MariaDBでマスター/マスター・マスター/スレーブレプリケーションを構成する方法

SQLデータベースにおけるレプリケーションとは、ソースデータベースから別のデータベース(1つまたは複数)へデータをコピーする仕組みです。あるデータベースサーバーのデータが、1台以上のサーバーに継続的に複製されます。レプリケーションを活用することで、複数のサーバー間でリクエストを分散・負荷分散したり、フェイルオーバーによる高可用性を実現したりできます。MariaDB(およびMySQL)では、マスター/マスター(Master-Master)とマスター/スレーブ(Master-Slave)という2種類のレプリケーション構成を利用できます。本記事では、Linux CentOS 7環境でこれら2種類のMariaDBレプリケーションを構成する手順を解説します。

MariaDBのインストール

MariaDBをCentOS 7にインストールする手順については、以前公開した記事「MariaDBのインストール・設定・チューニング(CentOS編)」をご参照ください。ここではインストール手順は省略し、レプリケーションの構成方法に焦点を当てて説明します。

シンプルなマスター/マスターレプリケーションの構成

マスター/マスターレプリケーションでは、どちらのMariaDBサーバーでもデータの読み書きが可能です。このレプリケーションは特別なbinlogファイルを基盤としており、マスターサーバーはデータベースへのすべての操作をbinlogに記録します。スレーブサーバーはマスターに接続し、そのコマンドを自身のデータベースに適用します。

1. 最初のマスターサーバー(Master-1)の設定

1台目のMariaDBサーバーのmy.cnfファイルに、以下の行を追加します。

#replication
server_id = 1
report_host = master
log_bin = /var/lib/mysql/mariadb-bin
log_bin_index = /var/lib/mysql/mariadb-bin.index
relay_log = /var/lib/mysql/relay-bin
relay_log_index = /var/lib/mysql/relay-bin.index

設定後、MariaDBサービスを再起動します。

service mariadb restart

次に、レプリケーション用のユーザーを作成します。

mysql
create user 'test_master'@'%' identified by 'test_master';
grant replication slave on *.* to 'test_master'@'%';

スレーブを追加するには、Master-1からbinlogの情報を取得する必要があります。

MariaDB [(none)]> show master status;

+--------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+--------------------+----------+--------------+------------------+
| mariadb-bin.000002 | 664 | | |
+--------------------+----------+--------------+------------------+
1 row in set (0.000 sec)

2. 2台目のマスターサーバー(Master-2)の設定

2台目のMariaDBサーバーに接続し、my.cnfファイルを開いて以下の設定を追加します。

#replication
server_id = 2
report_host = master2
log_bin = /var/lib/mysql/mariadb-bin
log_bin_index = /var/lib/mysql/mariadb-bin.index
relay_log = /var/lib/mysql/relay-bin
relay_log_index = /var/lib/mysql/relay-bin.index

同様に、2台目のサーバーにも新しいユーザーを作成します。

create user 'test_master2'@'%' identified by 'test_master2';
grant replication slave on *.* to 'test_master2'@'%';

Master-2でもbinlogの情報を取得します。

MariaDB [(none)]> show master status;

+--------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+--------------------+----------+--------------+------------------+
| mariadb-bin.000001 | 667 | | |
+--------------------+----------+--------------+------------------+
1 row in set (0.000 sec)

続いて、レプリケーションクラスター内のMariaDBサーバー間の接続を設定します。

まずスレーブを停止します。

STOP SLAVE;

2台目のサーバーにMaster-1を登録します。

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='IP_master1', MASTER_USER='test_master', MASTER_PASSWORD='test_master', MASTER_LOG_FILE='mariadb-bin.000002', MASTER_LOG_POS=664;

レプリケーションを開始します。

START SLAVE;

次にMaster-1に接続し、同じ手順を実行します。ただし、指定する情報は2台目のサーバーのものに置き換えます。

STOP SLAVE;
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='10.2.10.36', MASTER_USER='test_master2', MASTER_PASSWORD='test_master2', MASTER_LOG_FILE='mariadb-bin.000001', MASTER_LOG_POS=667;
START SLAVE;

2台目のサーバーのステータスを確認します。

show slave status \G

スクリーンショットのとおり、両サーバー間の接続が確立され、エラーも発生していません。

3. MariaDBサーバー間のレプリケーションを確認する方法

マスター/マスター構成でレプリケーションが正しく機能しているか確認するため、Master-1上に新しいデータベースを作成し、その中にテーブルを作ってみます。

MariaDB [(none)]> create database master1;
MariaDB [(none)]> use master1;
MariaDB [master1]> CREATE TABLE hello (
-> AuthorID INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
-> AuthorName VARCHAR(100),
-> PRIMARY KEY(AuthorID)
-> );

このデータベースが自動的に2台目のマスターに複製され、同じテーブルが存在するか確認します。

MariaDB [(none)]> show databases;

+--------------------+
| Database |
+--------------------+
| information_schema |
| master1 |
| mysql |
| performance_schema |
+--------------------+

MariaDB [(none)]> use master1;
MariaDB [master1]> show tables;

+-------------------+
| Tables_in_master1 |
+-------------------+
| hello |
+-------------------+

2台目のマスターにもデータベースが作成されました。完全なサイクルを確認するため、今度は2台目のマスター側でmaster1データベースにテーブルを作成し、それが1台目のサーバーに反映されるかチェックします。

MariaDB [master1]> CREATE TABLE hello_master1 (
-> AuthorID INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
-> AuthorName VARCHAR(100),
-> PRIMARY KEY(AuthorID)
-> );

hello_master1テーブルが1台目のサーバーに複製されました。

MariaDB [master1]> show tables;

+-------------------+
| Tables_in_master1 |
+-------------------+
| hello |
| hello_master1 |
+-------------------+

ご覧のとおり、新しいテーブルがMaster-1に出現しています。レプリケーションが正常に動作しています。

MariaDBでマスター/スレーブレプリケーションを設定する方法

マスター/スレーブモードのMariaDBレプリケーションでは、一方のサーバーがスレーブとして動作し、マスターサーバーからのデータが継続的に書き込まれます。スレーブ側で行った変更はマスターサーバーには転送されません。このレプリケーション方式はより堅牢で、実際によく使われています。この構成では常に最新のデータベースを持つバックアップサーバーが確保され、仮にスレーブサーバーに障害が発生しても、マスターはデータを失いません。また、アプリケーションからの読み取りをスレーブサーバーに任せ、書き込みはマスターサーバーのみに行うことで、データベース負荷を分散させ、応答速度を最大化できます。

マスター/スレーブレプリケーションを構成する場合、マスターサーバー(master1)の設定は前述の手順と同じです。

続いてスレーブサーバーを設定します。スレーブのmy.cnfファイルに以下の設定を追加します。

#replication
server_id = 2
report_host = slave2
log_bin = /var/lib/mysql/mariadb-bin
log_bin_index = /var/lib/mysql/mariadb-bin.index
relay_log = /var/lib/mysql/relay-bin
relay_log_index = /var/lib/mysql/relay-bin.index

MariaDBサービスを再起動し、1台目のサーバーからbinlogの情報を取得します。

MariaDB [(none)]> show master status;

+--------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+--------------------+----------+--------------+------------------+
| mariadb-bin.000001 | 664 | | |
+--------------------+----------+--------------+------------------+

スレーブサーバーのMariaDBコンソールで以下のコマンドを実行します。

MariaDB [(none)]> STOP SLAVE;

MariaDB [(none)]> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='IP_master', MASTER_USER='test_master', MASTER_PASSWORD='test_master', MASTER_LOG_FILE='mariadb-bin.000001', MASTER_LOG_POS=664;
MariaDB [(none)]> START SLAVE;

既存のMariaDBデータベースに対してレプリケーションを設定する場合は、開始前にデータベースを読み取り専用モードにして、binlog番号が更新されないようにする必要があります。

SET GLOBAL read_only = ON;

さらに、データベースのメモリダンプ(ダンプファイル)を作成し、それを使ってスレーブサーバー上のMariaDBに初期データを投入してください。

スレーブの状態確認:SHOW SLAVE STATUS\G;

マスター上でデータベースを作成します。

MariaDB [(none)]> create database master_hello;

スレーブサーバーにもデータベースが作成されていることを確認します。

MariaDB [(none)]> show databases;

+--------------------+
| Database |
+--------------------+
| information_schema |
| master_hello |
| master_test |
| mysql |
| performance_schema |
| test |
+--------------------+

次に、スレーブサーバー上でデータベースを作成し、それがマスターに複製されるかどうかを確認してみます。

ご覧のとおり、スレーブ上にはデータベースが作成されています。しかし、マスター側を確認すると、そこには存在していません。つまり、スレーブからマスターへのデータ複製は行われないということです。

これは、MariaDBのレプリケーションが一方向のみで動作していることを意味します。念のためもう一度検証し、スレーブサーバーからmaster_helloデータベースを削除してみます。

マスターサーバーから削除されたか確認します。

ご覧のとおり問題なく、データベースはマスター上に残っています。

レプリケーション構成時の注意点とトラブルシューティング

MariaDBのレプリケーションを構成する際につまずきやすいポイントがありますが、最も多いのがファイアウォール関連です。CentOSではデフォルトでfirewalldが有効になっており、MariaDBのレプリケーションポート(TCP 3306)がブロックされます。iptablesでポートを開放するか、ファイアウォールを無効化してください(無効化は推奨されません)。

データベースが接続を待ち受けるIPアドレスは、my.cnfのbind-addressパラメータで指定されています。ローカル接続と外部接続の両方を許可するには、この行をコメントアウトし、マスター/スレーブのIPアドレスからポート3306への接続を許可するiptablesルールを追加します。

iptables -I INPUT -p tcp -s ip_address_slave_server --dport 3306 -j ACCEPT
iptables -I INPUT -p tcp --dport 3306 -j DROP

初期設定時に筆者もこの問題に遭遇しましたが、簡単に検出できます。SHOW SLAVE STATUS\Gでスレーブのステータスを確認すると、このエラーが表示されます。

my.cnfで使える便利なレプリケーションパラメータ

my.cnfファイルの#replicationブロックには、さまざまなパラメータを追加できます。以下に、レプリケーション構成で役立つ主なパラメータとその簡単な説明を示します。

server_id = 1 — サーバーIDを指定します。通常は1から始めますが、他のレプリケーション参加サーバーと重複しない任意の番号を使用できます。

report_host = master — 通常はサーバーのホスト名を指定しますが、IPアドレスを入力しても構いません。

log_bin = /var/lib/mysql/mariadb-bin — 更新ログ(log_bin)へのパスです。

log_bin_index = /var/lib/mysql/mariadb-bin.index — 現在アクティブなログや、過去に使用されたログを把握するのに役立ちます。

relay_log = /var/lib/mysql/relay-bin

relay_log_index = /var/lib/mysql/relay-bin.index — レプリケーション用のログです。

特定のデータベースのみをレプリケートしたい場合は、以下のパラメータを使用します。

replicate-do-db = dbname — 複数のデータベースを対象にする場合は、カンマ区切りで名前を指定します。

逆に、一部のデータベースをレプリケーションから除外したい場合(通常、information_schema、mysql、performance_schemaなどのシステム系データベースは除外します):

binlog-ignore-db = dbname

binlogの保持期間を設定するには:

expire_logs_days = 10 — 10はログを保存する日数です。

また、マスターサーバーからのデータを別名のデータベースに書き込みたい場合は、設定ファイルで以下のように指定できます。

replicate-rewrite-db=dbmastername->dbslavename

以上でレプリケーションの設定は完了です。この記事を参考にすれば、マスター/マスター構成でもマスター/スレーブ構成でも、問題なくMariaDBレプリケーションを構築できるはずです。