Galera Cluster: configurare un cluster MariaDB su Ubuntu 20.04

Configurare un cluster MariaDB con Galera Cluster consente di aumentare l’affidabilità e la scalabilità del database. In questo tutorial ti spieghiamo come installare Galera Cluster su Ubuntu 20.04.

Galera Cluster di MariaDB: requisiti di sistema

Per poter installare un Galera Cluster di MariaDB su Ubuntu 20.04 sono necessari i seguenti requisiti di base:

• Più server: per creare un cluster sono necessari almeno tre server o macchine virtuali. Tutti i server devono far parte della stessa rete.
• Permessi di root: hai bisogno di un accesso root o di permessi admin ai server.

Guida: Galera Cluster di MariaDB su Ubuntu 20.04

Un cluster MariaDB con Galera Cluster è una soluzione di database efficace e ad alta disponibilità che offre integrità dei dati e scalabilità per applicazioni complesse. In questa guida dettagliata ti spieghiamo come configurare un cluster MariaDB con Galera Cluster su Ubuntu 20.04. Prima di iniziare, assicurati di avere a disposizione almeno tre server o macchine virtuali su cui installare il cluster.

Primo passaggio: aggiornare i pacchetti

Prima di tutto assicurati che il tuo sistema operativo Ubuntu sia aggiornato. Questo passaggio è fondamentale per poter aprire i pacchetti attuali e gli aggiornamenti di sicurezza.

Per aggiornare le fonti dei pacchetti apri il terminale e digita il seguente comando:

sudo apt update

Installa tutti gli aggiornamenti disponibili:

sudo apt upgrade -y

Per una migliore pulizia dei server, si consiglia di eliminare i pacchetti obsoleti o non più in uso:

sudo apt autoremove -y

Secondo passaggio: installare MariaDB sui server

Ora puoi installare MariaDB sui singoli server. A partire dalla versione 10.1, oltre al server MariaDB i file contengono anche i pacchetti Galera.

sudo apt install mariadb-server

Terminata l’installazione, puoi avviare MariaDB:

sudo systemctl start mariadb

Con il seguente comando fai in modo che MariaDB si attivi automaticamente a ogni riavvio del sistema:

sudo systemctl enable mariadb

Verifica se MariaDB funziona:

sudo systemctl status mariadb

Inoltre, dovrai implementare alcune impostazioni di sicurezza di base e configurare il database. A tal proposito avvia l’assistente di configurazione:

sudo mysql_secure_installation

L’assistente di configurazione guida l’utente attraverso i singoli passaggi, come impostare la password di root, rimuovere gli utenti anonimi ed eliminare il database di prova.

Enter current password for root (enter for none): 
Switch to unix_socket authentication [Y/n] n
Change the root password? [Y/n] Y
New password:
Re-enter new password:
Remove anonymous users? [Y/n] Y
Disallow root login remotely? [Y/n] Y
Remove test database and access to it? [Y/n] Y
Reload privilege tables now? [Y/n] Y

Ora lo script ti chiederà di digitare la password di root. Se stai installando MariaDB su Ubuntu 20.04 per la prima volta, premi Invio e inserisci una nuova password.

Terzo passaggio: configurare i nodi Galera Cluster con MariaDB

Crea un file cnf nella directory /etc/mysql/conf.d di ogni nodo per definire le impostazioni specifiche di Galera.

nano /etc/mysql/conf.d/galera.cnf

Il file contiene le impostazioni generali del database quali il formato del protocollo binario e il motore di archiviazione predefinito. Include anche le configurazioni per Galera Cluster, tra cui il nome del cluster e gli indirizzi dei nodi.

Per il primo nodo digita le seguenti righe di comando:

[mysqld]
binlog_format=ROW
default-storage-engine=innodb
innodb_autoinc_lock_mode=2
bind-address=0.0.0.0
wsrep_on=ON
wsrep_provider=/usr/lib/galera/libgalera_smm.so
# Galera Cluster Configuration
wsrep_cluster_name="galera_cluster"
wsrep_cluster_address="gcomm://node_1-ip-address,node_2-ip-address,node_3-ip-address"
# Galera Synchronization Configuration
wsrep_sst_method=rsync
# Galera Node Configuration
wsrep_node_address="node_1-ip-address"
wsrep_node_name="node_1"

• Impostazioni generali del database: qui sono incluse impostazioni quali binlog_format=ROW per il formato dei log binari e default-storage-engine=innodb per il motore di archiviazione predefinito.
• Configurazione del provider Galera: impostazioni come wsrep_on=ON servono ad attivare la replica Galera e a specificare il percorso alla libreria Galera wsrep_provider=/usr/lib/galera/libgalera_smm.so.
• Configurazione di Galera Cluster: comprende il nome del cluster (wsrep_cluster_name) e l’indirizzo del cluster (wsrep_cluster_address), che a sua volta contiene gli indirizzi IP o i nomi dell’host dei nodi nel cluster.
• Sincronizzazione Galera: configura il metodo per lo State Snapshot Transfer (SST), ad esempio wsrep_sst_method=rsync.
• Configurazione dei nodi Galera: definisce l’indirizzo IP o il nome dell’host del nodo attuale (wsrep_node_address) nonché il nome del nodo (wsrep_node_name).

Dopo aver salvato il primo file, puoi crearne un altro per il secondo nodo:

[mysqld]
binlog_format=ROW
default-storage-engine=innodb
innodb_autoinc_lock_mode=2
bind-address=0.0.0.0
# Galera Provider Configuration
wsrep_on=ON
wsrep_provider=/usr/lib/galera/libgalera_smm.so
# Galera Cluster Configuration
wsrep_cluster_name="galera_cluster"
wsrep_cluster_address="gcomm://node_1-ip-address,node_2-ip-address,node_3-ip-address"
# Galera Synchronization Configuration
wsrep_sst_method=rsync
# Galera Node Configuration
wsrep_node_address="node_2-ip-address"
wsrep_node_name="node_2"

Ora prosegui con l’ultimo nodo:

[mysqld]
binlog_format=ROW
default-storage-engine=innodb
innodb_autoinc_lock_mode=2
bind-address=0.0.0.0
# Galera Provider Configuration
wsrep_on=ON
wsrep_provider=/usr/lib/galera/libgalera_smm.so
# Galera Cluster Configuration
wsrep_cluster_name="galera_cluster"
wsrep_cluster_address="gcomm://node_1-ip-address,node_2-ip-address,node_3-ip-address"
# Galera Synchronization Configuration
wsrep_sst_method=rsync
# Galera Node Configuration
wsrep_node_address="node_3-ip-address"
wsrep_node_name="node_3"

Quarto passaggio: modificare il firewall sui server

Poiché i nodi comunicano fra loro attraverso porte specifiche, dovrai modificare le impostazioni del firewall di conseguenza.

Apri la seguente porta nel firewall:

• Porta 3306: questa è la porta standard di MariaDB, che viene usata per la comunicazione e le richieste al database.
• Porte Galera: oltre alla porta standard 3306, Galera usa anche altre porte per la comunicazione interna tra i nodi. L’intervallo predefinito per le porte Galera è solitamente 4567, 4568 e 4444 per lo State Snapshot Transfer (SST).

È possibile specificare le impostazioni del firewall sul server Ubuntu tramite il seguente comando:

sudo ufw allow 3306,4567,4568,4444/tcp
sudo ufw allow 4567/udp

Quinto passaggio: avviare Galera Cluster in MariaDB

Se MariaDB è in uso, termina il processo.

sudo systemctl stop mariadb

Questo comando avvia il server MariaDB* e avvia un nuovo Galera Cluster sul primo nodo:

sudo galera_new_cluster

Verifica il numero dei nodi nel cluster:

mysql -u root -p -e "SHOW STATUS LIKE 'wsrep_cluster_size'"

Dovresti ottenere questo output

+---------------------------+-------------+
| Variable_name        | Value       |
+--------------------------+--------------+
| wsrep_cluster_size | 1              |
+--------------------------+------------ -+

Il primo nodo è stato avviato con successo.

Ora attiva il secondo:

systemctl start mariadb

Verifica se il numero dei nodi è aumentato:

mysql -u root -p -e "SHOW STATUS LIKE 'wsrep_cluster_size'"

Nel terminale compare:

+---------------------------+-------------+
| Variable_name        | Value       |
+--------------------------+--------------+
| wsrep_cluster_size | 2               |
+--------------------------+--------------+

Ora avvia il terzo nodo:

systemctl start mariadb

Controlla se il nodo funziona come previsto:

mysql -u root -p -e "SHOW STATUS LIKE ’wsrep_cluster_size’"

Ora il Cluster dovrebbe contenere tre nodi:

+---------------------------+-------------+
| Variable_name        | Value       |
+--------------------------+--------------+
| wsrep_cluster_size | 3              |
+--------------------------+------------ -+

Sesto passaggio: testare la replica

Verifica di poterti connettere a ogni nodo del cluster. Usa il client MariaDB per poter accedere come utente root o un altro utente con i permessi adeguati.

mysql -u root -p

Crea un nuovo database su un nodo del cluster:

CREATE DATABASE test_db;

Accedi agli altri nodi e verifica se il database di prova è presente:

SHOW DATABASES;

Il database di prova dovrebbe comparire nella lista dei database:

+-------------------------------+
| Database                        |
+-------------------------------+
| information_schema   |
| mysql                              |
| performance_schema |
| test_db                          | 
| sys                                  |
+------------------------------+

Aggiungi una nuova tabella di prova nel database di prova

USE test_db;
CREATE TABLE test_table (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50)
);

Inserisci alcuni dati nella colonna name della tabella di prova:

INSERT INTO test_table (name) VALUES ('Alice'), ('Giulio'), ('Marco');

Controlla se la tabella di prova e i dati inseriti sono stati trasferiti correttamente:

USE test_db;
SELECT * FROM test_table;

L’output mostra la lista delle persone con il loro nome e ID:

+----+-----------+
| id | name    |
+----+-----------+
| 1  | Alice     |
| 2  | Giulio   |
| 3  | Marco |
+----+----------+

Con questo comando puoi aggiornare un record di dati nella tabella di prova:

UPDATE test_table SET name = 'Davide' WHERE name = 'Alice';

Ora prova a cancellare un record di dati:

DELETE FROM test_table WHERE name = 'Giulio';

Verifica sugli altri nodi se gli aggiornamenti e le eliminazioni sono stati replicati correttamente:

SELECT * FROM test_table;

Le modifiche sono visibili su ogni nodo:

+----+------------+
| id | name     |
+----+-----------+
| 1  | Davide  |
| 3  | Marco   |
+----+-----------+