ClusterControl kann verwendet werden, um hochverfügbare Replikationskonfigurationen bereitzustellen. Es unterstützt Switchover und Failover für GTID-basierte MySQL- oder MariaDB-Replikations-Setups. ClusterControl kann verschiedene Arten von Proxys für das Traffic-Routing bereitstellen:ProxySQL, HAProxy und MaxScale. Diese sind integriert, um Topologieänderungen im Zusammenhang mit Failovern oder Umschaltungen zu handhaben. In diesem Blogpost werfen wir einen Blick darauf, wie das funktioniert und was Sie von jedem der Proxys erwarten können.
Lassen Sie uns zunächst einige Definitionen und Terminologien durchgehen. ClusterControl kann so konfiguriert werden, dass es eine Wiederherstellung eines ausgefallenen Replikationsmasters durchführt – es kann einen Slave zum neuen Master machen, alle erforderlichen Topologieänderungen vornehmen und die Fähigkeit des gesamten Setups wiederherstellen, Schreibvorgänge zu akzeptieren. Dies nennen wir „Failover“. ClusterControl kann auch einen Masterwechsel durchführen – manchmal ist es erforderlich, einen Master zu wechseln. Ein typisches Szenario wäre eine umfangreiche Schemaänderung, die rollierend ausgeführt werden muss. Gegen Ende des Verfahrens müssen Sie einen der Slaves hochstufen, auf den die Änderung bereits angewendet wurde, bevor Sie die Änderung am alten Master vornehmen.
Der Hauptunterschied zwischen „Failover“ und „Switchover“ besteht darin, dass Failover per Definition eine Notfallsituation ist, in der der Master bereits nicht verfügbar ist. Andererseits ist Switchover ein besser kontrollierbarer Prozess, über den ClusterControl die volle Kontrolle hat. Wenn wir über Failover sprechen, gibt es keine Möglichkeit, es elegant zu handhaben, da die Anwendung bereits Verbindungen aufgrund eines Master-Absturzes verloren hat. Unabhängig davon, welchen Proxy Sie verwenden, muss sich die Anwendung daher immer neu verbinden.
Daher müssen Anwendungen in der Lage sein, mit Transaktionsfehlern umzugehen und sie erneut zu versuchen. Die andere wichtige Sache, wenn es um Failover geht, ist die Fähigkeit des Proxys, den Zustand der Datenbankserver zu überprüfen. Ohne Zustandsprüfungen kann der Proxy den Status des Servers nicht kennen und kann daher nicht entscheiden, den Datenverkehr umzuleiten. ClusterControl konfiguriert diese Integritätsprüfungen automatisch, wenn der Proxy bereitgestellt wird.
Failover
ProxySQL
Schauen wir uns an, wie das Failover aus Anwendungssicht aussehen kann. Wir werden uns zuerst mit ProxySQL Version 1.4.6 mit der Datenbank verbinden.
[email protected]:~# while true ;do time sysbench /root/sysbench/src/lua/oltp_read_write.lua --threads=4 --max-requests=0 --time=3600 --mysql-host=10.0.0.105 --mysql-user=sbtest --mysql-password=pass --mysql-port=6033 --tables=32 --report-interval=1 --skip-trx=on --table-size=10000 --db-ps-mode=disable run ; done
sysbench 1.1.0-651e7fd (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta3)
Running the test with following options:
Number of threads: 4
Report intermediate results every 1 second(s)
Initializing random number generator from current time
Initializing worker threads...
Threads started!
[ 1s ] thds: 4 tps: 29.51 qps: 585.28 (r/w/o: 465.27/120.01/0.00) lat (ms,95%): 196.89 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 2s ] thds: 4 tps: 44.61 qps: 784.77 (r/w/o: 603.28/181.49/0.00) lat (ms,95%): 116.80 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 3s ] thds: 4 tps: 46.98 qps: 829.66 (r/w/o: 646.74/182.93/0.00) lat (ms,95%): 121.08 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 4s ] thds: 4 tps: 49.04 qps: 886.64 (r/w/o: 690.50/195.14/1.00) lat (ms,95%): 112.67 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 5s ] thds: 4 tps: 47.98 qps: 887.64 (r/w/o: 689.72/197.92/0.00) lat (ms,95%): 106.75 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
FATAL: mysql_drv_query() returned error 2013 (Lost connection to MySQL server during query) for query 'UPDATE sbtest8 SET k=k+1 WHERE id=5019'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:461: SQL error, errno = 2013, state = 'HY000': Lost connection to MySQL server during query
FATAL: mysql_drv_query() returned error 2013 (Lost connection to MySQL server during query) for query 'DELETE FROM sbtest6 WHERE id=4957'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:490: SQL error, errno = 2013, state = 'HY000': Lost connection to MySQL server during query
FATAL: mysql_drv_query() returned error 2013 (Lost connection to MySQL server during query) for query 'SELECT SUM(k) FROM sbtest23 WHERE id BETWEEN 4986 AND 5085'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:435: SQL error, errno = 2013, state = 'HY000': Lost connection to MySQL server during query
FATAL: mysql_drv_query() returned error 2013 (Lost connection to MySQL server during query) for query 'DELETE FROM sbtest21 WHERE id=5218'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:490: SQL error, errno = 2013, state = 'HY000': Lost connection to MySQL server during query
real 0m5.903s
user 0m0.092s
sys 0m1.252s
sysbench 1.1.0-651e7fd (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta3)
Running the test with following options:
Number of threads: 4
Report intermediate results every 1 second(s)
Initializing random number generator from current time
Initializing worker threads...
FATAL: unable to connect to MySQL server on host '10.0.0.105', port 6033, aborting...
FATAL: error 2003: Can't connect to MySQL server on '10.0.0.105' (111)
FATAL: `thread_init' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:352: connection creation failed
FATAL: unable to connect to MySQL server on host '10.0.0.105', port 6033, aborting...
FATAL: error 2003: Can't connect to MySQL server on '10.0.0.105' (111)
FATAL: `thread_init' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:352: connection creation failed
FATAL: unable to connect to MySQL server on host '10.0.0.105', port 6033, aborting...
FATAL: error 2003: Can't connect to MySQL server on '10.0.0.105' (111)
FATAL: `thread_init' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:352: connection creation failed
FATAL: unable to connect to MySQL server on host '10.0.0.105', port 6033, aborting...
FATAL: error 2003: Can't connect to MySQL server on '10.0.0.105' (111)
FATAL: `thread_init' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:352: connection creation failed
FATAL: Threads initialization failed!
real 0m0.021s
user 0m0.012s
sys 0m0.000s
sysbench 1.1.0-651e7fd (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta3)
Running the test with following options:
Number of threads: 4
Report intermediate results every 1 second(s)
Initializing random number generator from current time
Initializing worker threads...
Threads started!
[ 1s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 55.81 (r/w/o: 55.81/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 2s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 3s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 4s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 5s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 6s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 7s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 8s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 9s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 10s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 3.00 (r/w/o: 0.00/3.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 11s ] thds: 4 tps: 58.99 qps: 1026.91 (r/w/o: 792.93/233.98/0.00) lat (ms,95%): 9977.52 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00Wie wir oben sehen können, wurde der neue Master innerhalb von ~11 Sekunden nach dem Absturz verfügbar. Während dieser Zeit hat ClusterControl einen der Slaves zu einem neuen Master hochgestuft und er wurde für Schreibvorgänge verfügbar.
HAProxy
Unten ist ein Auszug aus der Ausgabe unserer Sysbench-Anwendung, als ein Failover stattfand, während wir uns über HAProxy verbunden hatten. HAProxy wurde mit Version 1.5.14 bereitgestellt.
[email protected]:~# while true ;do date ; time sysbench /root/sysbench/src/lua/oltp_read_write.lua --threads=4 --max-requests=0 --time=3600 --mysql-host=10.0.0.105 --mysql-user=sbtest --mysql-password=pass --mysql-port=3307 --tables=32 --report-interval=1 --skip-trx=on --table-size=10000 --db-ps-mode=disable run ; done
Mon Mar 26 13:24:36 UTC 2018
sysbench 1.1.0-651e7fd (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta3)
Running the test with following options:
Number of threads: 4
Report intermediate results every 1 second(s)
Initializing random number generator from current time
Initializing worker threads...
Threads started!
[ 1s ] thds: 4 tps: 38.62 qps: 748.66 (r/w/o: 591.21/157.46/0.00) lat (ms,95%): 204.11 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 2s ] thds: 4 tps: 45.25 qps: 797.34 (r/w/o: 619.37/177.97/0.00) lat (ms,95%): 142.39 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 3s ] thds: 4 tps: 46.04 qps: 833.66 (r/w/o: 647.51/186.15/0.00) lat (ms,95%): 155.80 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 4s ] thds: 4 tps: 38.03 qps: 698.50 (r/w/o: 548.39/150.11/0.00) lat (ms,95%): 161.51 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
FATAL: mysql_drv_query() returned error 2013 (Lost connection to MySQL server during query) for query 'INSERT INTO sbtest26 (id, k, c, pad) VALUES (5019, 4641, '59053342586-08172779908-92479743240-43242105725-10632773383-95161136797-93281862044-04686210438-11173993922-29424780352', '31974441818-04649488782-29232641118-20479872868-43849012112')'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:491: SQL error, errno = 2013, state = 'HY000': Lost connection to MySQL server during query
FATAL: mysql_drv_query() returned error 2013 (Lost connection to MySQL server during query) for query 'INSERT INTO sbtest5 (id, k, c, pad) VALUES (4990, 5016, '24532768797-67997552950-32933774735-28931955363-94029987812-56997738696-36504817596-46223378508-29593036153-06914757723', '96663311222-58437606902-85941187037-63300736065-65139798452')'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:491: SQL error, errno = 2013, state = 'HY000': Lost connection to MySQL server during query
FATAL: mysql_drv_query() returned error 2013 (Lost connection to MySQL server during query) for query 'DELETE FROM sbtest25 WHERE id=4996'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:490: SQL error, errno = 2013, state = 'HY000': Lost connection to MySQL server during query
FATAL: mysql_drv_query() returned error 2013 (Lost connection to MySQL server during query) for query 'UPDATE sbtest16 SET k=k+1 WHERE id=5269'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:461: SQL error, errno = 2013, state = 'HY000': Lost connection to MySQL server during query
real 0m4.270s
user 0m0.068s
sys 0m0.928s
...
Mon Mar 26 13:24:47 UTC 2018
sysbench 1.1.0-651e7fd (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta3)
Running the test with following options:
Number of threads: 4
Report intermediate results every 1 second(s)
Initializing random number generator from current time
Initializing worker threads...
FATAL: unable to connect to MySQL server on host '10.0.0.105', port 3307, aborting...
FATAL: error 2013: Lost connection to MySQL server at 'reading initial communication packet', system error: 0
FATAL: `thread_init' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:352: connection creation failed
FATAL: unable to connect to MySQL server on host '10.0.0.105', port 3307, aborting...
FATAL: error 2013: Lost connection to MySQL server at 'reading initial communication packet', system error: 2
FATAL: `thread_init' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:352: connection creation failed
FATAL: unable to connect to MySQL server on host '10.0.0.105', port 3307, aborting...
FATAL: error 2013: Lost connection to MySQL server at 'reading initial communication packet', system error: 2
FATAL: `thread_init' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:352: connection creation failed
FATAL: unable to connect to MySQL server on host '10.0.0.105', port 3307, aborting...
FATAL: error 2013: Lost connection to MySQL server at 'reading initial communication packet', system error: 2
FATAL: `thread_init' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:352: connection creation failed
FATAL: Threads initialization failed!
real 0m0.036s
user 0m0.004s
sys 0m0.008s
...
Mon Mar 26 13:25:03 UTC 2018
sysbench 1.1.0-651e7fd (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta3)
Running the test with following options:
Number of threads: 4
Report intermediate results every 1 second(s)
Initializing random number generator from current time
Initializing worker threads...
Threads started!
[ 1s ] thds: 4 tps: 50.58 qps: 917.42 (r/w/o: 715.10/202.33/0.00) lat (ms,95%): 153.02 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 2s ] thds: 4 tps: 50.17 qps: 956.33 (r/w/o: 749.61/205.72/1.00) lat (ms,95%): 121.08 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00Insgesamt dauerte der Vorgang 12 Sekunden.
MaxScale
Werfen wir einen Blick darauf, wie MaxScale mit Failover umgeht. Wir verwenden MaxScale mit Version 2.1.9.
[email protected]:~# while true ; do date ; time sysbench /root/sysbench/src/lua/oltp_read_write.lua --threads=4 --max-requests=0 --time=3600 --mysql-host=10.0.0.106 --mysql-user=myuser --mysql-password=pass --mysql-port=4008 --tables=32 --report-interval=1 --skip-trx=on --table-size=100000 --db-ps-mode=disable run ; done
Mon Mar 26 15:16:34 UTC 2018
sysbench 1.1.0-651e7fd (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta3)
Running the test with following options:
Number of threads: 4
Report intermediate results every 1 second(s)
Initializing random number generator from current time
Initializing worker threads...
Threads started!
[ 1s ] thds: 4 tps: 34.82 qps: 658.54 (r/w/o: 519.27/125.34/13.93) lat (ms,95%): 137.35 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 2s ] thds: 4 tps: 35.01 qps: 655.23 (r/w/o: 513.18/142.05/0.00) lat (ms,95%): 207.82 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 3s ] thds: 4 tps: 39.01 qps: 696.16 (r/w/o: 542.13/154.04/0.00) lat (ms,95%): 139.85 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 4s ] thds: 4 tps: 40.91 qps: 724.41 (r/w/o: 557.77/166.63/0.00) lat (ms,95%): 125.52 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
FATAL: mysql_drv_query() returned error 1053 (Server shutdown in progress) for query 'UPDATE sbtest28 SET k=k+1 WHERE id=49992'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:461: SQL error, errno = 1053, state = '08S01': Server shutdown in progress
FATAL: mysql_drv_query() returned error 1053 (Server shutdown in progress) for query 'UPDATE sbtest14 SET k=k+1 WHERE id=59650'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:461: SQL error, errno = 1053, state = '08S01': Server shutdown in progress
FATAL: mysql_drv_query() returned error 1053 (Server shutdown in progress) for query 'UPDATE sbtest12 SET k=k+1 WHERE id=50288'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:461: SQL error, errno = 1053, state = '08S01': Server shutdown in progress
FATAL: mysql_drv_query() returned error 1053 (Server shutdown in progress) for query 'UPDATE sbtest25 SET k=k+1 WHERE id=50105'
FATAL: `thread_run' function failed: /usr/local/share/sysbench/oltp_common.lua:461: SQL error, errno = 1053, state = '08S01': Server shutdown in progress
real 0m5.043s
user 0m0.080s
sys 0m1.044s
Mon Mar 26 15:16:53 UTC 2018
sysbench 1.1.0-651e7fd (using bundled LuaJIT 2.1.0-beta3)
Running the test with following options:
Number of threads: 4
Report intermediate results every 1 second(s)
Initializing random number generator from current time
Initializing worker threads...
Threads started!
[ 1s ] thds: 4 tps: 46.82 qps: 905.61 (r/w/o: 710.34/195.27/0.00) lat (ms,95%): 101.13 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00Failover-Zusammenfassung
Es ist wichtig klarzustellen, dass dies kein wissenschaftlicher Benchmark ist – die meiste Zeit wird von ClusterControl verwendet, um das Failover durchzuführen. Proxys benötigen in der Regel höchstens ein paar Sekunden, um die Topologieänderung zu erkennen. Wir haben Sysbench als unsere Anwendung verwendet. Es wurde so konfiguriert, dass es automatisch festgeschriebene Transaktionen ausführt, sodass weder explizite Transaktionen noch vorbereitete Anweisungen verwendet wurden. Die Lese-/Schreib-Arbeitslast von Sysbench ist ziemlich schnell. Wenn Sie Transaktionen oder Abfragen mit langer Laufzeit haben, unterscheidet sich die Failover-Leistung. Sie können unser Szenario als Best Case ansehen.
Umschaltung
Wie bereits erwähnt, hat ClusterControl beim Ausführen eines Switchovers mehr Kontrolle über den Master. Unter bestimmten Umständen (z. B. keine Transaktionen, keine lang laufenden Schreibvorgänge usw.) kann es möglicherweise einen eleganten Master-Switch durchführen, sofern der Proxy dies unterstützt. Leider kann derzeit keiner der von ClusterControl bereitgestellten Proxys eine ordnungsgemäße Umschaltung verarbeiten. In der Vergangenheit hatte ProxySQL diese Fähigkeit, daher haben wir uns entschieden, genauer nachzuforschen und haben uns mit dem Erfinder von ProxySQL, René Cannaò, in Verbindung gesetzt. Während der Untersuchung haben wir eine Regression festgestellt, die in der nächsten Version von ProxySQL behoben werden sollte. In der Zwischenzeit haben wir, um zu zeigen, wie sich ProxySQL verhalten sollte, ProxySQL verwendet, das mit einer kleinen Problemumgehung gepatcht wurde, die wir aus dem Quellcode kompiliert haben.
[ 16s ] thds: 4 tps: 39.01 qps: 711.11 (r/w/o: 555.09/156.02/0.00) lat (ms,95%): 173.58 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 17s ] thds: 4 tps: 49.00 qps: 879.06 (r/w/o: 678.05/201.01/0.00) lat (ms,95%): 102.97 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 18s ] thds: 4 tps: 42.86 qps: 768.57 (r/w/o: 603.09/165.48/0.00) lat (ms,95%): 176.73 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 19s ] thds: 4 tps: 28.07 qps: 521.26 (r/w/o: 406.98/114.28/0.00) lat (ms,95%): 235.74 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 20s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 21s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 22s ] thds: 4 tps: 0.00 qps: 0.00 (r/w/o: 0.00/0.00/0.00) lat (ms,95%): 0.00 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 23s ] thds: 4 tps: 13.98 qps: 249.59 (r/w/o: 193.68/55.91/0.00) lat (ms,95%): 4055.23 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 24s ] thds: 4 tps: 81.06 qps: 1449.01 (r/w/o: 1123.79/325.23/0.00) lat (ms,95%): 62.19 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 25s ] thds: 4 tps: 52.02 qps: 923.42 (r/w/o: 715.32/208.09/0.00) lat (ms,95%): 390.30 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 26s ] thds: 4 tps: 59.00 qps: 1082.94 (r/w/o: 844.96/237.99/0.00) lat (ms,95%): 164.45 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 27s ] thds: 4 tps: 50.99 qps: 900.75 (r/w/o: 700.81/199.95/0.00) lat (ms,95%): 130.13 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00Wie Sie sehen können, werden 4 Sekunden lang keine Abfragen ausgeführt, aber es wird kein Fehler an die Anwendung zurückgegeben, und nach dieser Pause beginnt der Datenverkehr erneut zu fließen.
Zusammenfassend haben wir gezeigt, dass ClusterControl bei Verwendung mit ProxySQL oder MaxScale oder HAProxy ein Failover mit einer Ausfallzeit von 10 - 15 Sekunden durchführen kann. Bezüglich eines geplanten Masterwechsels kann zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Berichts keiner der Proxys das Verfahren fehlerfrei abwickeln. Es wird jedoch erwartet, dass die nächste ProxySQL-Version eine Umschaltung von wenigen Sekunden ermöglicht, ohne dass ein Fehler in der Anwendung angezeigt wird.
