Kubernetes 中實現 MySQL 的讀寫分離

风轻雪棉發表於2024-11-08
MySql

Kubernetes 中實現 MySQL 的讀寫分離

在 Kubernetes 中實現 MySQL 的讀寫分離，可以透過主從複製架構來實現。在這種架構中，MySQL 主節點（Master）負責處理所有寫操作，而 MySQL 從節點（Slave）負責處理所有讀操作。下面是一個詳細的步驟指南：

步驟 1：建立 Kubernetes 叢集

確保你有一個執行良好的 Kubernetes 叢集，建議有3個以上的節點，以便更好地分配資源並實現高可用性。

步驟 2：建立 MySQL 主從複製 Docker 映象

  1. 首先，需要構建一個支援主從複製的 MySQL 映象，或直接使用現有支援主從複製的 MySQL 映象。

  2. 如果要自己配置，可以從 MySQL 官方映象開始，透過設定 my.cnf 檔案來支援主從複製。

  3. 主要的配置如下：

    • 主節點配置（Master）：設定 server-id，並啟用二進位制日誌（log-bin）。

    • 從節點配置（Slave）：設定不同的 server-id，並配置為從屬節點。

步驟 3：建立 Kubernetes Secret 儲存 MySQL 密碼

為了安全性，我們可以使用 Kubernetes Secret 來儲存 MySQL 密碼。

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysql-secret
type: Opaque
data:
  mysql-root-password: <base64編碼的root密碼>
  mysql-replication-user: <base64編碼的replication使用者名稱>
  mysql-replication-password: <base64編碼的replication密碼>

步驟 4：部署 MySQL 主節點

  1. 建立主節點的配置檔案 mysql-master-deployment.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql-master
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
      role: master
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
        role: master
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:5.7
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-secret
              key: mysql-root-password
        - name: MYSQL_REPLICATION_USER
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-secret
              key: mysql-replication-user
        - name: MYSQL_REPLICATION_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-secret
              key: mysql-replication-password
        ports:
        - containerPort: 3306
        volumeMounts:
        - name: mysql-persistent-storage
          mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
      - name: mysql-persistent-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mysql-pv-claim

  1. 建立 MySQL 主節點的 Service：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-master
spec:
  ports:
  - port: 3306
    targetPort: 3306
  selector:
    app: mysql
    role: master

步驟 5：部署 MySQL 從節點

  1. 建立從節點的配置檔案 mysql-slave-deployment.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql-slave
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
      role: slave
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
        role: slave
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:5.7
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-secret
              key: mysql-root-password
        - name: MYSQL_REPLICATION_USER
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-secret
              key: mysql-replication-user
        - name: MYSQL_REPLICATION_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-secret
              key: mysql-replication-password
        - name: MYSQL_MASTER_HOST
          value: "mysql-master"
        ports:
        - containerPort: 3306
        volumeMounts:
        - name: mysql-persistent-storage
          mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
      - name: mysql-persistent-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mysql-pv-claim

  1. 建立 MySQL 從節點的 Service：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-slave
spec:
  ports:
  - port: 3306
    targetPort: 3306
  selector:
    app: mysql
    role: slave

步驟 6：設定主從複製

在從節點啟動後，執行以下命令來配置主從複製：

  1. 登入主節點，建立用於複製的使用者：

    CREATE USER 'replication'@'%' IDENTIFIED BY 'replication_password';
    GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replication'@'%';
    FLUSH PRIVILEGES;

  2. 獲取主節點狀態：

    SHOW MASTER STATUS;

  3. 登入到從節點，將其配置為主節點的從屬節點：

    CHANGE MASTER TO
        MASTER_HOST='mysql-master',
        MASTER_USER='replication',
        MASTER_PASSWORD='replication_password',
        MASTER_LOG_FILE='<上一步中獲取的 File>',
        MASTER_LOG_POS=<上一步中獲取的 Position>;
    START SLAVE;

  4. 檢查從節點狀態以確認同步是否成功：

    SHOW SLAVE STATUS\G

步驟 7：配置讀寫分離

在 Kubernetes 中，可以使用一個自定義的 Service 來實現讀寫分離：

  1. 建立 MySQL 讀寫分離的 Service：

    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: mysql-read-write
    spec:
      ports:
      - port: 3306
        targetPort: 3306
      selector:
        app: mysql
        role: master
    ---
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: mysql-read-only
    spec:
      ports:
      - port: 3306
        targetPort: 3306
      selector:
        app: mysql
        role: slave

  2. 透過應用層（例如應用程式碼）選擇訪問不同的 Service 來實現讀寫分離：

    • 寫操作：透過 mysql-read-write Service 連線。

    • 讀操作：透過 mysql-read-only Service 連線。

步驟 8：測試讀寫分離

  1. 將寫操作請求傳送到 mysql-read-write 服務，驗證資料是否被正確寫入。

  2. 將讀操作請求傳送到 mysql-read-only 服務，確保從節點上能夠讀到主節點寫入的資料。

步驟 9：監控與維護

可以透過 Prometheus 和 Grafana 對 MySQL 叢集進行監控，關注主從複製的延遲和節點的健康狀態，以便及時處理故障。

總結

主節點負責處理寫操作，從節點負責處理讀操作，應用可以根據需求連線到不同的 Service 來實現高效的資料庫讀寫分離。

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