容器化 | 基于 Kubernetes 的新一代 MySQL 高可用架构实现方案

作者:高日耀 资深 mysql 内核研发

本文源于作者在 kubesphere & friends 2021 杭州站 的演讲内容《基于 kubernetes 的新一代 mysql 高可用架构实现方案》。

本文是 mysql 容器化系列的第三篇文章,主要介绍 mysql 容器化 helm 版本[1] 的设计思路。

dockerfile 简介

首先 radondb mysql 一个 pod 中的容器角色中,一般包含 mysql、xenon、slowlog 三个容器。

其中,mysql 和 xenon dockerfile 目录结构如下所示:

mysql dockerfile 解析

启动 mysql 主进程前,需要准备数据库配置、初始化等,这些工作要在最终的 mysql 运行之前解决。在制作镜像时,通过配置 mysql dockerfile 中 entrypointcmd 参数,可提前准备数据库配置、初始化等进程。

docker 是分层的,每一条命令都会建一个镜像层,分层太多会导致快速膨胀。在制作镜像时,不建议分层太多。

mysql dockerfile 文件中命令示例如下:

mysql mysql-entry.sh 文件中包含启动命令,其主要执行流程如下:

xenon dockerfile 解析

xenon dockerfile 比较简单,跟 mysql dockerfile 流程类似。

xenon dockerfile 命令示例如下:

xenon-entry.sh 主要功能:

  1. 生成 xenon 配置文件,在 xenon 启动的时候调用
  2. ping host

name 生成及环境变量

name 生成

首先我们看下 chart 目录下功能文件列表,chart 下包含的文件如下图所示:

其中,_helpers.tpl 常需引用 chart.yamlvalues.yaml 中定义的变量,继而实现如下能力:

  • 生成 app 名字:helm install release <版本名,如 emo> <项目名,如radondb-mysql>
  • 生成 serviceaccountname 名字。
  • 生成 chart 名字和版本。

通过命令 helm get all demo,可查看 demo 中所有信息。查看 service 部分 name 示例如下:

104 # source: radondb-mysql/templates/serviceaccount.yaml
105 apiversion: v1
106 kind: serviceaccount
107 metadata:
108   name: demo-radondb-mysql
109   labels:
110     app: demo-radondb-mysql
111     chart: radondb-mysql-1.0.0
112     release: "demo"
113     heritage: "helm"

环境变量

环境变量 主要目的是保存密码和配置参数解耦。

  • secrets.yaml 功能

    • opaque
    • base64 转码
    • 加密插件
  • configmap.yaml 功能

    • 将配置参数和 docker 镜像解耦
    • 保存一些配置参数和修改 lable 的脚本

如何识别集群中 leader、follower 角色?

识别集群节点角色,需创建一个服务账号,并授予相应的权限。通过执行在 config 文件中保存的脚本,调用相应的 api 来修改对应角色的 lable。

节点角色修改后,相应 lable 效果如下。此时,通过服务标签后缀,即可轻松辨别 leader 和 follower 角色的节点。

在 kubesphere[2] 管理控制台,可查看到角色修改后示例如下:

如何实现读写分离?

radondb mysql 读写分离,通过 headless service for stable dns [3] 来实现。

分配一个集群内部可以访问的虚拟 ip (vip),vip 是固定的,而节点所绑定的 pod 的 ip 是可以变化的,每个 node 上分配一个端口作为外部访问入口。以此特点,可以设定一个读 ip 和一个写 ip,来达到读写分离的目的,而无需担心新绑定 pod 致使 ip 发生变化。

以 leader 节点为例,下图所示的 clusterip 对应写 ip(10.111.92.63), 其绑定当前的 pod(主)ip 为 172.17.0.10

邂逅 kubeshpere

radondb mysql 已经登录 kubesphere 应用商店(3.1.0 版本推出),可以通过 kubesphere 来实现对集群的查看和管理。

1、通过终端查看集群正常时 gtid 和对应的状态

2、模拟 follower 节点挂掉场景

kill 掉名为 demo-radondb-mysql-2 的 follower:

从另外一个节点登入终端再次查看集群状态,该 follower 节点 mysql 和 io/sql 状态都不正常。

从 kubesphere 界面查看:

挂掉的节点重新拉起,集群开始重新发起选举:

3、leader (demo-radondb-mysql-0) 节点挂掉场景

leader 降级为 follower,原来另外两个从节点进入候选者状态:

从 kubesphere 界面查看,这时已经查不到 leader pod:

等待一段时间,集群选出新主(demo-radondb-mysql-2):

从 kubesphere 看到原来的主(demo-radondb-mysql-0)变为 follower:

4、网络隔离

将新主(demo-radondb-mysql-2) 隔离。

等待一段时间,可以看到新主(demo-radondb-mysql-0)重新被选出:

[1]. radondb mysql kubernetes:

[2]. kubesphere:

[3]. headless service:

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