MySQL Cluster （集群）基本原理

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MySQL簇概述

MySQL簇是一种技术，该技术允许在无共享的系统中部署“内存中”数据库的簇。通过无共享体系结构，系统能够使用廉价的硬件，而且对软硬件无特殊要求。此外，由于每个组件有自己的内存和磁盘，不存在单点故障。

MySQL簇将标准的MySQL服务器与名为NDB的“内存中”簇式存储引擎集成了起来。在我们的文档中，术语NDB指的是与存储引擎相关的设置部分，而术语MySQL簇指的是MySQL和NDB存储引擎的组合。

MySQL簇由一组计算机构成，每台计算机上均运行着多种进程，包括MySQL服务器，NDB簇的数据节点，管理服务器，以及（可能）专门的数据访问程序。关于簇中这些组件的关系，请参见下图：

所有这些程序一起构成了MySQL簇。将数据保存到NDB簇存储引擎中时，表将保存在数据节点内。能够从簇中所有其他MySQL服务器直接访问这些表。因此，在将数据保存在簇内的工资表应用程序中，如果某一应用程序更新了1位雇员的工资，所有查询该数据的其他MySQL服务器能立刻发现这种变化。

对于MySQL簇，保存在数据节点内的数据可被映射，簇能够处理单独数据节点的故障，除了少数事务将因事务状态丢失而被放弃外，不会产生其他影响。由于事务性应用程序能够处理事务失败事宜，因而它不是问题源。

通过将MySQL簇引入开放源码世界，MySQL为所有需要它的人员提供了具有高可用性、高性能和可缩放性的簇数据管理。

MySQL簇的基本概念

NDB是一种“内存中”存储引擎，它具有可用性高和数据一致性好的特点。

能够使用多种故障切换和负载平衡选项配置NDB存储引擎，但以簇层面上的存储引擎开始最简单。MySQL簇的NDB存储引擎包含完整的数据集，仅取决于簇本身内的其他数据。

下面，我们介绍了设置由NDB存储引擎和一些MySQL服务器构成的MySQL簇的设置方法。

目前，MySQL簇的簇部分可独立于MySQL服务器进行配置。在MySQL簇中，簇的每个部分被视为1个节点。

注释：在很多情况下，术语“节点”用于指计算机，但在讨论MySQL簇时，它表示的是进程。在单台计算机上可以有任意数目的节点，为此，我们采用术语簇主机。

有三类簇节点，在最低的MySQL簇配置中，至少有三个节点，这三类节点分别是：

·         管理(MGM)节点：这类节点的作用是管理MySQL簇内的其他节点，如提供配置数据、启动并停止节点、运行备份等。由于这类节点负责管理其他节点的配置，应在启动其他节点之前首先启动这类节点。MGM节点是用命令ndb_mgmd启动的。

·         数据节点：这类节点用于保存簇的数据。数据节点的数目与副本的数目相关，是片段的倍数。例如，对于两个副本，每个副本有两个片段，那么就有4个数据节点。没有必要有一个以上的副本。数据节点是用命令ndbd启动的。

·         SQL节点：这是用来访问簇数据的节点。对于MySQL簇，客户端节点是使用NDB簇存储引擎的传统MySQL服务器。典型情况下，SQL节点是使用命令mysqld –ndbcluster启动的，或将ndbcluster添加到my.cnf后使用mysqld启动。

簇配置包括对簇中单独节点的配置，以及设置节点之间的单独通信链路。对于目前设计的MySQL簇，其意图在于，从处理器的能力、内存空间和带宽来讲，存储节点是同质的，此外，为了提供单一的配置点，作为整体，簇的所有配置数据均位于1个配置文件中。

管理服务器(MGM节点)负责管理簇配置文件和簇日志。簇中的每个节点从管理服务器检索配置数据，并请求确定管理服务器所在位置的方式。当数据节点内出现有趣的事件时，节点将关于这类事件的信息传输到管理服务器，然后，将这类信息写入簇日志。

此外，可以有任意数目的簇客户端进程或应用程序。它们分为两种类型：

·         标准MySQL客户端：对于MySQL簇，它们与标准的（非簇类）MySQL没有区别。换句话讲，能够从用PHP、Perl、C、C++、Java、Python、Ruby等编写的现有MySQL应用程序访问MySQL簇。

·         管理客户端：这类客户端与管理服务器相连，并提供了优雅地启动和停止节点、启动和停止消息跟踪（仅对调试版本）、显示节点版本和状态、启动和停止备份等的命令。