k8s中的Mysql数据库持久化存储

 

一、配置：

环境：

CentOS7 

VMware

笔者配置了四台虚拟机：

K8S-Master节点: 3GB内存   2核CPU   20GB硬盘空间

K8S-node1节点:  2GB内存   2核CPU   30GB硬盘空间

K8S-node2节点:  2GB内存   2核CPU   30GB硬盘空间

镜像仓库节点:      2GB内存   2核CPU   50GB硬盘空间

二、节点规划：

使用三台虚拟机搭建K8S集群，使用一台虚拟机搭建镜像仓库。

每台虚拟机配置两块网卡，其中一块为“NAT模式”，用于拉取镜像等功能。

另外一块网卡为“仅主机模式”，用于集群节点间的通信。归划如下：

K8s-master节点:

仅主机模式：10.10.10.200

NAT模式：  192.168.200.130

K8S-node1节点:

仅主机模式：10.10.10.201

NAT模式：  192.168.200.131

K8S-node2节点:

仅主机模式：10.10.10.202

NAT模式：  192.168.200.132

镜像仓库节点:

仅主机模式：10.10.10.101

NAT模式：  192.168.200.150

三、版本信息

Linux内核版本：

Linux version 3.10.0-862.el7.x86_64 (builder@kbuilder.dev.centos.org)

(gcc version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28) (GCC) )

 #1 SMP Fri Apr 20 16:44:24 UTC 2018

K8s集群版本为1.15.0版本：

四、基于StatefulSet与PV/PVC的MySql持久化存储实验

1. 在每个节点安装nfs服务

在“镜像仓库”节点，执行以下命令：

yum install -y nfs-common nfs-utils rpcbind

在k8s集群，执行以下命令：

yum install -y nfs-utils rpcbind

2. 在“镜像仓库”节点下，配置nfs服务器

mkdir /nfs_mysql

Chmod 777 /nfs_mysql/

(在测试环境中，为了不考虑用户属性，暂时赋予777权限，但在生产环境不推荐这样做)

Chown nfsnobody /nfs_mysql/

echo “/nfs_mysql *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)” >>/etc/exports

cat /etc/exports

/nfs_mysql *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)

systemctl start rpcbind

systemctl start nfs

3. 测试nfs服务是否可用

mkdir /test

showmount -e 10.10.10.101

可见/nfs_mysql *已暴露于共享目录，接下来测试挂载是否可用：

在master节点下执行：

mount -t nfs 10.10.10.101:/nfs_mysql /test/

echo "hello-world">>/test/1.txt

在镜像仓库节点下查看1.txt是否存在，若存在则挂载成功：

可见nfs服务可以正常使用，接下来删除test目录和1.txt

在镜像仓库下：

[root@hub nfs_mysql]# rm -f 1.txt

在Master节点下:

[root@k8s-master ~]# umount /test/

[root@k8s-master ~]# rm -rf /test/

同理,依照以上步骤同时创建：（提供多个mysql副本进行挂载）

nfs_mysql1

nfs_mysql2

完成后需要重启nfs服务

systemctl restart rpcbind

systemctl restart nfs

最终效果：

4. 将nfs封装成pv

创建mysql_test文件夹，将yaml文件统一保存在此目录下

mkdir mysql_test

cd mysql_test

vim mysql-pv.yml

mysql-pv.yml配置如下：

apiVersion: v1

kind: PersistentVolume

metadata:

  name: mysql-pv

spec:

  capacity:

    storage: 5Gi

  accessModes:

    -  ReadWriteOnce

  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

  storageClassName: nfs

  nfs:

    path: /nfs_mysql

    server: 10.10.10.101

---

apiVersion: v1

kind: PersistentVolume

metadata:

  name: mysql-pv1

spec:

  capacity:

    storage: 5Gi

  accessModes:

    -  ReadWriteOnce

  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

  storageClassName: nfs

  nfs:

    path: /nfs_mysql1

    server: 10.10.10.101

---

apiVersion: v1

kind: PersistentVolume

metadata:

  name: mysql-pv2

spec:

  capacity:

    storage: 5Gi

  accessModes:

    -  ReadWriteOnce

  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

  storageClassName: nfs

  nfs:

    path: /nfs_mysql2

    server: 10.10.10.101

注意：

在k8s集群15版本中recycle回收策略已被删除，只能用retain策略或者Delete策略。这里我们使用 persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

 

执行命令：

kubectl create -f mysql-pv.yml

kubectl get pv

如图所示，即为Pv创建成功。

5. 部署MySQL，在mysql_test目录下编写mysql.yml，配置文件如下

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: mysql

  labels:

    app: mysql

spec:

  ports:

  - port: 3306

    name: mysql

  clusterIP: None

  selector:

    app: mysql

---

apiVersion: apps/v1

kind: StatefulSet

metadata:

  name: mysql

spec:

  selector:

    matchLabels:

      app: mysql

  serviceName: "mysql"

  replicas: 3

  template:

    metadata:

      labels:

        app: mysql

    spec:

      containers:

      - name: mysql

        image: mysql:5.6

        env:

        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD

          value: password

        ports:

        - containerPort: 3306

          name: mysql

        volumeMounts:

        - name: mysql-persistent-storage

          mountPath: /var/lib/mysql

  volumeClaimTemplates:

  - metadata:

      name: mysql-persistent-storage

    spec:

      accessModes: ["ReadWriteOnce"]

      storageClassName: "nfs"

      resources:

        requests:

          storage: 1Gi  

执行以下命令，部署mysql服务：

kubectl create -f mysql.yml

如图可知，mysql按StatefulSet依次创建了mysql-0 mysql-1 mysql-2

查看各个Pod部在哪个节点：

6. 通过创建临时容器，使用MySQL客户端发送测试请求给MySQL master节点

注意：

主机名为mysql-0.mysql；跨命名空间的话，主机名请使用mysql-0.mysql. [NAMESPACE_NAME].如果没有指定命名空间，默认为default，即 mysql-0.mysql. default。

   

这里笔者打算关闭node2节点来模拟node2宕机，来测试是否实现数据的持久化存储，

所以我们向node2上的mysql1写入数据。

 

执行以下命令，访问mysql1：

kubectl run mysql-client --image=mysql:5.6 -it --rm --restart=Never -- mysql -h mysql-1.mysql.default -p password

创建数据库demo,并向messages表中写入hello-world

CREATE DATABASE demo 

CREATE TABLE demo.messages (message VARCHAR(250)) 

INSERT INTO demo.messages VALUES ('hello-world')

如图所示

接下来我们来关闭k8s-node2虚拟机，模拟宕机

查看nodes的运行状态，可知node2的状态已转变为NotReady

一段时间后，k8s将Pod MySql -1迁移到节点k8s-node1

由于时间过长，笔者把三个Pod都删除重启后，验证数据：

MySQL服务恢复，数据完好无损！

索引分单列索引和组合索引。单列索引，即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引，但这不是组合索引。组合索引，即一个索包含多个列。

MySQL索引类型包括：

(1)普通索引

这是最基本的索引，它没有任何限制。它有以下几种创建方式：

◆创建索引

CREATE INDEX indexName ON mytable(username(length))

如果是 CHAR，VARCHAR类型，length可以小于字段实际长度如果是BLOB和TEXT类型，必须指定 length，下同。

◆修改表结构

ALTER mytable ADD INDEX [indexName] ON (username(length))

◆ 创建表的时候直接指定

CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL, INDEX [indexName] (username(length)) )

删除索引的语法：

DROP INDEX [indexName] ON mytable

(2)唯一索引

它与前面的普通索引类似，不同的就是：索引列的值必须唯一，但允许有空值。如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。它有以下几种创建方式：

◆创建索引

CREATE UNIQUE INDEX indexName ON mytable(username(length))

◆修改表结构

ALTER mytable ADD UNIQUE [indexName] ON (username(length))

◆创建表的时候直接指定

CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL, UNIQUE [indexName] (username(length)) )

(3)主键索引

它是一种特殊的唯一索引，不允许有空值。一般是在建表的时候同时创建主键索引：

CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL, PRIMARY KEY(ID) )

当然也可以用 ALTER 命令。记住：一个表只能有一个主键。

(4)组合索引

为了形象地对比单列索引和组合索引，为表添加多个字段：

CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL, city VARCHAR(50) NOT NULL, age INT NOT NULL )

为了进一步榨取MySQL的效率，就要考虑建立组合索引。就是将 name, city, age建到一个索引里：

ALTER TABLE mytable ADD INDEX name_city_age (name(10),city,age)

建表时，usernname长度为 16，这里用 10。这是因为一般情况下名字的长度不会超过10，这样会加速索引查询速度，还会减少索引文件的大小，提高INSERT的更新速度。

如果分别在 usernname，city，age上建立单列索引，让该表有3个单列索引，查询时和上述的组合索引效率也会大不一样，远远低于我们的组合索引。虽然此时有了三个索引，但MySQL只能用到其中的那个它认为似乎是最有效率的单列索引。

建立这样的组合索引，其实是相当于分别建立了下面三组组合索引：

usernname,city,age usernname,city usernname

为什么没有 city，age这样的组合索引呢?这是因为MySQL组合索引“最左前缀”的结果。简单的理解就是只从最左面的开始组合。并不是只要包含这三列的查询都会用到该组合索引，下面的几个SQL就会用到这个组合索引：

SELECT * FROM mytable WHREE username="admin" AND city="郑州" SELECT * FROM mytable WHREE username="admin"

而下面几个则不会用到：

SELECT * FROM mytable WHREE age=20 AND city="郑州" SELECT * FROM mytable WHREE city="郑州"

(5)建立索引的时机

到这里我们已经学会了建立索引，那么我们需要在什么情况下建立索引呢?一般来说，在WHERE和JOIN中出现的列需要建立索引，但也不完全如此，因为MySQL只对<，<=，=，>，>=，BETWEEN，IN，以及某些时候的LIKE才会使用索引。例如：

SELECT t.Name FROM mytable t LEFT JOIN mytable m ON t.Name=m.username WHERE m.age=20 AND m.city='郑州'

此时就需要对city和age建立索引，由于mytable表的 userame也出现在了JOIN子句中，也有对它建立索引的必要。

刚才提到只有某些时候的LIKE才需建立索引。因为在以通配符%和_开头作查询时，MySQL不会使用索引。例如下句会使用索引：

SELECT * FROM mytable WHERE username like'admin%'

而下句就不会使用：

SELECT * FROM mytable WHEREt Name like'%admin'

因此，在使用LIKE时应注意以上的区别。

(6)索引的不足之处

上面都在说使用索引的好处，但过多的使用索引将会造成滥用。因此索引也会有它的缺点：

◆虽然索引大大提高了查询速度，同时却会降低更新表的速度，如对表进行 INSERT、UPDATE和DELETE。因为更新表时，MySQL不仅要保存数据，还要保存一下索引文件。

◆建立索引会占用磁盘空间的索引文件。一般情况这个问题不太严重，但如果你在一个大表上创建了多种组合索引，索引文件的会膨胀很快。

索引只是提高效率的一个因素，如果你的 MySQL有大数据量的表，就需要花时间研究建立最优秀的索引，或优化查询语句。

(7)使用索引的注意事项

使用索引时，有以下一些技巧和注意事项：

◆索引不会包含有NULL值的列

只要列中包含有NULL值都将不会被包含在索引中，复合索引中只要有一列含有 NULL值，那么这一列对于此复合索引就是无效的。所以我们在数据库设计时不要让字段的默认值为NULL。

◆使用短索引

对串列进行索引，如果可能应该指定一个前缀长度。例如，如果有一个CHAR(255)的列，如果在前10个或20个字符内，多数值是惟一的，那么就不要对整个列进行索引。短索引不仅可以提高查询速度而且可以节省磁盘空间和I/O *** 作。

◆索引列排序

MySQL查询只使用一个索引，因此如果 where子句中已经使用了索引的话，那么order by中的列是不会使用索引的。因此数据库默认排序可以符合要求的情况下不要使用排序 *** 作尽量不要包含多个列的排序，如果需要最好给这些列创建复合索引。

◆like语句 *** 作

一般情况下不鼓励使用like *** 作，如果非使用不可，如何使用也是一个问题。like “%aaa%” 不会使用索引而like “aaa%”可以使用索引。

◆不要在列上进行运算

select * from users where YEAR(adddate)<2007

将在每个行上进行运算，这将导致索引失效而进行全表扫描，因此我们可以改成

select * from users where adddate<‘2007-01-01’

◆不使用NOT IN和<> *** 作

以上，就对其中MySQL索引类型进行了介绍。

转自：http://www.zbitedu.com/?action-viewthread-tid-33491

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