How to use LBaaS for mysql Load Balancing

ใช้ LBaaS กับ MySQL สร้าง Load Balancer เพื่อกระจายคำขออ่าน (read requests) ไปยัง MySQL read replicas หลายตัว วิธีนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการอ่านข้อมูล และทำให้ระบบฐานข้อมูลรองรับการอ่านจำนวนมากได้

Introduction

เอกสารนี้จะแนะนำการตั้งค่า LBaaS เพื่อทำ Load Balancing สำหรับการอ่านข้อมูลจาก MySQL Replicas (Slaves) โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่ม performance ในการรองรับการอ่านจำนวนมาก (Read Scaling) และเพิ่มความพร้อมใช้งาน (High Availability) ให้กับระบบฐานข้อมูล โดยจะต้องมีระบบ MySQL ที่ตั้งค่า Master-Slave Replication ไว้เรียบร้อยแล้ว (มี Master 1 ตัว และ Slave อย่างน้อย 1 ตัว)​ ซึ่งต้องติดตั้ง MySQL Health Check สำหรับตรวจสอบสถานะความพร้อมของ MySQL Server (โดยเฉพาะ Slave/Replica) เพื่อให้ LBaaS สามารถตรวจสอบได้ว่า server ไหนพร้อมใช้งาน และตั้งค่า LBaaS บน Nipa Cloud Space เพื่อทำหน้าที่กระจาย request ไปยัง backend group ที่สร้างไว้ ในส่วนของการเชื่อมต่อสำหรับการเขียน (Write) client จะเชื่อมต่อ MySQL Master ผ่าน Listener Port 3306 และสำหรับการอ่าน (Read) client จะเชื่อมต่อ MySQL Replica ผ่าน Listener Port 3307

Diagram แสดง flow การใช้งาน LBaaS กับ MySQL databases

Prerequisite

• มีการติดตั้ง mysql master-slave

• มีการ create และ attach security group port 9200

สามารถดูวิธีการสร้าง security group ได้ที่ Create a New Security Group

Objective

เพื่อให้ mysql มี healthcheck ให้ตรวจสอบได้ว่าพร้อมรับ request จาก loadbalancer จีงจำเป็นต้องมี tool ในการเช็ค โดยจะเลือกใช้การติดตั้งผ่าน docker และ run container mysqlcheck ตรวจสอบสถานะ MySQL Slave ได้อย่างแม่นยำ สำหรับรัน Healthcheck script เพื่อตรวจสอบว่า replication ยังทำงาน (Slave_IO_Running และ Slave_SQL_Running เป็น Yes) และ slave ไม่ lag จาก master ด้วย port 9200 ใช้เป็น port สำหรับ healthcheck จาก loadbalancer วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจว่า client อ่านข้อมูลจาก slave ที่ sync อยู่เสมอ (HTTP respone 200) และยังสามารถทำ self-healing เมื่อมี connection timeout จากที่ตั้งค่าไว้ จะมีการ restart service MySQL แบบ automate ได้อีกด้วย

โดย Service mysqlcheck จะมี HTTP Response ดังนี้

Role	Status	Response
slave	healthy	200
slave	not healthy (not sync, error)	503
master	healthy	200
other	-	200

Instructions

วิธีการติดตั้งให้ดำเนินการ ดังนี้

1. Create MySQL user

เพื่อให้ LoadBalancer สามารถ healthcheck ผ่าน command select ได้

CREATE USER 'lb_heathcheck'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'your_secure_password';
GRANT SELECT ON performance_schema.* TO 'lb_heathcheck'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

2. ssh & install docker, docker-compose

ให้ ssh เข้าไปที่ mysql host และ install docker เพื่อจะทำเป็น healthcheck

sudo apt update && sudo apt install docker.io docker-compose -y

3. create docker-compose file

สร้าง directory mysqlcheck แล้วสร้าง docker-compose.yaml file

version: "3"
services:
    mysqlcheck:
        container_name: mysqlcheck
        network_mode: host
        restart: unless-stopped
        volumes:
        - /var/run/mysqld/:/var/run/mysqld/
        image: registry.nipa.cloud/nipa-public-services/mysqlcheck:v1
        environment:
          MYSQL_USERNAME: lb_heathcheck        ## mysql healthcheck user 
          MYSQL_PASSWORD: xxxxxx               ## mysql healthcheck password 
          RESTART_ON_TIMEOUT: 'TRUE'           ## enable/disable auto restart mysql
          RESTART_MYSQL_TIMEOUT: '1800         ## timeout for call restart in second 
          CACHE_EXPIRE: '5'                    ## caching timeout second
          HEALTHCHECK_PORT: '9200'             ## binding port for script

4. docker-compose up

ทำการ docker-compose up เพื่อสร้าง container environment

docker-compose up -d --build

5. verify docker ทำงานถูกต้อง

ตรวจสอบ service ว่าทำงานถูกต้องด้วย command

curl 0.0.0.0:9200

Slave Node:

expect response: (status code 200)

{"message":"[Slave] MySQL Server Master-Slave is synced."}

Master Node:

expect response: (status code 200)

{"message":"[Master] MySQL Server Master-Slave is available."}

6. create Loadalance (ต้องสร้างภายใน VPC Networking เดียวกันกับ database)

สามารถดูวิธีการติดตั้ง LoadBalancer ได้ที่ LOAD BALANCING

7. create backend group

• สร้าง backend group สำหรับ role writer แล้วใช้ healthcheck แบบ http โดย check ไปที่ port 9200

• สร้าง backend group สำหรับ role reader แล้วใช้ healthcheck แบบ http โดย check ไปที่ port 9200 โดย role reader จะมี Algorithm แบบ round robin และเพิ่ม Member List ของ slave host

เมื่อสร้างทั้งหมดจะได้ทั้ง role-writer และ role-reader

8. create listener

• ให้ไปที่ tab Listener แล้วดำเนินการสร้าง role-writer โดยจะใช้ TCP port 3306

• จากนั้นสร้าง role-reader โดยใช้ TCP port 3307

เมื่อสร้างเสร็จแล้วจะได้ทั้ง role-writer และ role-reader

9. verify via mysql login

ทดสอบเข้าใช้งานด้วยการใช้ mysql cli

mysql -h${LoadBalancer_IP} -P${writer_port} -u${username} -p'${password} -e'select @@hostname'

การเข้าใช้งานด้วย LoadBalancer IP และ Port สำหรับ Writer

mysql -h${LoadBalancer_IP} -P${reader_port} -u${username} -p'${password} -e'select @@hostname'

การเข้าใช้งานด้วย LoadBalancer IP และ Port สำหรับ Reader