k8s部署mysql主从服务
实验环境
kubernetes Master
kubernetes Node （测试演示，所有的副本都会在其上运行）
kubernetes DNS服务已开启
实验目的
搭建一个主从复制（Master-Slave）的MySQL 集群
从节点可以水平扩展
所有的写操作只能在主节点上执行
读操作可以在主从节点上执行
从节点能同步主节点的数据
创建Namespace
[root@k8s-master ~]# kubectl create ns mysql
namespace/mysql create
创建ConfigMap为Master/Slave节点分配不同的配置文件
[root@k8s-master mysql]# cat mysql-cm.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: mysql
namespace: mysql
labels:
app: mysql
data:
master.cnf: |
# Master配置
[mysqld]
log-bin=mysqllog
skip-name-resolve
slave.cnf: |
# Slave配置
[mysqld]
super-read-only
skip-name-resolve
log-bin=mysql-bin
replicate-ignore-db=mysql
[root@k8s-master mysql]# kubectl apply -f mysql-cm.yaml
configmap/mysql created
创建mysql密码Secret
[root@k8s-master mysql]# cat mysql-secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: mysql-secret
namespace: mysql
labels:
app: mysql
type: Opaque
data:
password: MTIzNDU2 # echo -n "123456" | base64
[root@k8s-master mysql]# kubectl apply -f mysql-secret.yaml
secret/mysql-secret created
创建Service为MySQL提供读写分离
[root@k8s-master mysql]# cat mysql-services.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mysql
namespace: mysql
labels:
app: mysql
spec:
ports:
- name: mysql
port: 3306
clusterIP: None
selector:
app: mysql
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mysql-read
namespace: mysql
labels:
app: mysql
spec:
ports:
- name: mysql
port: 3306
selector:
app: mysql
用户所有写请求，必须以 DNS 记录的方式直接访问到 Master 节点，也就是 mysql-0.mysql 这条 DNS 记录
用户所有读请求，必须访问自动分配的 DNS 记录可以被转发到任意一个 Master 或 Slave 节点上，也就是 mysql-read 这条 DNS 记录
[root@k8s-master mysql]# kubectl apply -f mysql-services.yaml
service/mysql created
service/mysql-read created
[root@k8s-master mysql]# kubectl get -n mysql svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
mysql ClusterIP None <none> 3306/TCP 33s
mysql-read ClusterIP 10.100.27.49 <none> 3306/TCP 33s
使用StatefulSet搭建MySQL主从集群
[root@k8s-master mysql]# cat mysql-statefulset.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: mysql
namespace: mysql
labels:
app: mysql
spec:
selector:
matchLabels:
app: mysql
serviceName: mysql
replicas: 2
template:
metadata:
labels:
app: mysql
spec:
initContainers:
- name: init-mysql
image: mysql:5.7
env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysql-secret
key: password
command:
- bash
- "-c"
- |
set -ex
# 从 Pod 的序号，生成 server-id
[[ $(hostname) =~ -([0-9]+)$ ]] || exit 1
ordinal=${BASH_REMATCH[1]}
echo [mysqld] > /mnt/conf.d/server-id.cnf
# 由于 server-id 不能为 0，因此给 ID 加 100 来避开它
echo server-id=$((100 + $ordinal)) >> /mnt/conf.d/server-id.cnf
# 如果 Pod 的序号为 0，说明它是 Master 节点，从 ConfigMap 里把 Master 的配置文件拷贝到 /mnt/conf.d 目录下
# 否则，拷贝 ConfigMap 里的 Slave 的配置文件
if [[ ${ordinal} -eq 0 ]]; then
cp /mnt/config-map/master.cnf /mnt/conf.d
else
cp /mnt/config-map/slave.cnf /mnt/conf.d
fi
volumeMounts:
- name: conf
mountPath: /mnt/conf.d
- name: config-map
mountPath: /mnt/config-map
- name: clone-mysql
image: twoeo/gcr.io-google-samples-xtrabackup:latest
#gcr.io/google-samples/xtrabackup:1.0
env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysql-secret
key: password
command:
- bash
- "-c"
- |
set -ex
# 拷贝操作只需要在第一次启动时进行，所以数据已经存在则跳过
[[ -d /var/lib/mysql/mysql ]] && exit 0
# Master 节点（序号为 0）不需要这个操作
[[ $(hostname) =~ -([0-9]+)$ ]] || exit 1
ordinal=${BASH_REMATCH[1]}
[[ $ordinal == 0 ]] && exit 0
# 使用 ncat 指令，远程地从前一个节点拷贝数据到本地
ncat --recv-only mysql-$(($ordinal-1)).mysql 3307 | xbstream -x -C /var/lib/mysql
# 执行 --prepare，这样拷贝来的数据就可以用作恢复了
xtrabackup --prepare --target-dir=/var/lib/mysql
volumeMounts:
- name: data
mountPath: /var/lib/mysql
subPath: mysql
- name: conf
mountPath: /etc/mysql/conf.d
containers:
- name: mysql
image: mysql:5.7
env:
# - name: MYSQL_ALLOW_EMPTY_PASSWORD
# value: "1"
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysql-secret
key: password
ports:
- name: mysql
containerPort: 3306
volumeMounts:
- name: data
mountPath: /var/lib/mysql
subPath: mysql
- name: conf
mountPath: /etc/mysql/conf.d
resources:
requests:
cpu: 500m
memory: 1Gi
livenessProbe:
exec:
command: ["mysqladmin", "ping", "-uroot", "-p${MYSQL_ROOT_PASSWORD}"]
initialDelaySeconds: 30
periodSeconds: 10
timeoutSeconds: 5
readinessProbe:
exec:
command: ["mysqladmin", "ping", "-uroot", "-p${MYSQL_ROOT_PASSWORD}"]
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 2
timeoutSeconds: 1
- name: xtrabackup
image: twoeo/gcr.io-google-samples-xtrabackup:latest
#gcr.io/google-samples/xtrabackup:1.0
ports:
- name: xtrabackup
containerPort: 3307
env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysql-secret
key: password
command:
- bash
- "-c"
- |
set -ex
cd /var/lib/mysql
# 从备份信息文件里读取 MASTER_LOG_FILE 和 MASTER_LOG_POS 这 2 个字段的值，用来拼装集群初始化 SQL
if [[ -f xtrabackup_slave_info ]]; then
# 如果 xtrabackup_slave_info 文件存在，说明这个备份数据来自于另一个 Slave 节点
# 这种情况下，XtraBackup 工具在备份的时候，就已经在这个文件里自动生成了 "CHANGE MASTER TO" SQL 语句
# 所以，只需要把这个文件重命名为 change_master_to.sql.in，后面直接使用即可
mv xtrabackup_slave_info change_master_to.sql.in
# 所以，也就用不着 xtrabackup_binlog_info 了
rm -f xtrabackup_binlog_info
elif [[ -f xtrabackup_binlog_info ]]; then
# 如果只是存在 xtrabackup_binlog_info 文件，说明备份来自于 Master 节点，就需要解析这个备份信息文件，读取所需的两个字段的值
[[ $(cat xtrabackup_binlog_info) =~ ^(.*?)[[:space:]]+(.*?)$ ]] || exit 1
rm xtrabackup_binlog_info
# 把两个字段的值拼装成 SQL，写入 change_master_to.sql.in 文件
echo "CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='${BASH_REMATCH[1]}',\
MASTER_LOG_POS=${BASH_REMATCH[2]}" > change_master_to.sql.in
fi
# 如果存在 change_master_to.sql.in，就意味着需要做集群初始化工作
if [[ -f change_master_to.sql.in ]]; then
# 但一定要先等 MySQL 容器启动之后才能进行下一步连接 MySQL 的操作
echo "Waiting for mysqld to be ready（accepting connections）"
until mysql -h 127.0.0.1 -uroot -p${MYSQL_ROOT_PASSWORD} -e "SELECT 1"; do sleep 1; done
echo "Initializing replication from clone position"
# 将文件 change_master_to.sql.in 改个名字
# 防止这个 Container 重启的时候，因为又找到了 change_master_to.sql.in，从而重复执行一遍初始化流程
mv change_master_to.sql.in change_master_to.sql.orig
# 使用 change_master_to.sql.orig 的内容，也就是前面拼装的 SQL，组成一个完整的初始化和启动 Slave 的 SQL 语句
mysql -h 127.0.0.1 -uroot -p${MYSQL_ROOT_PASSWORD} << EOF
$(< change_master_to.sql.orig),
MASTER_HOST='mysql-0.mysql.mysql',
MASTER_USER='root',
MASTER_PASSWORD='${MYSQL_ROOT_PASSWORD}',
MASTER_CONNECT_RETRY=10;
START SLAVE;
EOF
fi
# 使用 ncat 监听 3307 端口。
# 它的作用是，在收到传输请求的时候，直接执行 xtrabackup --backup 命令，备份 MySQL 的数据并发送给请求者
exec ncat --listen --keep-open --send-only --max-conns=1 3307 -c \
"xtrabackup --backup --slave-info --stream=xbstream --host=127.0.0.1 --user=root --password=${MYSQL_ROOT_PASSWORD}"
volumeMounts:
- name: data
mountPath: /var/lib/mysql
subPath: mysql
- name: conf
mountPath: /etc/mysql/conf.d
volumes:
- name: conf
emptyDir: {}
- name: config-map
configMap:
name: mysql
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: data
spec:
accessModes:
- "ReadWriteOnce"
storageClassName: managed-nfs-storage
resources:
requests:
storage: 5Gi
整体的statefulset有两个replicas，一个Master, 一个Slave，然后使用 init-mysql 这个 initContainers 进行配置文件的初始化。接着使用 clone-mysql 这个 initContainers 进行数据的传输；同时使用 xtrabackup 这个 sidecar 容器进行SQL初始化和数据传输功能
创建 StatefulSet
[root@k8s-master mysql]# kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml
[root@k8s-master mysql]# kubectl get po -n mysql
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-0 2/2 Running 0 17m
mysql-1 2/2 Running 0 16m
可以看到，StatefulSet 启动成功后，会有两个Pod运行，接下来，我们可以尝试向这个MySQL集群发起请求，执行一些SQL操作来验证它是否正常
验证主从状态
[root@k8s-master mysql]# kubectl -n mysql exec mysql-1 -c mysql -- bash -c "mysql -uroot -p123456 -e 'show slave status \G'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: mysql-0.mysql.mysql
Master_User: root
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 10
Master_Log_File: mysqllog.000003
Read_Master_Log_Pos: 154
Relay_Log_File: mysql-1-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 319
Relay_Master_Log_File: mysqllog.000003
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
Replicate_Do_DB:
Replicate_Ignore_DB: mysql
Replicate_Do_Table:
Replicate_Ignore_Table:
Replicate_Wild_Do_Table:
Replicate_Wild_Ignore_Table:
Last_Errno: 0
Last_Error:
Skip_Counter: 0
Exec_Master_Log_Pos: 154
Relay_Log_Space: 528
Until_Condition: None
Until_Log_File:
Until_Log_Pos: 0
Master_SSL_Allowed: No
Master_SSL_CA_File:
Master_SSL_CA_Path:
Master_SSL_Cert:
Master_SSL_Cipher:
Master_SSL_Key:
Seconds_Behind_Master: 0
Master_SSL_Verify_Server_Cert: No
Last_IO_Errno: 0
Last_IO_Error:
Last_SQL_Errno: 0
Last_SQL_Error:
Replicate_Ignore_Server_Ids:
Master_Server_Id: 100
Master_UUID: 1662034a-9c35-11ea-a60b-f68f1b10bff0
Master_Info_File: /var/lib/mysql/master.info
SQL_Delay: 0
SQL_Remaining_Delay: NULL
Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for more updates
Master_Retry_Count: 86400
Master_Bind:
Last_IO_Error_Timestamp:
Last_SQL_Error_Timestamp:
Master_SSL_Crl:
Master_SSL_Crlpath:
Retrieved_Gtid_Set:
Executed_Gtid_Set:
Auto_Position: 0
Replicate_Rewrite_DB:
Channel_Name:
Master_TLS_Version:
接下来，我们通过Master容器创建数据库和表、插入数据库
[root@k8s-master mysql]# kubectl -n mysql exec mysql-0 -c mysql -- bash -c "mysql -uroot -p123456 -e 'create database test'"
[root@k8s-master mysql]# kubectl -n mysql exec mysql-0 -c mysql -- bash -c "mysql -uroot -p123456 -e 'use test;create table counter(c int);'"
[root@k8s-master mysql]# kubectl -n mysql exec mysql-0 -c mysql -- bash -c "mysql -uroot -p123456 -e 'use test;insert into counter values(123)'"
[root@k8s-master mysql]# kubectl -n mysql exec mysql-0 -c mysql -- bash -c "mysql -uroot -p123456 -e 'use test;select * from counter'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
c
123
然后，我们观察Slave节点是否都同步到数据了
[root@k8s-master mysql]# kubectl -n mysql exec mysql-1 -c mysql -- bash -c "mysql -uroot -p123456 -e 'use test;select * from counter'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
c
123
当看到输出结果，主从同步正常了
扩展从节点
在有了 StatefulSet 以后，就可以像Deployment那样，非常方便地扩展这个 MySQL 集群，比如
kubectl -n mysql scale statefulset mysql -—replicas=3
$ kubectl get po -n mysql
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-0 2/2 Running 0 22m
mysql-1 2/2 Running 0 22m
mysql-2 2/2 Running 0 20s
这时候，一个新的mysql-2就创建出来了，我们继续验证新扩容的节点是否都同步到主节点的数据
kubectl -n mysql exec mysql-2 -c mysql -- bash -c "mysql -uroot -p123456 -e 'use test;select * from counter’"
c
123
当看到输出结果，主从同步正常了。也就是说从 StatefulSet 为我们新创建的 mysql-2 上，同样可以读取到之前插入的记录，也就是说，我们的数据备份和恢复，都是有效的
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