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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。
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。
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。
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:
部署MySQL Router时建议但不强制遵循两点:
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%。
较之以前2.x版本,MySQL Router 8.0新增了如下主要功能:
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非常简单,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:
[mysql@hdp1~]$ll mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64
total 108
drwxrwxr-x 2 mysql mysql 126 Sep 2 15:26 bin
drwxrwxr-x 3 mysql mysql 4096 Sep 2 15:26 lib
-rw-r--r-- 1 mysql mysql 101805 Jun 25 18:23 LICENSE.router
drwxrwxr-x 3 mysql mysql 17 Sep 2 15:22 man
-rw-r--r-- 1 mysql mysql 700 Jun 25 18:23 README.router
drwxrwxr-x 3 mysql mysql 16 Sep 2 15:22 share
bin目录下存放的是可执行文件,可将该目录添加到PATH环境变量中方便执行,例如:
export PATH=.:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/X11R6/bin:/home/mysql/mysql-5.6.14/bin:/home/mysql/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/bin;
然后就可以执行mysqlrouter命令,如检查版本或显示帮助:
[mysql@hdp1~]$mysqlrouter --version
MySQL Router Ver 8.0.17 for linux-glibc2.12 on x86_64 (MySQL Community - GPL)
[mysql@hdp1~]$mysqlrouter --help
[mysql@hdp1~]$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。
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实例设置首个可用策略。首个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:
[mysql@hdp1~]$mysqlrouter -c /home/mysql/.mysqlrouter.conf &
查看进程确认MySQL Router已经启动:
[mysql@hdp1~]$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:
[mysql@hdp1~]$more ~/mysql-router-8.0.17-linux-glibc2.12-x86_64/mysqlrouter.log
2019-09-02 16:42:36 routing INFO [7f151540b700] [routing:primary] started: listening on localhost:7002, routing strategy = first-available
2019-09-02 16:42:36 routing INFO [7f1514c0a700] [routing:secondary] started: listening on localhost:7001, routing strategy = round-robin
[mysql@hdp1~]$
查看监听状态:
[mysql@hdp1~]$netstat -tnlp
(Not all processes could be identified, non-owned process info
will not be shown, you would have to be root to see it all.)
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name
tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN -
tcp 0 0 127.0.0.1:199 0.0.0.0:* LISTEN -
tcp6 0 0 :::80 :::* LISTEN -
tcp6 0 0 :::22 :::* LISTEN -
tcp6 0 0 ::1:7001 :::* LISTEN 329852/mysqlrouter
tcp6 0 0 ::1:7002 :::* LISTEN 329852/mysqlrouter
[mysql@hdp1~]$
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:
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7001 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7001 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp3 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7001 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp4 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7001 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$
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。
routing_strategy是MySQL Router的核心选项,从8.0.4版本开始引入,当前有效值为first-available、next-available、round-robin、round-robin-with-fallback。顾名思义,该选项实际控制路由策略,即客户端请求最终连接到哪个MySQL服务器实例。相对于以前版本mode的选项,routing_strategy选项更为灵活,并且不能同时设置routing_strategy和mode,静态路由的设置只能选择其中之一。对于InnoDB Cluster而言,该设置时可选的,缺省使用round-robin策略。
现在7002端口的路由策略为first-available,下面依次停止172.16.1.125:3306、172.16.1.126:3306、172.16.1.127:3306,观察7002端口的访问情况。
# 停止 172.16.1.125:3306
[mysql@hdp2~]$mysqladmin -uwxy -p123456 -h172.16.1.125 -P3306 shutdown
mysqladmin: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
[mysql@hdp2~]$
# 访问7002
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp3 |
+------------+
# 停止 172.16.1.126:3306
[mysql@hdp3~]$mysqladmin -uwxy -p123456 -h172.16.1.126 -P3306 shutdown
mysqladmin: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
[mysql@hdp3~]$
# 访问7002
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp4 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$
# 停止 172.16.1.127:3306
[mysql@hdp4~]$mysqladmin -uwxy -p123456 -h172.16.1.127 -P3306 shutdown
mysqladmin: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
[mysql@hdp4~]$
# 启动172.16.1.125:3306
[mysql@hdp2~]$mysqld_safe --defaults-file=/etc/my.cnf &
# 访问7002
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$
first-available总是循环查找目标列表中第一个可用服务器并连接它。将7002的策略改为next-available,把上面的步骤再做一遍,会看到最后的查询失败。即使此时172.16.1.125:3306可用也不会再次连接它,除非重启Router。
# 最后的查询连接失败
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
ERROR 2003 (HY000): Can't connect to remote MySQL server for client connected to 'localhost:7002'
# 重启路由
[mysql@hdp1~]$kill `ps -ef | grep router | grep -v grep | awk '{print $2}'`
[mysql@hdp1~]$mysqlrouter -c ~/.mysqlrouter.conf &
# 再次查询
[mysql@hdp1~]$mysql -uwxy -p123456 -P7002 --protocol=TCP -e"select @@hostname"
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| hdp2 |
+------------+
[mysql@hdp1~]$
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。
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)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:
[mysql@hdp1~]$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。
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:
(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。
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:
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。
总的来说,MySQL Router从原理、安装、配置到部署使用都是如此轻而易举,可满足简单高可用应用场景的需求。