[mysql] 클러스터링이란?

MySQL 클러스터링의 정의

MySQL 클러스터링은 데이터베이스 시스템에서 고가용성과 확장성을 확보하기 위한 핵심 기술로서, 여러 MySQL 서버를 조합하여 데이터베이스 시스템의 성능을 향상시키고 시스템 장애에 대한 내성을 제공하는 방법을 제공합니다. 이를 통해 데이터베이스 관리자와 시스템 아키텍트는 데이터베이스 시스템을 안정적으로 운영하고 비즈니스 요구 사항에 대응할 수 있게 됩니다.

 

MySQL 클러스터링의 핵심 원칙

MySQL 클러스터링의 핵심 원칙은 다음과 같습니다

노드: 

MySQL 클러스터링은 여러 노드로 구성됩니다. 각 노드는 MySQL 데이터베이스 서버를 호스팅하며 독립적으로 작동합니다. 클러스터는 노드의 집합으로 구성되며 이 노드들은 데이터를 공유하고 작업을 분산시킵니다. 노드는 매우 중요한 구성 요소로, 클러스터의 안정성과 성능에 직접적으로 영향을 미칩니다.

데이터 공유: 

클러스터 노드는 데이터베이스의 일부를 공유합니다. 이것은 데이터의 복제와 공유를 의미하며, 데이터를 여러 노드에 저장하여 고가용성을 확보하고 성능을 향상시킵니다. 데이터의 일관성을 유지하기 위해 클러스터는 데이터 동기화 및 무결성을 관리합니다.

분산 쿼리: 

MySQL 클러스터링은 분산 쿼리를 지원합니다. 이는 클라이언트의 쿼리가 여러 노드로 분산되어 병렬 처리되고, 성능 향상을 제공합니다. 분산 쿼리를 통해 대량의 데이터 처리와 대용량 데이터베이스 검색을 효율적으로 수행할 수 있습니다.

 

MySQL 클러스터링의 활용

MySQL 클러스터링은 다양한 시나리오에서 활용됩니다

고가용성 보장: 

클러스터는 노드 간의 데이터 복제와 자동 장애 복구를 통해 데이터베이스의 고가용성을 보장합니다. 한 노드의 장애가 발생하더라도 다른 노드가 데이터를 제공하여 시스템 전체가 중단되지 않습니다.

성능 향상: 

클러스터는 쿼리 부하 분산을 통해 성능을 향상시킵니다. 쿼리를 여러 노드로 분산하여 병렬 처리를 가능하게 하며, 대용량 데이터베이스의 빠른 검색 및 처리를 지원합니다.

확장성 제공: 

새로운 노드를 클러스터에 추가하여 데이터베이스 시스템을 확장할 수 있습니다. 이는 데이터베이스 요구 사항이 증가할 때 시스템을 확장하는 데 필수적입니다.

데이터 복제 및 백업: 

MySQL 클러스터링은 데이터 복제를 통해 백업과 데이터 보존을 지원합니다. 데이터베이스 복제는 데이터 복구 및 백업 프로세스를 간소화하며, 중요한 비즈니스 데이터를 보호합니다.

 

MySQL 클러스터링의 구성

MySQL 클러스터링을 구성하는데 필요한 주요 구성 요소는 다음과 같습니다

MySQL 노드: 

각 노드는 MySQL 데이터베이스 서버를 호스팅하며, 데이터베이스를 관리합니다. 이 노드들은 데이터의 분산 저장과 처리를 담당합니다.

로드 밸런서: 

로드 밸런서는 클라이언트 요청을 여러 노드로 분배하여 부하를 분산시키는 역할을 합니다. 이를 통해 성능을 최적화하고 고가용성을 확보할 수 있습니다.

클러스터 매니저: 

클러스터 매니저는 노드 간의 데이터 분배와 데이터 동기화를 관리합니다. 이는 데이터의 일관성과 무결성을 유지하기 위한 중요한 구성 요소입니다.

데이터 복제 및 동기화 메커니즘: 

데이터의 복제와 동기화를 위한 메커니즘을 설정합니다. 이는 데이터의 복제와 일관성 유지를 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.

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노드 클러스터 설정 및 데이터베이스 복제 방법

 

1단계 >  MySQL 노드 설치 및 구성

 

1. 노드 설치: 각 노드에 MySQL 서버를 설치합니다. 이 예제에서는 Ubuntu Linux를 기준으로 설명하겠습니다. 아래 명령을 사용하여 MySQL을 설치합니다.

 

sudo apt update
sudo apt install mysql-server

2. MySQL 구성 파일 편집: 각 노드의 MySQL 구성 파일을 편집하여 클러스터 설정을 활성화합니다. /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf 파일을 열고 다음과 같이 수정합니다.

 

# Enable MySQL Cluster
ndbcluster

3. MySQL 재시작: 각 노드에서 MySQL 서버를 다시 시작하여 변경 사항을 적용합니다.

 

sudo systemctl restart mysql

 

2단계 > Mysql 클러스터 구성

 

1. NDB 클러스터 소프트웨어 설치: NDB Cluster는 MySQL 클러스터를 위한 별도의 소프트웨어 패키지입니다. 각 노드에 NDB 클러스터 소프트웨어를 설치합니다.

2. 클러스터 구성 파일 생성: 클러스터 구성을 위한 구성 파일을 생성합니다. 이 파일은 모든 노드에서 공유되어야 합니다. 아래와 같이 config.ini 파일을 생성하고 수정합니다.

 

[NDB_MGMD]
Id=1
hostname=node1

[NDBD]
Id=2
hostname=node2

[NDBD]
Id=3
hostname=node3

[MYSQLD]
Id=4
hostname=node1

3. NDB 클러스터 관리자 시작: 클러스터 관리자 노드에서 다음 명령을 사용하여 클러스터 관리자를 시작합니다.

 

ndb_mgmd -f /path/to/config.ini

4. 데이터 노드 시작: 데이터 노드에서 다음 명령을 사용하여 NDB 데이터베이스 노드를 시작합니다.

 

ndbd

5. MySQL 서버 시작: MySQL 서버를 시작하여 데이터베이스 클라이언트와 연동합니다.

 

mysqld

 

 

3단계 > 데이터베이스 복제 설정

 

1. MySQL 데이터베이스 생성: MySQL 클러스터 내에서 데이터베이스를 생성합니다.

 

CREATE DATABASE mydb;

2. 테이블 생성: 데이터베이스에 테이블을 생성하고 데이터를 삽입합니다.

 

USE mydb;
CREATE TABLE mytable (id INT PRIMARY KEY, data VARCHAR(255));
INSERT INTO mytable (id, data) VALUES (1, 'Data 1');

3. 복제 설정: 데이터베이스를 복제하려면 MySQL 설정 파일 (mysqld.cnf)에서 NDB 엔진을 사용하도록 설정하고, 데이터베이스 테이블을 NDB 클러스터로 복제합니다.

 

[mysqld]
ndbcluster

[NDB]
ndb-connectstring=node1:1186

[NDB_MGMD]
hostname=node1

4. 데이터베이스 재시작: MySQL 데이터베이스를 재시작하여 설정 변경 사항을 적용합니다.

 

sudo systemctl restart mysql

이제, 세 개의 노드로 구성된 MySQL 클러스터를 설정하고 데이터베이스를 복제했습니다. 데이터베이스에 새로운 데이터를 삽입하면 클러스터 내의 다른 노드에도 데이터가 복제되며, 데이터베이스의 고가용성과 성능 향상을 달성할 수 있습니다.