芬达：openEuler+GreatSQL+dbops玩转MGR
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芬达，《芬达的数据库学习笔记》公众号作者，开源爱好者，擅长 MySQL、ansible。
背景
openEuler 是什么
openEuler22.03 LTS 是 openEuler 社区于 2022 年 3 月发布的开源操作系统（从系统版本的命名不难发现吧）。openEuler 社区的运营由华为为主导，社区以全球开源贡献者的合作，构建了这个高效、稳定和安全的操作系统。基于 Linux 内核的 openEuler 操作系统，支持 Kunpeng 以及其他处理器，旨在充分发挥计算芯片的潜力。它适用于数据库、大数据、云计算和人工智能等场景。通过社区合作，openEuler 构建了一个创新平台，创建了一个支持多处理器架构的统一开放操作系统，并推动了软件和硬件应用生态系统的繁荣。
openEuler22.03 LTS 带来了一系列关键功能，包括基于 Linux Kernel 5.10 的深度优化、新型媒体文件系统、分层内存扩展、用户模式协议栈、云原生调度增强、QEMU 热补丁、KubeOS、增强的轻量级安全容器、增强的 iSulad、双平面部署、边缘计算支持、嵌入式镜像，以及 secPaver 等。
openEuler22.03 LTS 可以被视为国产操作系统创新项目的首选系统版本之一。
GreatSQL 是什么
GreatSQL，作为 MySQL 分支 Percona 的延伸，立志成为中国广泛受欢迎的开源数据库。其上一版本基于 Percona Server 8.0.25 构建，而这次的新版本则使用 Percona Server 8.0.32 作为基础，引入了许多重要特性。新发布的 GreatSQL 8.0.32-24 版本增加了并行 load data、逻辑和 CLONE 备份加密、MGR 读写节点可动态绑定 VIP、SQL 兼容扩展、审计日志增强等重大特性。
GreatSQL 8.0.32-24 可以被视为国产开源数据库信创项目，并且解决 MySQL5.7 EOL 问题的重要替代方案之一。
关于 MySQL5.7 EOL 问题，可以翻阅我之前写的文章《阴谋论: MySQL 将死，国产数据库的春天？》
dbops 是什么
dbops 是一款提供生产级别 MySQL 部署的 playbook 工具，由芬达个人开发。
地址: https://gitee.com/fanderchan/dbops/
GreatSQL 官方并未提供专门针对 openEuler 的编译安装包，而我发现部署 GreatSQL、GreatSQL MGR、GreatSQL HA 等都有许多细节需要注意。本文主要讲述我如何思考并开发 dbops 的新功能，以在 openEuler22 上成功部署 GreatSQL，并运行其"MGR 读写节点可动态绑定 VIP"功能(以下简称"GreatSQL HA 功能")。
dbops 如何支持 GreatSQL
dbops 本来就支持 MySQL 和 Percona，所以对 GreatSQL 的支持并不需要大规模的改动。以下大部分是一些针对部署 GreatSQL 与 MySQL 或 Percona 的不同之处的调整。
1. 只对 Linux - Generic 包的支持
由于 dbops 的目标是支持大量的国产操作系统，与 MySQL 一样，GreatSQL 提供了针对各种操作系统的预编译二进制包，但有一个是通用的，那就是 Linux - Generic 包。在 dbops 为 MySQL 提供支持以及在实际生产中，都在使用这个包。
同时，为了支持更多的 Linux 系统，我选择了基于 glibc2.17 的包，而非 glibc2.28 的包。前者意味着包是在 glibc 公共库版本为 2.17 的系统下编译出来的，因此，它不会包含大于 2.17 的库函数，兼容性会更强。
我选择支持的是 minimal 包，这个版本剔除了与调试相关的二进制文件和调试符号，体积非常小，仅为常规包的三分之一，我认为非 minimal 包并无优势。
目前，dbops 仅支持 GreatSQL-8.0.32-24-Linux-glibc2.17-x86_64.tar.xz 的部署。
2. dbops 的 mysql_ansible 的配置文件 common_config.yml 的调整
dbops 可以很方便的配置执行 playbook 的变量，变量设置非常集中，一般只需要修改两个文件，一个是全局参数配置文件 common_config.yml，另外一个是当前需要执行的 playbook yaml 文件。
新增了 db_type 参数，用于判断待部署的数据库类型，可选值为 MySQL、Percona、GreatSQL。根据 db_type 的不同，部署流程将有所区别。 将 mysql_base_dir 参数和 mysql_data_dir_base 参数设定为根据 db_type 自动生成，这样可以得到不同的目录路径。我希望避免将 MySQL 和 GreatSQL 放置在同一目录下，以便于区分。 对于 mysql_package 参数，即安装包的名称，如果是 MySQL，会根据 {{ mysql_version }} 自动生成；如果是 GreatSQL，将读取 greatsql_package 的设置。 新增了 fcs_use_greatsql_ha 开关参数，其默认值为 1，即如果部署的是 GreatSQL 并且采用 MGR 架构(执行的 playbook==mgr.yml)，那么默认会部署"MGR 读写节点可动态绑定 VIP"的功能插件。
## DB TYPE,suport mysql,percona,greatsql
+ db_type: greatsql
#Directory of MySQL installation package
mysql_packages_dir: ../downloads/
+ greatsql_package: GreatSQL-8.0.32-24-Linux-glibc2.17-x86_64-minimal.tar.xz
+ percona_package: Percona-Server-8.0.29-21-Linux.x86_64.glibc2.17.tar.gz
## do not modify
- mysql_package: "{{ 'mysql-' + mysql_version + '-linux-' + ('glibc2.12' if mysql_version.startswith('5.') else 'glibc2.17') + '-x86_64' + ('.tar.gz' if mysql_version.startswith('5.') else '-minimal.tar.xz') }}"
+ mysql_package: "{% if db_type == 'mysql' %}{{ 'mysql-' + mysql_version + '-linux-' + ('glibc2.12' if mysql_version.startswith('5.') else 'glibc2.17') + '-x86_64' + ('.tar.gz' if mysql_version.startswith('5.') else '-minimal.tar.xz') }}{% elif db_type == 'percona' %}{{ percona_package }}{% elif db_type == 'greatsql' %}{{ greatsql_package }}{% endif %}"
## linux mysql run user name
mysql_user: mysql
mysql_group: mysql
mysql_user_password: Dbops@9999
## mysql install directory
- mysql_base_dir: /database/mysql/base/{{ mysql_version }}
+ mysql_base_dir: /database/{{ db_type }}/base/{{ mysql_version }}
## mysql_data_dir_base define mysql datadir base, real datadir= mysql_data_dir_base + /port
- mysql_data_dir_base: /database/mysql
+ mysql_data_dir_base: /database/{{ db_type }}
+ fcs_use_greatsql_ha: 1
3. 新增 GreatSQL 专属 my.cnf 模板，并对 GreatSQL HA 的新参数支持
在 mgr.yml 这个 playbook 里新增三个与 GreatSQL HA 相关的参数设置
+ greatsql_vip: 192.168.199.174
+ greatsql_net_work_interface: "ens33"
+ greatsql_netmast: "255.255.255.255"
新增了 mysql_ansible/roles/mysql_server/templates/8.0/greatsql-my.cnf.j2 模板，此模板是从 percona-my.cnf.j2 模板克隆而来。为了支持 GreatSQL HA 的相关参数设置，我使用 jinja2 语法设置了判断逻辑，只有满足以下三个条件，才会添加这些参数：
数据库类型为 'greatsql' （在 common_config.yml 中设置） 设置了 fcs_use_greatsql_ha: 1 开关，要求部署 GreatSQL HA 功能（在 common_config.yml 中设置） 在安装 MGR 时（运行 ansible-playbook mgr.yml 时）
+ {% if db_type == 'greatsql' and fcs_use_greatsql_ha == 1 and make_mgr_role_included is defined and make_mgr_role_included %}
+ #GreatSQL MGR vip
+ plugin-load-add=greatdb_ha.so
+ loose-greatdb_ha_enable_mgr_vip=1
+ loose-greatdb_ha_mgr_vip_ip={{ greatsql_vip }}
+ loose-greatdb_ha_mgr_vip_mask={{ greatsql_netmast }}
+ loose-greatdb_ha_mgr_vip_nic={{ greatsql_net_work_interface }}
+
+ #single-primary mode
+ loose-group_replication_single_primary_mode=1
+ loose-group_replication_enforce_update_everywhere_checks=0
+ {% endif %}
前面设置的三个参数值，greatsql_vip、greatsql_netmast、greatsql_net_work_interface 会对应传入到 my.cnf 里。
4. 支持自动下载 GreatSQL 安装包
+ - name: Download GreatSQL binary tarball if not found locally and auto download is enabled(local)
+ ansible.builtin.get_url:
+ url: "https://product.greatdb.com/{{ mysql_package[0:18] }}/{{ mysql_package }}"
+ dest: "{{ mysql_packages_dir }}/{{ mysql_package }}"
+ mode: '0644'
+ timeout: 30
+ headers:
+ User-Agent: "Wget/1.21.1"
+ when: not mysql_server__package_file.stat.exists and fcs_auto_download_mysql == 1 and db_type == 'greatsql'
+ delegate_to: 127.0.0.1
在正常情况下，您应该手动上传 GreatSQL 的包到 downloads/ 文件夹中。如果在 downloads/ 文件夹中没有找到对应的包，且在 common_config.yml 文件中设置了 fcs_auto_download_mysql == 1（允许从互联网下载安装包），并且 db_type == 'greatsql'，那么将会自动从互联网下载安装包。
dbops 本身就支持下载 MySQL 安装包的功能。但由于 GreatSQL 的安装包下载路径不同，因此我额外添加了一个下载链接，以实现相同的下载功能。
5. 修改 GreatSQL 启动服务
为了让 GreatSQL HA 支持 mysqld 执行通常需要较高权限才能操作的挂载和卸载 VIP 操作，我们需要进行一些特殊设置。官方原先提供了两个方案，但我提出了新的解决方案。
在服务设置中，我们加入以下代码：
[Service]
+ {% if db_type == 'greatsql' and fcs_use_greatsql_ha == 1 and make_mgr_role_included is defined and make_mgr_role_included %}
+ AmbientCapabilities=CAP_NET_ADMIN CAP_NET_RAW
+ {% endif %}
只有当满足条件（需要部署 GreatSQL HA）时，系统会自动在启动服务中配置 "CAP_NET_ADMIN CAP_NET_RAW" 的权限。
我设计的这种方法也得到了官方的采纳，成为首选推荐方法。
6. fix 部署 GreatSQL 有可能报错的问题
GreatSQL 在部署后可能在使用 mysqld 初始化时，或者初始化后使用 mysql 登录时，报告 libcrypto.so 或 libssl.so 找不到。
[root@192-168-199-171 ~]# /usr/local/mysql/bin/mysqld --defaults-file=/database/mysql/etc/3306/my.cnf --initialize-insecure
/usr/local/mysql/bin/mysqld: error while loading shared libraries: libcrypto.so: cannot open shared object file: No such file or directory
[root@192-168-199-171 lib]# mysql -uroot -p -S /database/mysql/data/3307/mysql.sock
mysql: error while loading shared libraries: libssl.so: cannot open shared object file: No such file or directory
针对此问题，我们有两种解决方案。第一种方法是使用 yum install openssl-devel 安装，之后系统库就会包含这两个 so 库：
/usr/lib64/libcrypto.so
/usr/lib64/libssl.so
然而，我们也有第二种解决方法。GreatSQL 的 Generic 包其实已经编译了这两个库，只是它们被命名为 libcrypto.so.10 和 libssl.so.10，而非 libcrypto.so 和 libssl.so。我们只需在 /usr/local/mysql/lib/private/ 文件夹内为这两个库创建软链接即可。
并且，我认为采用第二种方法，使用官方包内的 libcrypto.so 和 libssl.so，是最佳的解决方案。
改动代码如下:
mysql_ansible/roles/mysql_server/tasks/fix_greatsql_install.yml
+ - name: Create symbolic links for libssl.so and libcrypto.so
+ file:
+ src: "/usr/local/mysql/lib/private/{{ link.src }}"
+ dest: "/usr/local/mysql/lib/private/{{ link.dest }}"
+ state: link
+ owner: "{{ mysql_user }}"
+ group: "{{ mysql_group }}"
+ loop:
+ - { src: 'libssl.so.10', dest: 'libssl.so' }
+ - { src: 'libcrypto.so.10', dest: 'libcrypto.so' }
+ loop_control:
+ loop_var: link
mysql_ansible/roles/mysql_server/tasks/main.yml
- name: Install mysql to /usr/local/mysql
ansible.builtin.import_tasks: install_mysql.yml
+ - name: Fix libcrypto.so and libssl.so not find by create link if db_type is greatsql
+ ansible.builtin.import_tasks: fix_greatsql_install.yml
+ when: db_type == 'greatsql'
- name: Init mysql datadir
ansible.builtin.import_tasks: initialize_mysql_datadir.yml
7. 检查网卡是否一致
在设定了 VIP 漂移的三台机器中，与 MHA 架构相同，我们可能会遇到一种状况：在一开始设置网卡绑定时，主机管理员可能会没注意，发生以下情况：
192.168.199.171 网卡名 bond1
192.168.199.172 网卡名 bond1
192.168.199.173 网卡名 bond0
你可能已经发现了，第三台机器的网卡名与前两台不一致。因此，如果发生高可用漂移，MHA 或 MGR 在选择主机时，如果选择了第三台作为主机，那么根据 greatsql_net_work_interface: "bond1" 的设置，漂移操作可能会失败。虽然我还没有进行过测试，但这个问题在 MHA 架构中肯定会发生，而且在 GreatSQL HA 架构中也有很大可能发生！
因此，在运行 ansible-playbook 部署 mgr.yml 时，我已在第一步的 pre_check_and_set（检查和设置系统参数）中，加入了检查网卡名是否一致的步骤。如果网卡名不一致，playbook 将报错并终止运行，给出提示。代码如下：
- name: Add network interface alias to a temporary file
ansible.builtin.lineinfile:
path: "/tmp/net_aliases.txt"
line: "{{ ansible_default_ipv4.alias }}"
create: true
mode: '0644'
- name: Fetch copy
ansible.builtin.fetch:
src: /tmp/net_aliases.txt
dest: /tmp/ssh
- name: Append file /tmp/net_aliases.txt (delegate to 127.0.0.1)
ansible.builtin.shell: set -o pipefail && find /tmp/ssh/ -name "*.txt" -type f -exec sh -c 'cat {}' \; | sort | uniq | wc -l
register: pre_check_and_set__shell_output
changed_when: false
run_once: true
delegate_to: 127.0.0.1
- name: Check if shell output is 1
ansible.builtin.assert:
that: pre_check_and_set__shell_output.stdout | int == 1
fail_msg: "Network card names are different!"
run_once: true
delegate_to: 127.0.0.1
- name: Delete /tmp/net_aliases.txt
ansible.builtin.file:
path: /tmp/net_aliases.txt
state: absent
- name: Delete /tmp/ssh/ (delegate to 127.0.0.1)
ansible.builtin.file:
path: /tmp/ssh/
state: absent
run_once: true
delegate_to: 127.0.0.1
8. 支持使用 jemalloc 内存分配器
GreatSQL 和 Percona 官方都推荐使用 jemalloc 替代默认的 malloc，我至今没有发现 MySQL 官方的类似建议。然而，在实践中，我曾经通过替换 malloc 为 jemalloc 内存管理器来解决内存泄露问题，尽管根本原因仍不清楚。因此，我之前已经在我的 dbops 工具中加入了在部署时选择使用 jemalloc 内存分配器的功能，它是在 systemd 服务中实现的。
以下是涉及的代码:
mysql_ansible/playbooks/common_config.yml
# 配置文件中提供一个开关，决定是否使用 jemalloc 内存分配器，其默认值为 0，即不修改内存分配器
fcs_mysql_use_jemalloc: 1
mysql_ansible/roles/mysql_server/tasks/install_mysql_dependents.yml
- name: Install libaio and numactl
ansible.builtin.yum:
name: "{{ package.name }}"
state: present
loop:
- { name: 'libaio' }
- { name: 'numactl' }
loop_control:
loop_var: package
tags:
- dependents
- name: Install jemalloc
when: fcs_mysql_use_jemalloc == 1
tags:
- dependents
block:
- name: Install jemalloc using yum
ansible.builtin.yum:
name: jemalloc
state: present
register: mysql_server__jemalloc_install_result
ignore_errors: true
- name: Set jemalloc rpm file name based on OS
ansible.builtin.set_fact:
mysql_server__jemalloc_rpm_file: "{{ 'jemalloc-3.6.0-1.el8.x86_64.rpm' if os_type in ['openEuler22', 'openEuler20', 'CentOS8', 'BigCloud8', 'Anolis OS8'] else 'jemalloc-3.6.0-1.el7.x86_64.rpm' }}"
- name: Copy jemalloc rpm to target server
ansible.builtin.copy:
src: "../files/{{ mysql_server__jemalloc_rpm_file }}"
dest: "/tmp/{{ mysql_server__jemalloc_rpm_file }}"
mode: '0755'
when: mysql_server__jemalloc_install_result.failed
- name: Install jemalloc from local file
ansible.builtin.yum:
name: "/tmp/{{ mysql_server__jemalloc_rpm_file }}"
state: present
disable_gpg_check: true
register: mysql_server__jemalloc_local_install_result
when: mysql_server__jemalloc_install_result.failed
ignore_errors: true
- name: Check if jemalloc installation failed
ansible.builtin.fail:
msg: "Failed to install jemalloc"
when: mysql_server__jemalloc_install_result.failed and mysql_server__jemalloc_local_install_result.failed
这段代码主要是用于安装 mysql_server 的依赖包，如果你在配置中设置了 fcs_mysql_use_jemalloc: 1，那么将会安装 jemalloc。默认情况下，它会尝试使用 yum 来安装。如果 yum 安装失败，那么它会尝试使用 dbops 自带的 jemalloc 包。
原因是，预备的 jemalloc 包只有两个版本：一个是针对 EL7，一个是针对 EL8。并没有专门为国产操作系统准备的专用包。在国产操作系统上，你应该优先使用 yum 来安装适合该系统的包。如果使用 yum 安装失败，你可以考虑使用 EL7 或者 EL8 的 jemalloc 包来进行兼容性安装。
mysql_ansible/roles/mysql_server/templates/mysql.service.j2
[Service]
...
{% if fcs_mysql_use_jemalloc == 1 %}
{% if os_type in ['openEuler22','openEuler20'] %}
Environment="LD_PRELOAD=/usr/lib64/libjemalloc.so.2"
{% else %}
Environment="LD_PRELOAD=/usr/lib64/libjemalloc.so.1"
{% endif %}
{% endif %}
根据 yum 或者 rpm 包方式安装 libjemalloc 后，不同操作系统的 libjemalloc.so 路径可能会不同，我在服务配置里会做判断和正确加载。
结语与反馈征集
如果你对 dbops 感兴趣，欢迎你使用，并提出宝贵的建议或问题。如果在使用过程中遇到任何问题，或有任何改进的建议，欢迎在 dbops 的 gitee 项目页面上提交 issue。你的反馈将帮助我不断改进，使其更好地服务于所有开源数据库用户。
我会认真处理每一个提交的 issue，力求在第一时间给出解答或解决方案。同时，我们也欢迎你为 dbops 的开发做出贡献，无论是提交代码，还是参与讨论，我都非常欢迎。感谢你的支持！
Enjoy GreatSQL，Enjoy dbops :)
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