Construyendo un cluster de bases de datos con Galera MariaDB

Este año estamos profundizando en clase en el desarrollo de clusters de alta disponibilidad, y en estos escenarios es necesario tener una infraestructura de cluster de base de datos para que los cambios que se realicen en un nodo se vean reflejado en los demás nodos y el acceso a los datos este sincronizado, de tal forma que podamos leer o escribir en la base de dato de cualquier nodo del cluster sin ningún problema.

Galera MariaDB nos permite crear un cluster activo-activo de bases de datos MariaDB, es decir, todos los nodos funcionan como primarios, pudiendo escribir o leer en la base de datos de cada nodo y sincronizando los contenidos entre ellos.

Escenario que vamos a montar

Vamos a usar dos nodos para crear un cluster con Galera MariaDB. Las direcciones de estos dos nodos van a ser las siguientes:

• nodo1: 10.1.1.101
• nodo2: 10.1.1.102

Los dos nodos tendrán instalado el sistema operativo GNU/Linux Debian 11.

Instalación y configuración inicial del cluster

Vamos a empezar instalando el paquete mariadb-server en los dos nodos:

apt install mariadb-server

Aunque no es necesario para la construcción del cluster, es recomendable asegurar la instalación ejecutando el comando mysql_secure_installation, que nos permite realizar las siguientes tareas:

• Establecer una contraseña para la cuenta root.
• Permitir el acceso solo desde localhost para la cuenta root.
• Eliminar el acceso anónimo.
• Eliminar la base de datos de test, accesible por todos los usuarios, incluidos los anónimos, y eliminar los privilegios que permiten a cualquier usuario acceder a las bases de datos con nombres que empiezan por test_.

Creación del cluster

A continuación vamos a escoger un nodo, que va a ser desde el que creemos el cluster, para posteriormente ir añadiendo los nuevos nodos al cluster creado. En nuestro caso, vamos a escoger el nodo1, por lo que las siguientes instrucciones la vamos a ejecutar en este nodo:

Paramos el servicio:

root@nodo1:~# systemctl stop mariadb.service

A continuación vamos a configurar el cluster, modificamos el fichero /etc/mysql/mariadb.conf.d/60-galera.cnf, para que tenga la siguiente configuración:

#
# * Galera-related settings
#
# See the examples of server wsrep.cnf files in /usr/share/mysql
# and read more at https://mariadb.com/kb/en/galera-cluster/

[galera]
wsrep_on                 = 1
wsrep_cluster_name       = "MariaDB Galera Cluster"
wsrep_provider           = /usr/lib/galera/libgalera_smm.so
wsrep_cluster_address    = gcomm://10.1.1.101,10.1.1.102
binlog_format            = row
default_storage_engine   = InnoDB
innodb_autoinc_lock_mode = 2

# Allow server to accept connections on all interfaces.
bind-address = 0.0.0.0
wsrep_node_address=10.1.1.101

Podemos señalar algunos parámetros importantes:

• wsrep_on = 1: Activa el cluster.
• wsrep_cluster_address: Indicamos las IP de los nodos que van a formar parte del cluster.
• bind-address = 0.0.0.0: Permitimos las conexiones a la base de datos desde todas las interfaces de red.
• wsrep_node_address: Dirección IP del nodo que estamos configurando.

A continuación vamos a crear el cluster e iniciar el servicio:

root@nodo1:~# galera_new_cluster 
root@nodo1:~# systemctl start mariadb.service 

Podemos comprobar que el cluster se ha creado obteniendo información del servidor. Todas las variables que comienzan por el nombre wsrep_ nos dan información del cluster y podríamos ejecutar en nuestra base de datos la instrucción SHOW STATUS LIKE 'wsrep_%';, pero en nuestro caso sólo vamos a obtener el valor de la variable que nos indica el número de nodos que tiene el cluster:

root@nodo1:~# mysql -u root -p
Enter password: 
...

MariaDB [(none)]> SHOW STATUS LIKE 'wsrep_cluster_size';
+--------------------+-------+
| Variable_name      | Value |
+--------------------+-------+
| wsrep_cluster_size | 1     |
+--------------------+-------+
1 row in set (0.002 sec)

Añadir nodos al cluster

A continuación vamos a incluir el nodo2 al cluster, para ello vamos a configurar el fichero /etc/mysql/mariadb.conf.d/60-galera.cnf del nodo2 con el mismo contenido que añadimos al nodo1, a excepción del parámetro wsrep_node_address donde indicaremos la IP del nodo2:

...
wsrep_node_address=10.1.1.102
...

Y reiniciamos el servicio:

root@nodo2:~# systemctl restart mariadb-server

Y podemos volver a comprobar el número de nodos del cluster ejecutando la instrucción anterior en cualquiera de los dos nodos:

root@nodo2:~# mysql -u root -p
Enter password: 
...

MariaDB [(none)]> SHOW STATUS LIKE 'wsrep_cluster_size';
+--------------------+-------+
| Variable_name      | Value |
+--------------------+-------+
| wsrep_cluster_size | 2     |
+--------------------+-------+
1 row in set (0.002 sec)

Pruebas de funcionamiento

Para comprobar que funciona el cluster vamos a crear una base de datos en el nodo1, y posteriormente comprobaremos que también es accesible desde el nodo2:

root@nodo1:~# mysql -u root -p
Enter password: 
...

MariaDB [(none)]> create database prueba;
Query OK, 1 row affected (0.014 sec)

Y hacemos la comprobación en el nodo2:

root@nodo2:~# mysql -u root -p
Enter password: 
...

MariaDB [(none)]> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| prueba             |
+--------------------+
4 rows in set (0.001 sec)

Conclusiones

El uso de un cluster Galera MariaDB puede se muy beneficioso en escenario de cluster de alta disponibilidad donde tenemos varios nodos ofreciendo un servicio y necesitan guardar y acceder a información guardada en una base de datos centralizada. Como siempre, esta entrada es sólo una introducción a la creación y configuración de Galera MariaDB sobre un GNU/Linux Debian 11. Si quieres obtener más información para otros sistemas operativos y profundizar en la configuración de un cluster de mariadb, puedes obtener más información en la documentación oficial.