บทที่ 2 รู้จักกับ MySQL Cluster

กว่าจะมาเป็น MySQL Cluster

MySQL ถูกพัฒนาขึ้นจากภาษาซี มีรุ่นที่สำหรับทำงานบนระบบปฏิบัติการต่างๆ มากมาย สนับสนุนการใช้งานแบบมัลติเทรด (Multi-threading) ในระดับเคอเนลแบบสมบูรณ์ รองรับจำนวนตารางถึง 200,000 ตารางและข้อมูลมากกว่า 5,000,000,000 แถวข้อมูล (ข้อมูลจากคู่มือ MySQL)

ผู้เขียนเองเคยใช้งาน MySQL สมัยออกใหม่ๆ มีขนาดไฟล์ติดตั้งเพียง 5 MB. หลังจากทดลองใช้งานก็พบว่าไปใช้งาน PostgreSQL ดีกว่า ในช่วงปีหลัง ๆ มาทำบริษัทเอง ตลาดของ MySQL มีมากกว่าด้วยความที่ใช้งานง่าย ทำให้กลับมาจับฝั่งนี้อีกครั้ง และพบว่าหลังจากรุ่นที่ 4 เป็นต้นมา MySQL ได้มีวิวัฒนาการต่าง ๆ เพิ่มขึ้นอย่างมาก รองรับการทำวิว การ join การทำ Store Procedure และอื่น ๆ ตามเข้ามาเรื่อย ๆ จนกระทั่งมาพบกว่า MySQL Cluster และรอจนกระทั่งรู้สึกว่าเป็นรุ่นที่ใช้งานได้ จึงได้เริ่มรุกอย่างหนักขึ้น และตั้งใจจะเขียนหนังสือเล่มนี้เพื่อแบ่งปันความรู้ที่มีแก่ผู้ที่สนใจต่อไป

รูปจาก http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/pluggable-storage-overview.html

โครงสร้างการทำงานของ MySQL หากเราพิจารณาให้ดีจะพบว่าตรงส่วนที่เรียกว่า สตอเรจเอนจิ้น (Storage Engine) เป็นส่วนที่มีตัวเลือกหลากหลายแบบ ที่เราคุ้นเคยก็คือ MyISAM และ InnoDB ซึ่งสตอเรจเอนจิ้นในส่วนนี้เป็นส่วนที่จัดการกับข้อมูลที่จัดเก็บอยู่ซึ่งจะมีลักษณะการทำงานและความสามารถที่แตกต่างกันไป พออธิบายโดยสังเขปดังต่อไปนี้

MyISAM เป็นตัวมาตรฐาน (Default) มาแต่เริ่มต้น ทำงานได้ดี แต่ไม่รองรับ Foreign Key

InnoDB เป็นตัวมาตรฐานในปัจจุบัน หลังจากที่บริษัทออราเคิล ได้ซื้อกิจการบริษัท ซัน ไมโครซิสเต็ม ก็ได้เปลี่ยนให้ MySQL ใช้ InnoDB เป็นสตอเรจเอนจิ้นมาตรฐานแทน MyISAM ซึ่ง InnoDB นี้ มีจุดเด่นที่เหนือกว่า MyISAM คือรองรับ Foreign Key และสนับสนุนการทำงานทรานเซคชั่น (Transaction) และมีลักษณะคล้ายการออราเคิล เพราะทีมออราเคิลเป็นคนพัฒนา

NDB มาจากคำว่า Network Database ซึ่งบ่อยครั้งนิยมเรียก NDBCLUSTER ย่อ ๆ ว่า NDB เป็นสตอเรจเอนจิ้นสำหรับ MySQL Cluster ซึ่งสตอเรจเอนจิ้นนี้จะมากับ MySQL รุ่นที่ที่เป็นคลัสเตอร์เท่านั้น

ที่ดาวน์โหลด MySQL Cluster

ณ ขณะที่เขียนหนังสือเล่มนี้ MySQL Cluster อยู่ในรุ่นที่ 7.1.15 ส่วน MySQL อยู่ในรุ่นที่ 5.5.14 จะสังเกตุเห็นว่าเลขรุ่นต่างกันมาก แต่จริง ๆ แล้วเลขรุ่นของ MySQL Cluster ที่เห็นเป็นเลขรุ่นของ NDB สตอเรจเอนจิ้น

http://www.mysql.com/downloads/cluster/

โครงสร้างของ MySQL Cluster

องค์ประกอบของ MySQL Cluster มีอยู่ 3 ส่วนได้แก่

1. Management Server เป็นส่วนที่เก็บ Configuration ของระบบ ซึ่งคอนฟิกจะบอกว่าในระบบคลัสเตอร์นั้นประกอบด้วยโหนดอะไรบ้าง เป็นต้น นอกจากนั้นยังทำหน้าที่ให้ข้อมูลของระบบกับโหนดอื่นๆ นับว่าเป็นส่วนสำคัญของระบบ
2. Data Node เป็นโหนดที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูล ข้อมูลฐานข้อมูลที่งานในระบบ MySQL Cluster จะถูกจัดเก็บลงบนเครื่อง Data Node นี้ ซึ่งโดยมากจะมีหลายเครื่องเพื่อทำ High Availability จากรูปจะเห็นว่ามี Data Node อยู่ 4 เครื่อง และแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ตามที่มีจุดไข่ปลาล้อมลอบ ซึ่งทาง MySQL เรียกว่าโหนดกรุ๊ป (Node Group) ข้อมูลที่ถูกจัดเก็บลงมาจะถูกจัดเก็บแบบกระจายกันไปตามโหนดกรุ๊ป โดยเครื่องในโหนดกรุ๊ปจะเก็บข้อมูลเหมือนกัน เพื่อกันการผิดพลาด เวลาที่มีเครื่องหนึ่งเครื่องใดในกลุ่มไม่สามารถให้บริการได้ อีกก็ยังมีอีกเครื่องที่มีข้อมูลเหมือนกันอยู่
3. MySQL Server (SQL Node หรือ API Node) เป็น MySQL ปรกติที่รับการติดต่อกับโปรแกรมประยุกต์อื่นๆ ตามปรกติ ต่างกันเพียงแค่การจัดเก็บข้อมูลจะถูกจัดเก็บที่ Data Node

SQL nodes ทำหน้าที่เป็นผู้เรียกใช้งานข้อมูล เหมือน MySQL ปรกติที่เราใช้งาน แต่ต่างกันตรงที่ว่าตารางที่ใช้สตอเรจเอนจิ้นเป็น NDBCLUSTER นั้น ข้อมูลไม่ได้จัดเก็บอยู่ในเครื่องนั้นแต่ไปจัดเก็บอยู่ที่ Data Node แทน การทำงานก็ใช้คำสั่ง mysqld ตามปรกติ แต่จะมีการปรับแต่งค่าในไฟล์ my.cnf หรือ my.ini สำหรับรุ่นที่วินโดวส์

สำหรับระบบลีนุกซ์

• Management Node มีคอนฟิกกูเรชั่นไฟล์ที่สำคัญคือ config.ini และรันคำสั่ง ndb_mgmd
• Data Node มีคอนฟิกกูเรชั่นที่สำคัญที่ต้องปรับแต่งที่ไฟล์ /etc/my.cnf และรันคำสั่ง ndbd หรือ ndbmtd
• MySQL Node มีคอนฟิกกูเรชั่นที่สำคัญที่ต้องปรับแต่งที่ไฟล์ /etc/my.cnf และรันคำสั่งmysqld_safe

ข้อดีของระบบ MySQL Cluster

1. เป็นระบบที่มีสภาพพร้อมใช้งานสูงและเป็นระบบแบบภาระงานสมดุล (High availability and Load balanced)
2. เป็นระบบที่รองรับงานต่อหนึ่งหน่วยเวลาในปริมาณมาก (High Throughput)
3. ปรับเปลี่ยนขนาดของระบบได้ง่าย (Scalability)
4. สามารถใช้ฮาร์ดแวร์ทั่วไปได้ (Can deploy with low cost hardware)

ข้อด้อยของระบบ MySQL Cluster

1. ใช้เครื่องจำนวนมาก (Need many number of machines)
2. การคอนฟิกยุ่งยาก (Difficult in configuration)
3. ไม่เหมาะกับงานที่มีการคิวรี่ที่ซับซ้อน เพราะยังทำงานช้ากว่าระบบแบบเครื่องเดี่ยว (Not work with complex query)
4. ต้องใช้ทักษะในการติดตั้งและดูแลสูง (Required high technical skill)

ndbinfo read only database

mysql cluster replication ทำงานได้อย่างถูกต้องมีเทรดที่ได้รับมอบหมายสำหรับงาน replication โดยเฉพาะ 1 เทรดในทุก Data node ซึ่งจะคอยประสานงานและส่ง Bin Log มาจัดลำดับเหตุการณ์ให้ถูกต้องเพื่อให้การทำสำเนาข้ามระบบเป็นไปอย่างถูกต้องสอดคล้อง ดูเรื่องการจัดการ Bin Log เพิ่มให้ชัดเพราะระบบใหญ่จำเป็นมาก

การปฏิบัติในหนังสือเล่มนี้อิงกับระบบปฏิบัติการลีนุกซ์ CentOS 5 และใช้ซอฟต์แวร์ MySQL Cluster รุ่นที่เป็นไบนารีออกมาสำหรับ Redhat / CentOS