MySQL Router 8 详解

程序员文章站 2022-06-03 09:38:26

...

一、功能介绍

1. 透明路由

2. 元数据缓存

3. 简单重定向

4. MySQL Router 8.0的新特性

MySQL Router最早是作为MySQL-Proxy的替代方案出现的。作为一个轻量级中间件，MySQL Router可在应用程序和后端MySQL服务器之间提供透明路由和负载均衡，从而有效提高MySQL数据库服务的高可用性与可伸缩行。

MySQL Router 2.0是其初始版本，适用于MySQL Fabric用户，但已被弃用，不再支持。MySQL Router 2.1为支持MySQL InnoDB Cluster而引入，MySQL Router 8.0则是MySQL Router 2.1上的扩展，版本号与MySQL服务器版本号保持一致。即Router 2.1.5作为Router 8.0.3（以及MySQL Server 8.0.3）发布，2.1.x分支被8.0.x取代。这两个分支完全兼容。当前最新版本为8.0.17，MySQL强烈建议使用Router 8与MySQL Server 8和5.7一起使用。

一、功能介绍

1. 透明路由

MySQL Router通过智能地将客户端连接路由到MySQL服务器来简化应用程序开发。MySQL使用组复制在多个服务器之间复制数据，当服务器发生故障时执行自动故障转移，基于paxos协议在剩余实例中选举一个新的主库。这里存在一个问题，如果应用程序直连主库，当发生主库切换时可用的数据库IP地址发生变化，客户端应用程序必须自行修改它的连接配置。这种方案极不现实，因为需要应用程序了解组复制的拓扑结构并知道哪个MySQL实例是主库，对于应用程序显然是强人所难，这些处理逻辑本应对应用透明。

而这正是MySQL Router的用武之地。当与InnoDB Cluster一起使用时，MySQL Router充当代理，向应用程序隐藏网络上的多个MySQL实例，并将数据请求映射到其中一个集群实例。只要有足够的在线副本并且组件之间的通信完好无损，客户端就能够连接其中一个实例，保持对外服务的连续性。应用程序要做的只是连接到Router，而不是直连MySQL数据库实例，其它的交给Router处理即可。

MySQL Router的推荐部署模型是与InnoDB Cluster集成，其中Router与应用程序最好位于同一主机上。

2. 元数据缓存

MySQL Router处于应用程序和MySQL服务器之间。当应用程序连接到Router时，Router从其候选池中选择合适的MySQL服务器连接，此后Router转发应用程序和MySQL之间的所有往返网络流量。

MySQL Router保留在线MySQL服务器的缓存列表，或配置的InnoDB Cluster的拓扑和状态。Router启动时，列表从Router的配置文件加载。当使用--bootstrap选项引导Router时，此列表由InnoDB群集服务器生成。为了更新缓存，Router元数据缓存组件与包含元数据的InnoDB Cluster服务器之一保持连接，通过从该MySQL实例的performance_schema库表查询元数据和实时状态信息来实现。每当修改InnoDB集群时都会更改集群元数据，并且只要检测到集群状态更改，就会通过MySQL服务器的Group Replication插件实时更新performance_schema库表。

当Router检测到连接的MySQL服务器关闭时，它会尝试连接到不同的MySQL服务器以从新的服务器获取元数据和InnoDB Cluster状态。关闭的MySQL服务器的应用程序连接会自动关闭。应用程序必须重新连接到Router，这要求应用程序实现重连机制。Router将它们重定向到在线MySQL服务器。

3. 简单重定向

Router将MySQL连接重定向到可用的MySQL服务器，这意味着数据包是在未经检查的情况下整体路由的。如果连接失败，应用程序须要重试连接，MySQL Router在尝试连接失败后选择新的MySQL服务器。这被称为简单重定向连接路由，因为它需要应用程序重试连接。也就是说，如果从MySQL Router到MySQL服务器的连接中断，则应用程序会遇到连接失败，但新的连接尝试会触发Router查找并连接到另一台MySQL服务器。路由连接的服务器和路由策略在配置文件中定义。

使用MySQL Router不需要特定的库或接口，与不使用Router相比，应用程序所感知的唯一区别是如何建立与MySQL服务器的连接。因为MySQL Router在尝试连接时只是单纯重定向，并不读取数据包或执行分析，所以应用程序需要捕获连接错误并重试连接到Router。

使用MySQL Router的工作流程如下：

MySQL客户端连接到MySQL Router。
Router检查可用的MySQL服务器。
Router打开一个适用MySQL服务器的连接。
Router在应用程序和MySQL服务器之间来回转发数据包
如果连接的MySQL服务器出现故障， Router将断开连接。当应用程序重试连接到Router时，Router选择另一个可用MySQL服务器。

部署MySQL Router时建议但不强制遵循两点：

在与应用程序相同的主机上安装并运行MySQL Router。
使用配置文件中的bind_port = 127.0.0.1:<port>将 Router绑定到localhost，或者禁用TCP连接（--conf-skip-tcp）并将其限制为仅使用Unix套接字连接（--conf-use-sockets）。

建议主要出于性能考虑。每当在网络中引入通信组件时，都会产生一定的开销，并且会受到工作负载的严重影响。幸运的是，MySQL Router的性能影响非常小。官方文档显示，当前版本的简单重定向连接路由，其速度与直连数据库相比仅慢约1%。

4. MySQL Router 8.0的新特性

较之以前2.x版本，MySQL Router 8.0新增了如下主要功能：

添加了可选的routing_strategy配置选项。可用值为first-available、next-available、round-robin和round-robin-with-fallback。以前版本中，这些策略对应mode选项中的调度模式，其中read-write对应first-available，而read-only对应round-robin。它们保留了这些模式的先前行为。
添加了--ssl-key和--ssl-cert命令行选项，指定客户端证书和私钥以方便客户端身份验证。用于使用REQUIRE X509创建root帐户时。
添加了connect_timeout和read_timeout元数据配置文件选项。它们在[DEFAULT]命名空间下定义，并影响元数据服务器连接等内部操作。
Bootstrap接受InnoDB Cluster的任何成员，并自动查找并重新连接到可写服务器。以前只接受主库。
Bootstrap接受--config选项并读取[logger]级别选项的定义。
最大并发客户端连接数从500增加到5000。
添加了一个新的mysqlrouter_plugin_info实用程序来帮助调试MySQL Router插件。

二、安装与启动

1. 安装

MySQL Router的安装过程依赖于所使用的操作系统和安装介质，二进制包的安装通常比较简单，而源码包则需要先编译再安装。例如在Linux上的安装最新的MySQL Router二进制包，只需要用mysql用户执行一条解压命令就完成了：

tar -Jxvf mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64.tar.xz

解压后生成如下目录：

[[email protected]~]$ll mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64
total 108
drwxrwxr-x 2 mysql mysql    126 Sep  2 15:26 bin
drwxrwxr-x 3 mysql mysql   4096 Sep  2 15:26 lib
-rw-r--r-- 1 mysql mysql 101805 Jun 25 18:23 LICENSE.router
drwxrwxr-x 3 mysql mysql     17 Sep  2 15:22 man
-rw-r--r-- 1 mysql mysql    700 Jun 25 18:23 README.router
drwxrwxr-x 3 mysql mysql     16 Sep  2 15:22 share

bin目录下存放的是可执行文件，可将该目录添加到PATH环境变量中方便执行，例如：

export PATH=.:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/X11R6/bin:/home/mysql/mysql-5.6.14/bin:/home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/bin;

然后就可以执行mysqlrouter命令，如检查版本或显示帮助：

[[email protected]~]$mysqlrouter --version
MySQL Router  Ver 8.0.17 for linux-glibc2.12 on x86_64 (MySQL Community - GPL)
[[email protected]~]$mysqlrouter --help
[[email protected]~]$mysqlrouter --help
MySQL Router  Ver 8.0.17 for linux-glibc2.12 on x86_64 (MySQL Community - GPL)
Copyright (c) 2015, 2019, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Configuration read from the following files in the given order (enclosed
in parentheses means not available for reading):
  (/home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/bin/.././mysqlrouter.conf)
  (/home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/bin/.././mysqlrouter.ini)
  (/home/mysql/.mysqlrouter.conf)
  (/home/mysql/.mysqlrouter.ini)

...

各种安装包的下载地址为https://dev.mysql.com/downloads/router/。其它情况的安装可参考https://dev.mysql.com/doc/mysql-router/8.0/en/mysql-router-installation.html。

2. 启动

MySQL Router启动时需要读取其配置文件，获取基本连接路由信息。Router插件执行基于连接的路由，这意味着它将数据包转发到服务器而不检查它们。这是一种提供高吞吐量的简单方法。一个基本的连接路由设置如下所示：

[logger]
level = INFO

[routing:secondary]
bind_address = localhost
bind_port = 7001
destinations = 172.16.1.125:3306,172.16.1.126:3306,172.16.1.127:3306
routing_strategy = round-robin

[routing:primary]
bind_address = localhost
bind_port = 7002
destinations = 172.16.1.125:3306,172.16.1.126:3306,172.16.1.127:3306
routing_strategy = first-available

这里设置了两个路由策略：通过本地7001端口，循环连接到172.16.1.125:3306、172.16.1.126:3306、172.16.1.127:3306三个MySQL实例，由round-robin路由策略所定义；通过本地7002端口，对同样的三个MySQL实例设置第一可用策略。第一可用策略使用目标列表中的第一个可用服务器，即当172.16.1.125:3306可用时，所有7002端口的连接都转发到它，否则转发到172.16.1.126:3306，以此类推。Router不会检查数据包，也不会根据分配的策略或模式限制连接，因此应用程序可以据此确定将读写请求发送到不同的服务器。本例中可将读请求发送到本地7001端口，将读负载均衡到三台服务器。同时将写请求发送到7002，这样只写一个服务器，从而实现的读写分离。

将以上配置保存到/home/mysql/.mysqlrouter.conf文件，并后台启动MySQL Router：

[[email protected]~]$mysqlrouter -c /home/mysql/.mysqlrouter.conf &

查看进程确认MySQL Router已经启动：

[[email protected]~]$ps -ef | grep router
mysql    327410 326543  0 16:31 pts/0    00:00:00 mysqlrouter -c /home/mysql/.mysqlrouter.conf
...

缺省的日志文件中显示如下信息：

[[email protected]~]$more ~/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/mysqlrouter.log 
2019-09-02 16:42:36 routing INFO [7f151540b700] [routing:primary] started: listening on localhost:7002, routing strategy = first-available
2019-09-02 16:42:36 routing INFO [7f1514c0a700] [routing:secondary] started: listening on localhost:7001, routing strategy = round-robin
[[email protected]~]$

查看监听状态：

[[email protected]~]$netstat -tnlp
(Not all processes could be identified, non-owned process info
 will not be shown, you would have to be root to see it all.)
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      -                   
tcp        0      0 127.0.0.1:199           0.0.0.0:*               LISTEN      -                   
tcp6       0      0 :::80                   :::*                    LISTEN      -                   
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      -                   
tcp6       0      0 ::1:7001                :::*                    LISTEN      329852/mysqlrouter  
tcp6       0      0 ::1:7002                :::*                    LISTEN      329852/mysqlrouter  
[[email protected]~]$

现在，MySQL Router正在侦听端口7001和7002，并将请求发送到适当的MySQL实例：

[[email protected]~]$mysql -uwxy -p123456 -P7001 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2       |
+------------+
[[email protected]~]$mysql -uwxy -p123456 -P7001 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp3       |
+------------+
[[email protected]~]$mysql -uwxy -p123456 -P7001 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp4       |
+------------+
[[email protected]~]$mysql -uwxy -p123456 -P7001 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2       |
+------------+
[[email protected]~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2       |
+------------+
[[email protected]~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2       |
+------------+
[[email protected]~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2       |
+------------+
[[email protected]~]$

由上可见，发送到本地7001端口的请求，被循环转发到三个服务器，而发送到本地7002端口的请求，全部被转发到172.16.1.125:3306。

可以在网络上的单台或多台主机上运行多个MySQL路由器实例，而无需将MySQL Router隔离到单个机器上。这是因为MySQL Router对任何特定服务器或主机都不具有亲和性。要停止MySQL Router，只需用kill或killall命令直接杀掉相关进程。MySQL Router只起到一个转发流量的作用，它实在太“轻”了，以至都没有一个单独的停止命令。

三、配置

MySQL Router启动时可以从配置文件、扩展配置文件、命令行选项三个地方获取配置信息。本节说明MySQL Router配置文件的位置、配置文件语法和配置选项。

1. 配置文件位置

（1）缺省配置文件
MySQL Router在启动时扫描缺省配置文件，并可选择在运行时从命令行加载用户定义的配置文件。默认情况下，MySQL Router扫描依赖于操作系统的特定位置以查找配置文件。执行mysqlrouter --help可以查看系统上的缺省配置文件位置：

[[email protected]~]$mysqlrouter --help | more
MySQL Router  Ver 8.0.17 for linux-glibc2.12 on x86_64 (MySQL Community - GPL)
Copyright (c) 2015, 2019, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Configuration read from the following files in the given order (enclosed
in parentheses means not available for reading):
  (/home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/bin/.././mysqlrouter.conf)
  (/home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/bin/.././mysqlrouter.ini)
  /home/mysql/.mysqlrouter.conf
  (/home/mysql/.mysqlrouter.ini)
Plugins Path:
  /home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/lib/mysqlrouter

Default Log Directory:
  /home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64

Default Persistent Data Directory:
  /home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/bin/../var/lib/mysqlrouter

Default Runtime State Directory:
  /home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/bin/../run

...

从帮助信息的开始部分可以看到MySQL Router查找的缺省配置文件和查找顺序。括号中的文件不可用，这里只有/home/mysql/.mysqlrouter.conf一个可用缺省配置文件。注意，如果使用-c或--config选项传入用户定义的配置文件，则不会加载缺省配置文件。

（2）用户定义和扩展配置文件
用户定义配置文件由-c或--config命令行选项指定，扩展配置文件由-a或--extra-config命令行选项指定。从缺省配置文件或使用--config选项指定的文件读取配置后，读取扩展配置文件：

shell> mysqlrouter --config /custom/path/to/router.conf --extra-config /another/config.conf

可以传入多个扩展配置选项，并按照输入的顺序加载文件：

shell> mysqlrouter --config b.conf --extra-config a.conf --extra-config c.conf

在上面的示例中，首先加载b.conf，然后按顺序加载a.conf和c.conf。此外由于使用了--config，不会加载缺省配置文件。每个加载的配置文件都会覆盖先前读取的配置文件中的设置。

2. 配置文件语法

MySQL Router配置文件格式类似于MySQL服务器的配置文件，符合传统INI文件格式，其中包含多个段，每个段中包含多个选项。选项中的目录支持支持正斜杠和反斜杠，反斜杠无条件复制而不是转义字符。配置文件可以包含注释行，注释行以井号（＃）或分号（;）开头，并继续到行尾。注意只支持整行注释，不支持行中、行尾注释。（1）段
每个配置文件都包含一个配置段列表，其中每个段包含一系列配置选项，每个配置选项都有名称和值，例如：

[section name]
option = value
option = value
option = value

[section name:optional section key]
option = value
option = value
option = value

中括号中的是段名和可选的段键，段名与段键之间用冒号（:）分隔。段名和段键的组合对于配置是唯一的，中括号内不能有首尾空格。段名与段键由一个或多个字母、数字或下划线（_）的序列组成，不允许使用其它字符。

段类似于命名空间。例如user选项，其含义取决于其关联的段。[DEFAULT]段中的user指的是运行MySQL Router的系统用户，该用户也受--user命令行选项控制。[metadata_cache]段中定义的user，指的是访问MySQL服务器元数据的MySQL用户。

下面列举几个主要的段：

[DEFAULT]：DEFAULT是一个特殊的段，用于选项缺省值，在该段中查找其它段中没出现的选项，通常配置扩展配置文件的目录、日志的目录、MySQL Router运行时的目录（如pid文件）等。DEFAULT段不接受段键。
[logger]：logger段只有一个选项，设置日志的记录级别。
[routing:NAME]：该段是MySQL Router主要配置部分，设置不同的路由实例，其中NAME是自定义的段键名。

（2）选项

在段名之后，可以有一个零或多个选项行，其中每个选项行的形式如下：

name = value

处理之前将删除选项名称或选项值上的任何首尾空格。选项名称不区分大小写。选项值支持在大括号中引用选项名称，作为变量插入值。变量引用值是在检索选项值时完成的，而不是在读取配置文件时。如果变量未定义，则不进行替换，并按字面读取选项值。考虑下面的示例配置文件：

[DEFAULT]
prefix = /usr/

[sample]
bin = {prefix}bin/{name}
lib = {prefix}lib/{name}
name = magic
directory = /data/{mysqlrouterdata}

这里bin的值是“/usr/bin/magic”，lib的值是“/usr/lib/magic”。由于未定义名为“{mysqlrouterdata}”的变量，directory的值是“/data/{mysqlrouterdata}”。

MySQL Router定义了配置文件可用的如下预定义变量。变量使用大括号，例如{program}作为Router可执行程序预定义变量。

program：程序的名称，通常是mysqlrouter。
origin：二进制文件所在目录。
logging_folder：日志文件所在目录。
plugin_folder：插件文件所在目录。
runtime_folder：运行时数据文件所在目录。
config_folder：配置文件所在目录。

3. 配置文件示例

启动时，MySQL Router会读取配置文件列表，这些配置文件一起构成Router的配置。至少需要一个配置文件，否则启动Router时会报 Error: No valid configuration file available 错误。下面是一个名为mycluster的MySQL InnoDB cluster的基本连接路由示例，读写流量发送到6446端口，只读访问使用6447端口。

[DEFAULT]
logging_folder=/opt/routers/myrouter/log
runtime_folder=/opt/routers/myrouter/run
data_folder=/opt/routers/myrouter/data
connect_timeout=30
read_timeout=30

[logger]
level = INFO

[metadata_cache:mycluster]
router_id=5
bootstrap_server_addresses=mysql://localhost:3310,mysql://localhost:3320,mysql://localhost:3330
user=mysql_router
metadata_cluster=mycluster
ttl=5

[routing:mycluster_default_rw]
bind_address=0.0.0.0
bind_port=6446
destinations=metadata-cache://mycluster/default?role=PRIMARY
routing_strategy=round-robin

[routing:mycluster_default_ro]
bind_address=0.0.0.0
bind_port=6447
destinations=metadata-cache://mycluster/default?role=SECONDARY
routing_strategy=round-robin

该配置中定义了五个段：

[DEFAULT]中定义了数据文件目录、日志文件目录、运行时文件目录的位置，以及连接和读取MySQL元数据服务器的超时时间为30秒。
[logger]中定义日志级别为info，可选值有info、debug、warning、error、fatal，不区分大小写。
[metadata_cache:mycluster]中定义MySQL服务器元数据访问信息：router_id是整型的路由ID。bootstrap_server_addresses是逗号分隔的InnoDB cluster中的MySQL实例。user定义访问元数据的用户。metadata_cluster定义InnoDB cluster名称。ttl定义缓存时间为5秒。
[routing:mycluster_default_rw]和[routing:mycluster_default_ro]分别定义读写路由和只读路由。bind_address指定路由使用本机IP地址。配置文件中的bind_address选项只接受一个地址，但是可以使用bind_addres = 0.0.0.0绑定到localhost上的所有地址。bind_port指定客户端连接Router使用的端口。destinations引用由metadata-cache定义的目标地址，以利用InnoDB Cluster的元数据缓存来动态配置主机信息。如果不使用InnoDB Cluster，destinations可以指定为逗号分隔的IP:port地址，但bind_address中的地址不能出现在destinations列表中。routing_strategy定义路由策略，本例中读写和只读均为循环访问三个节点。

配置选项的完整说明，参见https://dev.mysql.com/doc/mysql-router/8.0/en/mysql-router-conf-options.html。

MySQL Router 8 详解

一、功能介绍

1. 透明路由

2. 元数据缓存

3. 简单重定向

4. MySQL Router 8.0的新特性

二、安装与启动

1. 安装

2. 启动

三、配置

1. 配置文件位置

2. 配置文件语法

3. 配置文件示例

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