Percona XtraDB Cluster高可用與狀態快照傳輸PXC 5.7 的示例分析

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Percona XtraDB Cluster(下稱PXC)高可用集群支持任意節點在運行期間的重啟，升級或者意外宕機，即它解決了單點故障問題。那在這個意外宕機或者重啟期間，該節點丟失的數據如何再次進行同步呢？介紹了在節點故障和重啟PXC如何實現高可用以及狀態快照傳輸的幾種方法優缺點。

一、高可用

在具有3個節點的基本設置中，如果您關閉任何節點，Percona XtraDB集群將繼續運行。在任何時候，您都可以關閉任何節點來執行維護或進行配置更改。即使在非計劃的情況下（如節點崩潰或者通過網絡無法使用），Percona XtraDB集群將繼續工作，您將能夠在工作節點上運行查詢。

如果在節點關閉期間數據發生更改，則節點在再次加入群集時可以使用兩個選項：

??狀態快照傳輸State Snapshot Transfer（SST），即將所有數據從一個節點復制到另一個時。

??通常在新節點加入集群并從現有節點接收所有數據時使用SST。Percona XtraDB集群中有三種可用的SST方法：

????mysqldump 
????rsync 
????xtrabackup

??mysqldump與rsync的缺點是，當數據正在被復制的時候，您的集群狀態將變為只讀（這2個SST方式使用了FLUSH TABLES WITH READ LOCK）

??使用SST xtrabackup方式，在整個同步過程中，不需要讀鎖(READ LOCK)，僅用于同步.frm文件（與常規備份相同）。

??增量狀態傳輸Incremental State Transfer（IST）是指僅將增量更改從一個節點復制到另一個節點時。

??即使沒有將群集鎖定在只讀狀態，SST可能會影響并干擾服務的正常運行。 IST可以避免這種情況。 如果某個節點短時間內關閉，它能夠獲取僅僅發生故障時刻的更改。 IST是在節點上使用緩存機制來實現。 每個節點都包含一個高速緩存，最后N次更改的環形緩沖區（大小可配置），并且該節點能夠傳輸該高速緩存的一部分。 顯然，只有當傳輸所需的變化量小于N時才能完成IST。如果它超過N，那么加入節點必須執行SST。

可以使用以下命令監視節點的當前狀態：

SHOW STATUS LIKE ‘wsrep_local_state_comment’ ; 
當一個節點處于狀態Synced (6)時，它是集群的一部分并可以對外提供服務

二、狀態快照傳輸

狀態快照傳輸（SST）是從一個節點（捐獻者）到加入節點（加入者）的完整數據拷貝。當新節點加入群集時使用它。為了與群集同步，新節點必須從已經是群集一部分的節點接收數據。

Percona XtraDB集群中有三種可用的SST方法：

??mysqldump 
??rsync 
??xtrabackup

mysqldump和rsync缺點是捐獻節點變為READ-ONLY當數據被復制時。另一方面，Xtrabackup SST使用備份鎖定，這意味著Galera提供程序不會像FTWRL（帶有讀鎖的刷新表）那樣暫停。SST方法可以使用wsrep_sst_method變量進行配置。

注意

如果gcs.sync_donor變量設置為Yes （默認為No），那么如果捐獻節點被SST阻塞，則整個集群將被阻塞。

1、選擇SST捐獻節點

如果沒有可用的節點可以安全地執行增量狀態傳輸（IST），則群集默認為SST。 
如果有可用的節點可以執行IST，則集群首選遠程節點上的本地節點作為捐獻節點。 
如果沒有本地節點可用于執行IST，則群集將選擇一個遠程節點作為捐獻節點。 
如果有多個本地和遠程節點可以執行IST，則群集將選擇最高seqno的節點作為捐獻節點。

2、使用Percona Xtrabackup

默認的SST方法是使用Percona XtraBackup的xtrabackup-v2。這是利用備份鎖的最少阻塞方法。XtraBackup在捐獻節點上本地運行，因此在捐獻節點上設置正確的用戶憑證非常重要。為了讓Percona XtraDB集群使用XtraBackup執行SST，需要在wsrep_sst_auth變量中設置用于連接到捐獻節點的證書。除了憑證之外，還需要在服務器配置文件my.cnf中指定datadir，否則傳輸過程將失敗。

有關所需憑據的更多信息，請參閱XtraBackup手冊。

要測試憑據是否可用，請在捐獻節點上使用wsrep_sst_auth變量中指定的用戶名和密碼運行innobackupex。例如，如果值wsrep_sst_auth是root:Passw0rd，在innobackupex命令應該是這樣的：

innobackupex –user = root –password = Passw0rd /tmp/ 
Percona XtraBackup SST配置文檔中提供了有關此方法的詳細信息。

3、使用mysqldump

此方法使用標準mysqldump實用程序來轉儲來自捐獻節點的所有數據庫，并將其導入加入節點。要使此方法有效，wsrep_sst_auth需要使用根證書設置變量。這種方法是最慢的，它在SST期間執行全局鎖定，這阻止了對捐獻節點的寫入。

用于此方法的腳本是/usr/bin/wsrep_sst_mysqldump ，它包含在Percona XtraDB Cluster二進制包中。

4、運用 rsync

此方法使用rsync將文件從捐獻節點復制到加入節點。在某些情況下，這可能比使用XtraBackup更快，但它需要一個全局數據鎖定，這將阻止寫入到捐獻節點。此方法不需要在wsrep_sst_auth變量中設置根憑證。

用于此方法的腳本是/usr/bin/wsrep_sst_rsync ，它包含在Percona XtraDB Cluster二進制包中。

5、表空間不在數據目錄中的表的SST

例如：

CREATE TABLE t1 （c1 INT PRIMARY KEY ） DATA DIRECTORY = ‘/alternative/directory’ ;

結果取決于SST方法：

SST使用 rsync

SST會報告成功，但表格的數據不會被復制，因為rsync只是復制文件。您將無法訪問joiner節點上的表： 
mysql> select * from t1; 
ERROR 1812 (HY000): Tablespace is missing for table sbtest.t1.

SST 使用mysqldump 
按預期工作。如果文件不存在，它將被創建。否則，它將嘗試使用該文件（如果該文件沒有預期的格式，則返回錯誤）。

使用Percona XtraBackup的SST

XtraBackup會將表格還原到joiner節點上的相同位置。如果目標目錄不存在，它將被創建。如果目標文件已經存在，則會返回錯誤，因為XtraBackup無法清除不在數據目錄中的表空間。

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