Cuando se crean aplicaciones basadas en contenedores, un aspecto muy importante a tener en cuenta es lograr la persistencia de los datos.
En el caso de un contenedor mysql, la solución es crear un volumen externo que almacene la información de la carpeta de datos de mysql (/var/lib/mysql). De esta forma, independiente de lo que pase con el contenedor, los datos siempre serán persistentes.
Esta solución es adecuada cuando se tiene solo una réplica de un contenedor mysql. Pero ¿qué pasa cuando se quieren tener más réplicas? Por ejemplo, para una aplicación de alta demanda y con gran número de transacciones, donde interesa hacer balanceo de carga para la base de datos.
Mapear todas las carpetas de datos de las réplicas de msyql al mismo volumen no es posible ya que se obtienen errores como los siguientes:
De estos errores se desprende que cada réplica de mysql debe tener su propia carpeta de datos para funcionar correctamente. ¿Cómo lograr que cada réplica tenga los mismos datos y que todo cambio en una réplica se replique en todas las demás?
Para ello, existe el software percona xtradb cluster (https://www.percona.com/software/mysql-database/percona-xtradb-cluster) que es una solución para crear clusters de mysql, que garantiza la consistencia de los datos entre todas las réplicas del cluster. Esta solución tiene una imagen pública para docker (https://hub.docker.com/r/percona/percona-xtradb-cluster).
A continuación se mostrarán los pasos para crear un cluster de mysql en kubernetes.
Para persistir los datos se usará un servidor NFS de IBM Cloud (File Storage - https://www.ibm.com/cloud/file-storage), el cual debe crearse previamente.
Persistent Volume
Reemplazar los valores de server y path con lo datos del File Storage propio:
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv-mysql-0
labels:
app: mysql
podindex: "0"
annotations:
volume.beta.kubernetes.io/storage-class: ""
spec:
capacity:
storage: "20Gi" # volume capacity
accessModes:
- ReadWriteMany
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
nfs:
server: "fsf-dal1301e-fz.adn.networklayer.com" # hostname or IP address of the NFS server
path: "/SL02SV1344071_1/data01/small/mysql-0" # mysql-replica-0 data directory path
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv-mysql-1
labels:
app: mysql
podindex: "1"
annotations:
volume.beta.kubernetes.io/storage-class: ""
spec:
capacity:
storage: "20Gi" # volume capacity
accessModes:
- ReadWriteMany
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
nfs:
server: "fsf-dal1301e-fz.adn.networklayer.com" # hostname or IP address of the NFS server
path: "/SL02SV1344071_1/data01/small/mysql-1" # mysql-replica-1 data directory pathPersistent Volume Claim
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-mysql-0
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 20Gi # volume capacity
selector:
matchLabels:
app: mysql
podindex: "0"
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-mysql-1
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 20Gi # volume capacity
selector:
matchLabels:
app: mysql
podindex: "1"En la carpeta kubernetes, ejecutar los siguientes comandos:
kubectl apply -f 1.pvs.yml
kubectl apply -f 2.pvcs.yml
Creación de la imagen
En la carpeta docker-pxc, ejecutar los siguientes comandos reemplazando dockerhub-username por el usuario de dockerhub propio:
docker build -t <dockerhub-username>/percona-xtradb-cluster:5.7.19 .
docker push <dockerhub-username>/percona-xtradb-cluster:5.7.19
Cluster Mysql y Servicio de Balanceo
apiVersion: apps/v1beta2
kind: StatefulSet
metadata:
name: mysql
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
# Label selector that determines which Pods belong to the StatefulSet.
# Must match spec -> template -> metadata -> labels
app: percona-galera
#service name that routes traffic to the pods created by the statefulsets
serviceName: mysql-db
template:
metadata:
labels:
app: percona-galera # Pod template's label selector
spec:
containers:
- name: percona-galera
imagePullPolicy: Always
image: <dockerhub-username>/percona-xtradb-cluster:5.7.19>
env:
- name: CLUSTER_NAME
value: percona-galera
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
value: not-a-secure-password
- name: K8S_SERVICE_NAME
value: percona-galera-xtradb
- name: LOG_TO_STDOUT
value: "true"
- name: DEBUG
value: "true"
livenessProbe:
# Indicates whether the Container is running.
# If the liveness probe fails, the kubelet kills the Container, and the Container is subjected to its restart policy.
# If a Container does not provide a liveness probe, the default state is Success.
exec:
command: ["mysqladmin", "-p$(MYSQL_ROOT_PASSWORD)", "ping"]
initialDelaySeconds: 60
periodSeconds: 10
timeoutSeconds: 5
readinessProbe:
# Indicates whether the Container is ready to service requests.
# If the readiness probe fails,
# the endpoints controller removes the Pod’s IP address from the endpoints of all Services that match the Pod.
# The default state of readiness before the initial delay is Failure.
# If a Container does not provide a readiness probe, the default state is Success.
exec:
command: ["mysql", "-h", "127.0.0.1", "-p$(MYSQL_ROOT_PASSWORD)", "-e", "SELECT 1"]
initialDelaySeconds: 60
periodSeconds: 10
timeoutSeconds: 5
volumeMounts:
- name: pvc
mountPath: /var/lib/mysql
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: pvc
spec:
accessModes: [ "ReadWriteMany" ]
resources:
requests:
storage: 20Gi
---
# HEADLESS SERVICE
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: percona-galera-xtradb
spec:
clusterIP: None
ports:
- name: galera-replication
port: 4567
- name: state-transfer
port: 4568
- name: state-snapshot
port: 4444
selector:
app: percona-galera
---
# SERVICIO CON BALANCEO
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mysql-db
spec:
ports:
- name: mysql
port: 3306
selector:
app: percona-galeraEn la carpeta kubernetes, en el script 3.mysql, reemplazar el nombre de la imagen dockerhub-username/percona-xtradb-cluster:5.7.19 con el dado en el paso anterior y ejecutar el siguiente comando:
kubectl apply -f 3.mysql.yml
Para probar el balanceo:
kubectl run mysql-client-loop --image=mysql:5.7 -i -t --rm --restart=Never --\
bash -ic "while sleep 1; do mysql -h mysql-db -uroot -pnot-a-secure-password -e 'select @@hostname'; done"
- Mysql clustering solution - Percona xtradb cluster (https://www.percona.com/software/mysql-database/percona-xtradb-cluster)
- Percona xtradb cluster para docker (https://hub.docker.com/r/percona/percona-xtradb-cluster)
- NFS File Storage (https://www.ibm.com/cloud/file-storage)