具备负载均衡功能MySQL服务器集群部署及实现(1)

1. 引言 MySQL是一个高速度、高性能、多线程、开放源代码，建立在客户/服务器(Client/Server)结构上的关系型数据库管理系统(RDBMS)。它始于1979年，最初是Michael Widenius为瑞典TcX公司创建的UNIREG数据库系统，当时的UNIREG没有SQL(Structured Query Langu

1. 引言

MySQL是一个高速度、高性能、多线程、开放源代码，建立在客户/服务器(Client/Server)结构上的关系型数据库管理系统(RDBMS)。它始于1979年，最初是Michael Widenius为瑞典TcX公司创建的UNIREG数据库系统，当时的UNIREG没有SQL(Structured Query Language结构化查询语言)接口，限制了它的应用。1996年5月，Widenius开发出了MySQL的最初版本，开始在Internet上公开发行。MySQL的开发人员从一开始就一直关注它的性能，为此不惜特性集，直到今天，MySQL依然保持本色，以高速度高性能为首要原则。

随着时间的推移，MySQL也加入了大型数据库产品的高级特性，如存储过程、视图、触发器等，使其在企业级数据库系统中开始被部署应用[1]。2008年10月，SUN公司收购了MySQL AB公司，开始进入开源领域。随着重量级操作系统Solaris的开源，SUN MySQL在数据库市场占有的份额将会进一步提高。因此，在生产环境中部署具有负载均衡功能的MySQL服务器集群，对于提高企业数据库应用系统的速度、稳定性及可伸缩性具有很大的现实意义，也可以有效降低应用系统的投资成本。本文将以FreeBSD 7.0-Release操作系统为例，利用MySQL数据库的复制(Replication)特性，简要介绍部署MySQL服务器集群的实现方法和相关注意事项。

2. 系统模型

本集群的结构为一个主MySQL服务器(Master)服务器与多个从属MySQL服务器(Slave)建立复制(replication)连接，主服务器与从属服务器实现一定程度上的数据同步，多个从属服务器存储相同的数据副本，实现数据冗余，提供容错功能。部署开发应用系统时，对数据库操作代码进行优化，将写操作(如UPDATE、INSERT)定向到主服务器，把大量的查询操作(SELECT)定向到从属服务器，实现集群的负载均衡功能。如果主服务器发生故障，从属服务器将转换角色成为主服务器，使应用系统为终端用户提供不间断的网络服务;主服务器恢复运行后，将其转换为从属服务器，存储数据库副本，继续对终端用户提供数据查询检索服务。

3. 部署实现

本文以一台主服务器带三台从属服务器为例，简要介绍MySQL服务器集群的实现方案和具体方法步骤。

3.1 系统部署

由于FreeBSD系统对机器硬件要求较低，出于降低系统部署成本考虑，主服务器和从属服务器操作系统均采用FreeBSD 7.0-Release，并采用最小化定制安装，完成以后系统占用磁盘空间仅为254M(不计swap分区所占空间，它随具体机器内存容量的变化而变化)。为充分发挥系统硬件性能，MySQL数据库采用源代码编译安装。

3.1.1 安装FreeBSD系统

在主服务器和从属服务器上安装FreeBSD 7.0-Release，具体安装方法步骤不是本文主要内容，在此略过，如有疑问可以参考FreeBSD系统手册。需要说明的是为方便用户系统运行期间的维护管理，要打开系统的SSH服务功能，系统安装配置期间允许root用户远程登录，正常运行以后要关闭root用户的远程登录功能。在/etc/ssh/sshd_config配置文件中对PermitRootLogin设置为yes为允许root用户远程登录到系统，设置为no即为不允许。修改保存文件后执行kill –HUP `cat /var/run/sshd.pid`命令即可重启sshd守护进程，使设置生效[2]。上述操作需要root用户权限。

3.1.2 编译安装MySQL

到MySQL的官方网站http://www.mysql.com下载MySQL数据库的安装源代码压缩包，本例下载的是mysql-5.1.30.tar.gz，以root用户身份登录到系统，开始安装MySQL数据库系统。

由于在对MySQL进行源代码编译安装时要求使用GNU的C编译器，而FreeBSD系统本身提供的不是该编译器，因此用户必须下载安装GNU C编译器[3]。把下载的gnumake-3.81.tar.gz解压安装，按如下步骤即可安装GNU C编译器：

[root@FreebsdMaster/softwares]# tar –zxvf gnumake-3.81.tar.gz
[root@FreebsdMaster /softwares]# cd make-3.81
[root@FreebsdMaster /softwares/make-3.81]# ./configure ; make; make install; make clean

GNU C编译器默认安装到/usr/local/bin，在安装MySQL时按绝对路径调用make命令即可，如# /usr/local/bin/make。

MySQL的编译安装比较复杂，具体操作及相关注意事项如下：

(1). 解压mysql-5.1.30.tar.gz，并进行配置

[root@FreebsdMaster /softwares]# tar –zxvf mysql-5.1.30.tar.gz
[root@FreebsdMaster /softwares]# cd mysql-5.1.30
[root@FreebsdMaster /softwares/mysql-5.1.30]# ./configure \
-–prefix=/app/mysql5 -–with-charset=gb2312

说明：MySQL默认的安装目录是/usr/local/mysql，为了增强系统部署的灵活性，紧贴用户应用系统实际情况，可以用—-prefix参数定制安装目录。--with-charset参数是使MySQL数据库支持中文gb2312字符集，如果需要支持其它字符集，使用--with-extra-charset参数，格式为—-with-extra-charset=CHARSET1,CHARSET2, … 。

(2). 编译安装MySQL

[root@FreebsdMaster /softwares/mysql-5.1.30]# /usr/local/bin/make
[root@FreebsdMaster /softwares/mysql-5.1.30]# /usr/local/bin/make install
[root@FreebsdMaster /softwares/ mysql-5.1.30]# /usr/local/bin/make clean

注意一定要按绝对路径调用GNU C编译器，否则编译过程报错退出。

(3). 为系统添加mysql用户组和用户

[root@FreebsdMaster /]# pw group add mysql

[root@FreebsdMaster /]# adduser

FreeBSD系统没有groupadd命令，其添加用户组的命令是pw，添加用户命令adduser按系统提示操作即可完成。当然用 pw user add mysql命令也可以完成添加用户mysql的功能，但不如adduser命令功能完善。

(4). 更改/app/mysql5目录及文件属性

[root@FreebsdMaster /app]# chmod –R mysql mysql5
[root@FreebsdMaster /app]# chgrp –R mysql mysql5

说明：/app/mysql5为MySQL数据库系统所在目录，如果用户部署的应用系统数据量极大，可以将数据库系统目录设在大容量磁盘阵列上。磁盘阵列设置与具体机器硬件相关性很大，具体操作设置参考具体硬件系统说明和FreeBSD操作手册。不借助第三方软件，FreeBSD 7.0-Release系统可以配置RAID0、RAID1磁盘阵列。

(5). 安装MySQL系统初始数据库

[root@FreebsdMaster /softwares/ mysql-5.1.30]# ./scripts/mysql_install_db.sh

--basedir=/app/mysql5 –-data-dir=/app/mysql5/data

注意：必须考虑Unix系统的文件权限特性，首先给mysql_install_db.sh脚本添加可执行属性，否则安装脚本无法执行。执行chmod +x ./scripts/mysql_install_db.sh命令即可。参数--basedir=/app/mysql5和--datadir=/app/msyql5/data为必加参数，否则脚本运行报错退出，无法安装系统初始数据库mysql和测试数据库test，mysql数据库包含系统权限设置表，没有这些表数据库服务进程mysqld将无法启动。

(6). 再次更改/app/mysql5目录及其文件属性

[root@FreebsdMaster /app]# chmod –R root mysql5
[root@FreebsdMaster /app]# chmod –R mysql mysql5/data

这样做是为了保证系统安全，防止通过MySQL系统漏洞的入侵行为。MySQL以mysql用户身份运行，对/data目录具有完全访问权限，对其它目录则只有系统管理员根据需要设置的访问权限，确保FreeBSD系统的安全。这里需要特别提醒用户注意的是要确保mysqld文件(MySQL的守护进程，位于/app/mysql5/libexec目录下)没有设置setuid标志位，如果设置了该标志位，入侵者对其它文件就具有其不应有的权限。具体原因参考关于Unix系统安全的手册，本文对这个问题不再赘述。

(7). 启动MySQL服务器

上述操作全部完成以后，输入如下命令启动MySQL数据库服务守护进程：

[root@FreebsdMaster /]# /app/mysql5/bin/mysqld_safe –user=mysql &

--user参数表示以mysql用户身份运行MySQL数据库服务守护进程，“&”符号表示以后台方式运行。输入 netstat –an|grep 3306命令，如果看到下面的输出则表示MySQL5.1.30已在用户系统上编译安装成功。其中，3306是MySQL数据库系统默认的监听端口号。

[root@FreebsdMaster /]# netstat –an|grep 3306

tcp4 0 0 *.3306 *.* LISTEN

按照同样方法与步骤在其它三台机器上安装FreeBSD 7.0-Release与MySQL5.1.30，为下面的MySQL服务器集群配置准备好系统平台基础。