Galera Cluster für MySQL ist mal ein “einfacher” Cluster für MySQL und seit MariaDB Version 10.1 standardmäßig mit an Board. Dadurch erhält man mit ein paar Zeilen Konfiguration einen produktionsfähigen Cluster, um den man sich wenig kümmern muss. In der Praxis allerdings, bieten sich genügend Fallstricke, die es zu meistern gilt.

Die Terminologie

  • Joiner: Neues Member welches dem Cluster hinzugefügt wird
  • Donor: Meldet sich ein Joiner stellt der Cluster einen Lieferanten bereit welcher die Daten auf den Joiner überträgt
  • SST: Snapshot State Transfer – Ist Lücke zum aktuellen Stand zu groß, werden der komplette Stand übertragen
  • IST: Incremental State Transfer – Im laufenden Betrieb werden Änderungen direkt übertragen. Die Änderung ist am Cluster erst verfügbar wenn alle Mitglieder diesen Stand empfangen haben

Tipps

1. SST Vermeiden

Einen kompletten Stand der Daten zu übertragen ist keine gute Idee. Ein Cluster, welcher 1 TB Nutzdaten verwaltet, ist auch nach drei Tagen nicht fertig. Dadurch können stabile Member ihre Integrität verlieren und der Cluster wird instabil. Hat man eine solche Situation erreicht empfiehlt es sich, den kompletten Cluster manuell zu syncen (MySQL Daten löschen und per rsync kopieren – Aber bitte keine Binlogs!).

2. SST Method

Galera bietet verschiedene Methoden um einen SST durchzuführen. Laut Statistik ist SSH die schnellste Methode – D’Accord – Aber der dadurch entstehende Donor ist für Anfragen gelockt und fällt aus dem Cluster. Dadurch wären wir bei Punkt 1 angelangt. Der beste trade-off ist hier xtrabackup-v2. Dadurch wird ein Donor am wenigsten blockiert. Bitte dabei den Benutzer zur MySQL Authentifizierung nicht vergessen – Sonst geht gar nichts!

3. SST Konfiguration

SST und das ausführen auf dem Joiner kann maßgeblich verbessert werden mit folgender MySQL Konfiguration:

[sst]
inno-apply-opts="--use-memory=20G"
compressor="pigz"
decompressor="pigz -d"

Dadurch geben wir dem innobackupex Script, welches auf dem Joiner ausgeführt mehr Speicher um Daten aus den Logs (–apply-log) auszuführen. Weiterhin parallelisieren wir den Vorgang um Daten auf dem Donor zu komprimieren und – guess what – auf dem Joiner zu dekomprimieren.

Um die Transaktionen weiter zu parallelisieren erhöhen wir die Einstellung wsrep_slave_threads auf eine dem System angepasste Anzahl (Anzahl Cores und Auslastung).

4. Dedizierten Donor

Bei großen Datenmengen empfiehlt es sich einen eigenständigen Donor bereitzustellen welcher keine Anfragen entgegen nimmt.

[mysqld]
 wsrep_sst_donor = node-donor

Eventuell sollte man auch Queries mit der Einstellung wsrep_sst_donor_rejects_queries verbieten

5. Locking Queries

Galera ist maximal transparent für Applikationen. Einzig, LOCKING wird nicht akzeptiert. Falls es von der Applikation benötigt wird könnte man mit der Einstellung wsrep_convert_LOCK_to_trx die Queries in Transaktionen kapseln.

6. Provider Cache

Standardmäßig auf 128M eingestellt, enthält dieser Ringpuffer die zu Verfügung stehen write-sets für einen IST. Die Größe sollte man entsprechend hoch wählen. So kann auch bei größeren Lücken immer noch ein IST durchgeführt werden:

[mysqld]
wsrep_provider_options="gcache.size=1G"

Bei entsprechend Arbeitsspeicher oder SSD Storage ist es durchaus eine gute Idee die Datei auf das schnellste Storage zu legen oder eine Lastaufteilung vorzunehmen:

[mysqld]
wsrep_provider_options="gcache.size = 8G; gcache.name = /var/cache/ssd/galera.cache"
7. HAProxy verwenden

Der stabilste Cluster bringt einem gar nichts wenn man nur einen Knoten abfragt. Eine der Stärken von Galera ist es, von allen Knoten zu lesen. Hier sollte man sich Gedanken zur Aufteilung machen:

  • Die schnellsten Knoten zum lesen und in den HAProxy
  • Donor exkludieren
  • Backup members bereitstellen (hot-standby)

Eine Konfiguration können z.B. folgendermaßen aussehen:

backend mysql_pool   mode tcp
  balance roundrobin   option mysql-check user haproxy   option tcpka # keep-alive!   server galera-donor1   192.168.17.20:3306 check inter 12000 disabled   server galera-standby1 192.168.17.21:3306 check inter 12000 disabled   server galera-node3    192.168.17.22:3306 check inter 12000
  server galera-node4    192.168.17.23:3306 check inter 12000
  server galera-node5    192.168.17.24:3306 check inter 12000

Dadurch erhalten wir einen Donor, einen hot-standby und drei read-heads. Durch die HAProxy API kann man das auch je nach Zustand des Cluster zu oder abschalten. Auch wäre eine standortübergreifende Verteilung möglich. Man stelle sich verschiedene Pools in verschiedenen Ländern vor. Je nach Ursprung und Applikation können dann die Anfragen zu den schnellsten read-heads weitergeleitet werden. Dann sollte man sich aber überlegen, z.B.  wsrep_dirty_reads an den Standorten zu verwenden.

8. Bin Logs

Ein richtiger Klassiker der Cluster Pitfalls, die Binary Logs von MySQL. Man würde sie für Galera nicht unbedingt benötigen aber sie bieten Sicherheit beim Crash und helfen einen SST im Falle zu vermeiden. In großen Umgebungen muss man folgendes bedenken:

  • Speicherplatz begrenzen
  • Vorhaltezeit verkürzen
  • An das verfügbare Storage anpassen

Ansonsten dauert ein FLUSH LOGS gerne auch mal 3 Tage und blockiert einen unseren Knoten – Beim Donor besonders schlecht!

Fazit

Für mich ein fantastisches Cluster System für MySQL! Es gibt noch viele gute Tips da draussen und noch viel mehr Möglichkeiten (und auch schmerzen) mit InnoDB / MySQL Konfiguration. Es funktioniert auch leider beim Galera Cluster nichts ohne vorher die eigene Rübe einzuschalten 😉

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Marius Hein

Autor: Marius Hein

Marius Hein ist schon seit 2003 bei NETWAYS. Er hat hier seine Ausbildung zum Fachinformatiker absolviert, dann als Application Developer gearbeitet und ist nun Leiter der Softwareentwicklung. Ausserdem ist er Mitglied im Icinga Team und verantwortet dort das Icinga Web.