改ExecStart與ExecStop路徑。

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

執行命令啟動服務。

#重新整理服務檔案
sudo systemctl daemon-reload
#啟動mysqlrouter
sudo systemctl start mysqlrouter.service
#設定mysqlrouter開機自啟
sudo systemctl enable mysqlrouter.service
#查看服務狀態
sudo systemctl status mysqlrouter.service

驗證叢集

通過停止主節點（ECS B）類比故障，驗證叢集能否自動切換節點並繼續提供服務。

遠端連線ECS A執行個體。具體操作，請參見使用Workbench工具以SSH協議登入Linux執行個體。
使用MySQL用戶端串連到代理節點（ECS A），請將<username>替換為MySQL的使用者名稱。
```
mysql -h127.0.0.1 -P6450 -u<username> -p
```
執行SQL語句查看叢集狀態，結果顯示三個節點線上，其中一個節點擔任主節點。
```
SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
```

執行SQL語句添加測試庫與測試表。

-- 1. 建立資料庫
CREATE DATABASE test_db;

-- 2. 使用資料庫
USE test_db;

-- 3. 建立表：test_table
CREATE TABLE test_table (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, -- 自增主鍵
    name VARCHAR(100) NOT NULL,        -- 名稱
    value DECIMAL(10, 2) NOT NULL
);

-- 4. 添加記錄到 test_table
INSERT INTO test_table (name, value) VALUES
('Item A', 100.50),
('Item B', 200.75);

停止主節點（ECS B）執行個體類比宕機事件。
等待主節點停止後，再次執行SQL語句查看叢集狀態，發現兩個節點線上，且從節點已自動切換為主節點。
```
SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
```
執行SQL語句查詢資料查看是否有遺失資料。
```
SELECT * FROM test_table;
```
啟動主節點（ECS B）執行個體類比宕機恢複。
執行SQL語句查看叢集狀態，結果顯示三個節點線上，其中ECS B自動加入叢集。
```
SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
```

叢集添加節點

在MySQL InnoDB Cluster中，當需要擴充叢集或應對節點宕機時，可通過MySQL Shell串連叢集並使用addInstance命令添加新節點，新節點會自動同步資料。

重要

當叢集的節點宕機數量超過半數，會導致叢集不可用，建議節點數量為單數以確保可用性。
在節點加入叢集前，您需要完成安裝MySQL並按照步驟一：設定叢集節點中的第2、3、4步設定叢集節點。

遠端連線ECS A執行個體。具體操作，請參見使用Workbench工具以SSH協議登入Linux執行個體。
通過MySQL Shell串連到叢集中任意節點，請將<username>替換為MySQL的使用者名稱，<IP>替換為節點IP地址，執行後需要輸入密碼，並且詢問您是否儲存密碼，儲存密碼後再次串連無需輸入密碼。
```
mysqlsh --js <username>@<IP>:3306
```
擷取叢集。
```
var cluster = dba.getCluster();
```
為叢集添加節點，請將<username>替換為MySQL的使用者名稱，<IP>替換為節點IP地址。
說明
例如，若要添加節點地址為192.168.2.1，使用者為cluster_user，則命令為：cluster.addInstance('cluster_user@192.168.2.1:3306');
```
cluster.addInstance('<username>@<IP>:3306');
```
輸出如下資訊，表示節點添加成功。

指定叢集主節點

在MySQL InnoDB Cluster中，如果主節點宕機，系統會自動從剩餘節點中選舉出新的主節點。若需要手動指定主節點，可通過MySQL Shell串連叢集，並使用setPrimaryInstance命令來設定目標主節點。

遠端連線ECS A執行個體。具體操作，請參見使用Workbench工具以SSH協議登入Linux執行個體。
通過MySQL Shell串連到叢集中任意節點，請將<username>替換為MySQL的使用者名稱，<IP>替換為節點IP地址，執行後需要輸入密碼，並且詢問您是否儲存密碼，儲存密碼後再次串連無需輸入密碼。
```
mysqlsh --js <username>@<IP>:3306
```
擷取叢集。
```
var cluster = dba.getCluster();
```
為叢集設定目標主節點，請將<username>替換為MySQL的使用者名稱，<IP>替換為節點IP地址。
說明
例如，若要設定節點地址為192.168.2.1，使用者為cluster_user，則命令為：cluster.setPrimaryInstance('cluster_user@192.168.2.1:3306');
```
cluster.setPrimaryInstance('<username>@<IP>:3306');
```
輸出如下資訊，表示節點設定成功。

Elastic Compute Service：MySQL InnoDB Cluster高可用實踐