1、Galera Cluster 介绍

Galera Cluster：集成了Galera插件的MySQL集群，是一种新型的，数据不共享的，高度冗余的高可用方案，目前Galera Cluster有两个版本，分别是Percona Xtradb Cluster及MariaDB Cluster，Galera本身是具有多主特性的，即采用multi-master的集群架构，是一个既稳健，又在数据一致性、完整性及高性能方面有出色表现的高可用解决方案。

• Galera Cluster特点
  • 多主架构：真正的多点读写的集群，在任何时候读写数据，都是最新的
  • 同步复制：改善了主从复制延迟问题，基本上达到了实时同步
  • 并发复制：从节点APPLY数据时，支持并行执行，更好的性能
  • 故障切换：在出现数据库故障时，因支持多点写入，切换容易
  • 热插拔：在服务期间，如果数据库挂了，只要监控程序发现的够快，不可服务时间就会非常少。在节点故障期间，节点本身对集群的影响非常小
  • 自动节点克隆：在新增节点，或者停机维护时，增量数据或者基础数据不需要人工手动备份提供，Galera Cluster会自动拉取在线节点数据，最终集群会变为一致
  • 对应用透明：集群的维护，对应用程序是透明的
• Galera Cluster 缺点
  • 任何更新的事务都需要全局验证通过，才会在其他节点上执行，则集群性能由集群中最差性能节点决定（一般集群节点配置都是一样的）
  • 新节点加入或延后较大的节点重新加入需全量拷贝数据(SST，State Snapshot Transfer),作为donor( 贡献者，如： 同步数据时的提供者)的节点在同步过程中无法提供读写
  • 只支持innodb存储引擎的表

• Galera Cluster 包括两个组件
  • Galera replication library (galera-3)
  • WSREP：MySQL extended with the Write Set Replication
• WSREP复制实现：
  • PXC：Percona XtraDB Cluster，是Percona对Galera的实现
  • MariaDB Galera Cluster：

2、PXC 原理

PXC最常使用4个端口号：

• 3306：数据库对外服务的端口号
• 4444：请求SST的端口号
• 4567：组成员之间进行沟通的端口号
• 4568：用于传输IST的端口号

PXC中涉及到的重要概念和核心参数：

（1）集群中节点的数量：整个集群中节点数量应该控制在最少3个、最多8个的范围内。最少3个节点是
为了防止出现脑裂现象，因为只有在2个节点下才会出现此现象。脑裂现象的标志就是输入任何命令，返
回的结果都是unknown command。节点在集群中，会因新节点的加入或故障、同步失效等原因发生状
态的切换。

（2）节点状态的变化阶段：

• open： 节点启动成功，尝试连接到集群时的状态
• primary：节点已处于集群中，在新节点加入并选取donor进行数据同步时的状态
• joiner： 节点处于等待接收同步文件时的状态
• joined： 节点完成数据同步工作，尝试保持和集群进度一致时的状态
• synced： 节点正常提供服务时的状态，表示已经同步完成并和集群进度保持一致
• donor： 节点处于为新加入的节点提供全量数据时的状态

donor节点就是数据的贡献者，如果一个新节点加入集群，此时又需要大量数据的SST数据传输，就有可能因此而拖垮整个集群的性能，所以在生产环境中，如果数据量较小，还可以使用SST全量数据传输，但如果数据量很大就不建议使用这种方式，可以考虑先建立主从关系，然后再加入集群。

（3）节点的数据传输方式：

• SST：State Snapshot Transfer，全量数据传输
• IST：Incremental State Transfer，增量数据传输

SST数据传输有xtrabackup、mysqldump和rsync三种方式，而增量数据传输就只有一种方式xtrabackup，但生产环境中一般数据量较小时，可以使用SST全量数据传输，但也只使用xtrabackup方法。

（4）GCache模块：在PXC中一个特别重要的模块，它的核心功能就是为每个节点缓存当前最新的写集。如果有新节点加入进来，就可以把新数据的增量传递给新节点，而不需要再使用SST传输方式，这样可以让节点更快地加入集群中，涉及如下参数：

• gcache.size：缓存写集增量信息的大小，它的默认大小是128MB，通过wsrep_provider_options参数设置，建议调整为2GB~4GB范围，足够的空间便于缓存更多的增量信息。
• gcache.mem_size：GCache中内存缓存的大小，适度调大可以提高整个集群的性能
• gcache.page_size：如果内存不够用（GCache不足），就直接将写集写入磁盘文件中