MySQL集群Cluster详解基本原理 mysql集群三种方式

一、MySQL集群Cluster原理简介

MySQL Cluster是MySQL集群的一种常用技术，也是MySQL官方提供的，多主多从结构，该技术允许在无共享的系统中部署“内存中”数据库的Cluster。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。适用于分布式计算环境下的高冗余、高实用版本。对数据库的结构和功能进行了拆分，分成了管理节点、数据存储节点和SQL节点。每个设备可以只发挥其中一部分作用，并且多个设备之间可以进行组件集群，实现冗余备份，防止单点故障。

MySQL Cluster由一组计算机组成，每台计算机上均运行多种进程，包括MySQL服务器，管理服务器，MySQL Cluster数据节点，以及（可能）专门的数据访问应用程序。

MySQL集群架构如下所示：

SQL节点：对外提供访问MySQL集群的入口，该节点可以有多个。负责与WEB应用程序交互，承接来自上层的SQL命令，所有的数据节点可以起到相同的作用，在任意一个SQL节点上的命令都会在系统中生效，从而可以起到互相备份和负载分担的作用，可以防止单点故障。

数据节点：用于存储数据，集群中有多个数据节点，每个数据节点都会存储所有数据，这样当一个数据节点宕机后，还会有其他的数据节点存储数据，系统仍然可以继续使用。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。

如图-1，集群中存在四个数据节点，分别是Node1、Node2、Node3、Node4，集群数据分区存储，其中Node1存储数据的partition 0，同时存储partition 2的一个备份副本用作冗余。其他节点类似。这样设计的好处如以下：图-2，

在这个例子中可以看出，即使group0和group1中各有一个Node故障，整个Cluster环境中也会有一份完整的数据，保证系统正常运转。

管理节点：MySQL全局的管理者，起到联系并管理整体架构的作用。整个集群只有一个管理节点，控制其他节点启停，查看节点状态等。维护了集群全局配置信息，因此在整个集群环境中应该优先于所有节点启动。Cluster中的其他节点从管理服务器检索配置信息，并请求确认管理服务器所在位置的方式。当数据节点内发生新的事件时，该节点将关于这类事件的信息发送到管理服务器上，写入到Cluster日志中。

二、NDB引擎介绍

在MySQL实现集群Cluster架构中，存储节点使用的存储引擎为NDB引擎。NDB引擎是一种分布式的基于内存的引擎，因此作为MySQL集群的Cluster架构中的存储节点，内存一定要足够大。

NDB引擎有以下优点：

1. 基于内存存储，没有磁盘I/O瓶颈，速度快。
2. 扩展性好，增加节点即可实现数据库集群Cluster的扩展。
3. 冗余性好，单个节点故障，集群还可以提供服务。
4. 高可用性：故障检测及迁移，多节点备份。
5. 负载均衡：切换某服务访问某节点，分摊单个节点的数据库压力。

同时，NDB引擎也有以下缺点：

1. 由于存储基于内存，因此在设备断电后数据就会丢失。
2. 存储空间大小受内存大小限制。
3. 多个节点分布式架构整体响应速度会受到网络影响。
4. 脑裂：导致数据库节点彼此独立运行的集群故障称为“脑裂”。这种情况可能导致数据不一致，导致无法修复。例如当两个数据节点独立更新同一表上的同一行数据时。