印刻数据库

外观

MySQL 集群 (NDB Cluster) ​

核心特性 ​

高可用性 ​

  • 无单点故障设计
  • 自动故障检测和恢复
  • 数据自动分片和复制
  • 支持节点级别的故障转移

高性能 ​

  • 内存数据库设计
  • 并行查询处理
  • 分布式事务支持
  • 低延迟数据访问

可扩展性 ​

  • 水平扩展架构
  • 支持在线添加节点
  • 自动数据重分布
  • 支持读写分离

架构组成 ​

管理节点 (MGM Node) ​

  • 负责集群管理和监控
  • 维护集群配置
  • 协调节点故障恢复
  • 示例配置文件：config.ini

数据节点 (Data Node) ​

  • 存储实际数据
  • 处理数据的复制和分片
  • 执行数据的读写操作
  • 支持多个数据节点组

SQL节点 (SQL Node) ​

  • 提供标准MySQL客户端接口
  • 处理SQL查询和事务
  • 将查询分发到数据节点
  • 聚合查询结果返回给客户端

API节点 (API Node) ​

  • 允许自定义应用直接访问NDB存储引擎
  • 使用NDB API进行编程
  • 适用于需要低延迟访问的应用

部署规划 ​

硬件要求 ​

节点类型CPU内存存储网络
管理节点2核+2GB+SSD/HDD千兆网卡
数据节点4核+8GB+SSD万兆网卡
SQL节点4核+8GB+SSD/HDD千兆网卡

网络规划 ​

  • 建议使用专用网络进行节点间通信
  • 配置低延迟、高带宽网络
  • 考虑使用网络绑定技术提高可靠性

数据分片规划 ​

  • 每个数据节点组包含2个或多个数据节点
  • 数据自动分布到不同节点组
  • 每个分片在节点组内复制
  • 建议节点组数量为偶数

配置文件 ​

管理节点配置 (config.ini) ​

ini
[ndbd default]
NoOfReplicas=2
DataMemory=8G
IndexMemory=1G

[ndb_mgmd]
NodeId=1
HostName=mgm1.example.com
DataDir=/var/lib/mysql-cluster

[ndbd]
NodeId=2
HostName=data1.example.com
DataDir=/var/lib/mysql-cluster

[ndbd]
NodeId=3
HostName=data2.example.com
DataDir=/var/lib/mysql-cluster

[mysqld]
NodeId=4
HostName=sql1.example.com

[mysqld]
NodeId=5
HostName=sql2.example.com

SQL节点配置 (my.cnf) ​

ini
[mysqld]
ndbcluster
ndb-connectstring=mgm1.example.com:1186

[mysql_cluster]
ndb-connectstring=mgm1.example.com:1186

部署步骤 ​

1. 安装MySQL Cluster软件 ​

bash
# 下载并安装MySQL Cluster软件包
tar -xzf mysql-cluster-gpl-8.0.30-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz
mv mysql-cluster-gpl-8.0.30-linux-glibc2.12-x86_64 /usr/local/mysql-cluster

2. 启动管理节点 ​

bash
ndb_mgmd -f /etc/mysql-cluster/config.ini --initial

3. 启动数据节点 ​

bash
ndbd --initial

4. 启动SQL节点 ​

bash
systemctl start mysqld

5. 验证集群状态 ​

bash
ndb_mgm -e "SHOW"

管理与监控 ​

集群管理命令 ​

bash
# 查看集群状态
ndb_mgm -e "SHOW"

# 查看节点详细信息
ndb_mgm -e "ALL REPORT MEMORYUSAGE"

# 查看集群日志
ndb_mgm -e "ALL LOG INFO"

# 重启数据节点
ndb_mgm -e "2 RESTART"

# 关闭集群
ndb_mgm -e "SHUTDOWN"

监控工具 ​

  • ndb_mgm：命令行管理工具
  • MySQL Cluster Manager：图形化管理界面
  • Performance Schema：性能监控
  • 第三方工具：Prometheus + Grafana

数据管理 ​

创建NDB表 ​

sql
CREATE TABLE employees (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50),
    department VARCHAR(50),
    salary DECIMAL(10,2)
) ENGINE=NDB;

数据分片规则 ​

  • 默认基于主键进行哈希分片
  • 支持自定义分片键
  • 每个分片在节点组内复制
  • 自动处理节点添加/删除时的数据重分布

备份与恢复 ​

bash
# 创建备份
ndb_mgm -e "START BACKUP"

# 恢复备份
ndb_restore -c mgm1.example.com:1186 -n 2 -b 1 -r

性能优化 ​

内存配置优化 ​

  • 根据数据量调整DataMemory和IndexMemory
  • 监控内存使用率，避免内存不足
  • 考虑使用大页内存提高性能

网络优化 ​

  • 使用万兆网卡提高节点间通信速度
  • 调整SendBufferMemory和ReceiveBufferMemory
  • 考虑使用RDMA技术降低延迟

查询优化 ​

  • 避免全表扫描
  • 使用索引优化查询
  • 考虑数据分片键的选择
  • 优化分布式事务

版本差异 ​

MySQL 7.x 及更早版本 ​

  • 支持NDB 7.x存储引擎
  • 性能和可扩展性有限
  • 管理工具功能相对简单

MySQL 8.0 及以上版本 ​

  • 支持NDB 8.x存储引擎
  • 性能大幅提升
  • 增强的管理和监控功能
  • 支持更多数据类型和SQL功能
  • 改进的自动扩展能力

最佳实践 ​

  1. 合理规划节点数量：根据数据量和性能需求确定节点数量
  2. 配置适当的副本数：通常设置为2个副本，平衡可用性和性能
  3. 监控集群状态：定期检查集群状态和性能指标
  4. 定期备份：制定合理的备份策略，确保数据安全
  5. 测试故障恢复：定期进行故障恢复测试，验证集群可靠性
  6. 优化数据模型：设计适合分布式环境的数据模型
  7. 考虑读写分离：根据应用需求配置读写分离
  8. 规划扩容策略：提前规划集群扩容方案

常见问题（FAQ） ​

Q1: MySQL Cluster 适合什么场景？ ​

A1: MySQL Cluster适合需要高可用性、高可靠性和低延迟的应用场景，如电信、金融、游戏和物联网等领域。

Q2: 如何选择数据分片键？ ​

A2: 数据分片键应选择访问频率高、分布均匀的列，通常为主键或频繁用于查询条件的列。避免选择热点数据集中的列作为分片键。

Q3: MySQL Cluster 支持哪些存储引擎？ ​

A3: MySQL Cluster主要基于NDB存储引擎，同时也支持其他存储引擎如InnoDB，但只有NDB表才能享受集群的高可用性和分布式特性。

Q4: 如何处理节点故障？ ​

A4: MySQL Cluster会自动检测节点故障，并进行故障恢复。对于数据节点故障，集群会使用副本数据继续提供服务；对于SQL节点故障，客户端可以连接到其他SQL节点。

Q5: 如何在线添加数据节点？ ​

A5: 可以通过修改config.ini文件添加新的数据节点，然后使用ndb_mgmd -f config.ini --reload重新加载配置，最后启动新的数据节点。集群会自动将数据重分布到新节点。