K8S 部署 MySQL(一主多从)

K8S   2025-01-12 15:20   250   0  

需求:master写,slave读。NFS映射mysql文件到本地,删除或重启pod或容器不会删除文件。

一、如果是单 Master,需要取消 taint 才会参与调度

如果是单 Master,需要取消掉 master 上的 taint

kubectl get node
kubectl describe node master01
kubectl taint node --all node-role.kubernetes.io/master-

image.png

二、创建PV

1、NFS 服务器加一个挂载点,用来存放mysql的数据


image.png

2、创建 NFS Provisioner


vim nfs-client-provisioner-mysql.yaml
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-mysql
  namespace: default                    #命名空间
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner          #指定Service Account账户
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: TZ
              value: Asia/Shanghai    #容器时区
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: nfs-storage-mysql       #配置provisioner的Name,确保该名称与StorageClass资源中的provisioner名称保持一致
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.102.130           #配置绑定的nfs服务器
            - name: NFS_PATH
              value: /data/mysql          #配置绑定的nfs服务器目录,挂载路径
      volumes:              #申明nfs数据卷
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 192.168.102.130  #配置绑定的nfs服务器
            path: /data/mysql
kubectl apply -f nfs-client-provisioner-mysql.yaml
kubectl get pods -n default

image.png

3、创建 StorageClass

负责建立 PVC 并调用 NFS provisioner 进行预定的工作,并让 PV 与 PVC 建立关联

vim nfs-client-storageclass-mysql.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-client-storageclass-mysql
provisioner: nfs-storage-mysql     #这里的名称要和provisioner配置文件中的环境变量PROVISIONER_NAME保持一致
parameters:
  archiveOnDelete: "true"
kubectl apply -f nfs-client-storageclass-mysql.yaml
kubectl get storageclasses

image.png

三、配置configMap

mkdir -p /data/mysql-cluster/mysql1
cd /data/mysql-cluster/mysql1
vim mysql_configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: mysql
  namespace: default #namespace
  labels:
    app: mysql
data:
  master.cnf: |
    [mysqld]
    #binlog
    expire_logs_days=7
    log-bin=mysql-bin
    binlog-format=ROW
    log_bin_trust_function_creators=1 #关闭MySQL对创建存储函数实施的限制
    lower_case_table_names=1 #设置大小写不敏感
    default-time-zone=+08:00  #设置时区
    max_allowed_packet=400M
    max_connections=1000
    sql_mode='STRICT_TRANS_TABLES,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION'

    innodb_buffer_pool_size=1G
    innodb_log_file_size=256M
    innodb_flush_log_at_trx_commit=1
    innodb_flush_method=O_DIRECT
    innodb_autoinc_lock_mode=2
    innodb_flush_log_at_trx_commit=0
    #指定默认引擎
    disabled_storage_engines=MyISAM,BLACKHOLE,FEDERATED,CSV,ARCHIVE
    default_storage_engine=innodb

    symbolic-links=0
    init_connect='SET collation_connection = utf8_unicode_ci'
    init_connect='SET NAMES utf8'
    character-set-server=utf8
    collation-server=utf8_unicode_ci
    skip-character-set-client-handshake

    skip-name-resolve  #解决找不到master.0.master问题
  slave.cnf: |
    [mysqld]
    super-read-only #只读模式
    log_bin_trust_function_creators=1 #关闭MySQL对创建存储函数实施的限制
    lower_case_table_names=1 #设置大小写不敏感
    default-time-zone=+08:00  #设置时区
    max_allowed_packet=400M
    max_connections=1000
    sql_mode='STRICT_TRANS_TABLES,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION'

    innodb_buffer_pool_size=1G
    innodb_log_file_size=256M
    innodb_flush_log_at_trx_commit=1
    innodb_flush_method=O_DIRECT
    innodb_autoinc_lock_mode=2
    innodb_flush_log_at_trx_commit=0
    #指定默认引擎
    disabled_storage_engines=MyISAM,BLACKHOLE,FEDERATED,CSV,ARCHIVE
    default_storage_engine=innodb

    symbolic-links=0
    init_connect='SET collation_connection = utf8_unicode_ci'
    init_connect='SET NAMES utf8'
    character-set-server=utf8
    collation-server=utf8_unicode_ci
    skip-character-set-client-handshake
    skip-name-resolve

在这里,我们定义了 master.cnf 和 slave.cnf 两个 MySQL 的配置文件
master.cnf 开启了log-bin,可以使用二进制日志文件的方式进行主从复制.
slave.cnf 开启了 super-read-only ,表示从节点只接受主节点的数据同步的所有写的操作,拒绝其他的写入操作,对于用户来说就是只读的
master.cnf 和 slave.cnf 以配置文件的形式挂载到容器的目录中

kubectl apply -f mysql_configmap.yaml
kubectl get configmap -n default

image.png

四、创建SVC

vim mysql-services.yaml
# 用于 StatefulSet 成员的稳定 DNS 条目的无头服务。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-headless
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - name: mysql
    port: 3306
  clusterIP: None
  selector:
    app: mysql
---
# 读写
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-read-and-write
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - name: mysql
    port: 3306
    targetPort: 3306
    nodePort: 30060
  type: NodePort
  selector:
    # 写操作需要指定master节点
    statefulset.kubernetes.io/pod-name: mysql-0
---
# 只读
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-only-read
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - name: mysql
    port: 3306
    targetPort: 3306
    nodePort: 30061
  type: NodePort
  selector:
    # 读操作需要指定slave节点
    app: mysql

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-master
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - name: mysql
    port: 3306
    targetPort: 3306
    nodePort: 30062
  type: NodePort
  selector:
    statefulset.kubernetes.io/pod-name: mysql-0
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-slave-1
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - name: mysql
    port: 3306
    targetPort: 3306
    nodePort: 30063
  type: NodePort
  selector:
    statefulset.kubernetes.io/pod-name: mysql-1
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-slave-2
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - name: mysql
    port: 3306
    targetPort: 3306
    nodePort: 30064
  type: NodePort
  selector:
    statefulset.kubernetes.io/pod-name: mysql-2

说明:
clusterIP: None,使用无头服务 Headless Service(相比普通Service只是将spec.clusterIP定义为None,也就是没有clusterIP,直接使用endport 来通信)来维护Pod网络身份,会为每个Pod分配一个数字编号并且按照编号顺序部署。还需要在StatefulSet添加serviceName: “mysql”字段指定StatefulSet控制器。

kubectl apply -f mysql-services.yaml
kubectl get svc -n default

image.png
对 k8s 的restful api进行访问:

https://192.168.102.130:6443/api/v1/namespaces/default/endpoints/mysql-headless

可以看到,访问无头服务,返回的出现了这些Pod的详细信息(需要给匿名用户授权)

kubectl create clusterrolebinding test:anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous

image.png
另外statefulset控制器网络标识,体现在主机名和Pod A记录:
• 主机名:-<编号>
例如: mysql-0
• Pod DNS A记录:…svc.cluster.local (POD 之间通过DNS A 记录互相通信)
例如: mysql-0.mysql.default.svc.cluster.local名称-编号>名称>

五、部署StatefulSet

vim mysql-statefulset.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
  namespace: default
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  serviceName: mysql-headless
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      initContainers:
      - name: init-mysql
        image: mysql:5.7
        command:
        - bash
        - "-c"
        - |
          yum install -y hostname
          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 [[ $ordinal -eq 0 ]]; then
            # 如果序号是0,则初始化为master节点
            cp /mnt/config-map/master.cnf /mnt/conf.d/
          else
            # 如果序号不是0,则初始化为slave节点
            cp /mnt/config-map/slave.cnf /mnt/conf.d/
          fi          
        volumeMounts:
        - name: conf
          mountPath: /mnt/conf.d
        - name: config-map
          mountPath: /mnt/config-map
      - name: clone-mysql
        image: fxkjnj/xtrabackup:1.0
        command:
        - bash
        - "-c"
        - |
          set -ex
          # 拷贝操作只需要在第一次启动时进行,所以数据已经存在则跳过
          [[ -d /var/lib/mysql/mysql ]] && exit 0
          # Master 节点(序号为 0)不需要这个操作
          [[ `hostname` =~ -([0-9]+)$ ]] || exit 1
          ordinal=${BASH_REMATCH[1]}
          [[ $ordinal -eq 0 ]] && exit 0
          # 使用ncat指令,远程地从前一个节点拷贝数据到本地
          ncat --recv-only mysql-$(($ordinal-1)).mysql-headless 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:5.7.39
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: "CWCcwy12"
        - name: TZ
          value: Asia/Shanghai
        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","-uroot","-pCWCcwy12", "ping"]
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 10
          timeoutSeconds: 5
        readinessProbe:
          exec:
            # 检查我们是否可以通过 TCP 执行查询(跳过网络已关闭)。
            command: ["mysql", "-h", "127.0.0.1","-uroot","-pCWCcwy12", "-e", "SELECT 1"]
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 2
          timeoutSeconds: 1
      - name: xtrabackup
        image: fxkjnj/xtrabackup:1.0
        ports:
        - name: xtrabackup
          containerPort: 3307
        env:
        - name: TZ
          value: Asia/Shanghai
        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 && "x$(<xtrabackup_slave_info)" != "x" ]]; then
             # 如果xtrabackup_slave_info文件存在,说明这个备份数据来自于另一个Slave节点
            # 这种情况下,XtraBackup工具在备份的时候,就已经在这个文件里自动生成了“CHANGE MASTER TO”SQL语句
            # 所以,只需要把这个文件重命名为change_master_to.sql.in,后面直接使用即可
            cat xtrabackup_slave_info | sed -E 's/;$//g' > change_master_to.sql.in
            # 所以,也就用不着xtrabackup_binlog_info了
            rm -f xtrabackup_slave_info 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 -f xtrabackup_binlog_info xtrabackup_slave_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 -pCWCcwy12 -e "SELECT 1"; do sleep 1; done

            echo "Initializing replication from clone position"
            mysql -h 127.0.0.1 -uroot -pCWCcwy12 \
                  -e "$(<change_master_to.sql.in), \
                          MASTER_HOST='mysql-0.mysql-headless', \
                          MASTER_USER='root', \
                          MASTER_PASSWORD='CWCcwy12', \
                          MASTER_CONNECT_RETRY=10; \
                        START SLAVE;" || exit 1
            # 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
          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=CWCcwy12"          
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /var/lib/mysql
          subPath: mysql
        - name: conf
          mountPath: /etc/mysql/conf.d
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
      volumes:
      - name: conf
        emptyDir: {}
      - name: config-map
        configMap:
          name: mysql   #指定名称为mysql的configMap
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data
      namespace: default                    #属于的命名空间
    spec:
      storageClassName: "nfs-client-storageclass-mysql"   #StorageClass的名称
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 5Gi
kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml
kubectl get pods -n default

image.png
image.png
说明:
使用 xtrbackup 工具进行容器初始化数据的备份,https://www.toutiao.com/i6999565563710292484
使用 linux 自带的 ncat 工具进行容器初始化数据的拷贝【使用ncat指令,远程地从前一个节点拷贝数据到本地]】https://www.cnblogs.com/chengd/p/7565280.html
使用mysql的binlog 主从复制 来保证主从之间的数据一致
利用pod的主机名的序号来判断当前节点为主节点还是从节点,再根据对于节点拷贝不同的配置文件到指定位置
使用mysqladmin的ping 作为数据库的健康检测方式
使用nfs存储的 PV 动态供给(StorageClass),持久化mysql的数据文件。
StatefulSet 启动成功后,将会有三个 Pod 运行。

六、测试

1、写操作

master节点读写操作都可以进行。

kubectl exec -it  mysql-0 -n default -c mysql  /bin/bash
mysql -uroot -pCWCcwy12 -h 127.0.0.1
CREATE DATABASE test;
CREATE TABLE test.messages (message VARCHAR(250));
INSERT INTO test.messages VALUES ('hello');

image.png

2、读操作

slave节点是无法进行写操作的。

kubectl exec -it  mysql-1 -n default -c mysql  /bin/bash
mysql -uroot -pCWCcwy12 -h 127.0.0.1
INSERT INTO test.messages VALUES ('hello');
SELECT * FROM test.messages;

image.png


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