Kubernetes 高可用 MariaDB Galera 集群部署

菱角

17 Apr 2026 — 阅读时间 7 分钟

一、架构概述

本文档详细介绍如何在 Kubernetes 集群中部署 MariaDB Galera 高可用集群。该集群采用一主两从的架构设计，包含以下三个节点：

节点角色	Pod 名称	NodePort 端口	说明
Master	mariadb-master	30306	主节点，处理写入操作
Slave	mariadb-slave	30307	从节点，处理只读操作
Backup	mariadb-backup	30308	备份节点，兼作异步备份

集群架构图

端口说明

端口	用途
3306	MySQL/MariaDB 标准连接端口
4567	Galera 集群内部通信端口
4568	IST (Incremental State Transfer) 端口
4444	SST (State State Transfer) 端口

二、前置准备

2.1 节点规划

确保 Kubernetes 集群中有至少三台可用于 MariaDB 的节点：

主机名	IP 地址	标签角色	资源配置
node-01	<NODE_IP_1>	mariadb-server=master	7核 CPU / 50Gi 内存
node-02	<NODE_IP_2>	mariadb-server=slave	3核 CPU / 30Gi 内存
node-03	<NODE_IP_3>	mariadb-server=bk	3核 CPU / 30Gi 内存

2.2 NFS 存储服务器

准备一台 NFS 服务器用于存储备份数据：

服务器 IP: <NFS_SERVER_IP>
共享路径: /home/data/share/backups/mariadb/
存储容量: 2000Gi

三、配置文件清单

部署所需的所有 YAML 配置文件：

文件名	资源类型	说明
mariadb-pv.yaml	PersistentVolume	NFS 存储卷定义
mariadb-pvc.yaml	PersistentVolumeClaim	PVC 声明
mariadb.yaml	ConfigMap + Service	MySQL 配置与集群服务
mariadb-master.yaml	StatefulSet	Master 节点部署
mariadb-slave.yaml	StatefulSet	Slave 节点部署
mariadb-backup.yaml	StatefulSet	Backup 节点部署
ps.sh	Shell 脚本	部署与运维脚本

四、部署步骤

步骤 1：创建命名空间

kubectl create namespace bjac-mariadb

步骤 2：创建镜像拉取 Secret

本方案使用阿里云容器镜像仓库，需要创建 Registry 凭据：

kubectl create secret docker-registry aliyunregsecret \
  --docker-server=<YOUR_REGISTRY_SERVER> \
  --docker-username=<YOUR_REGISTRY_USERNAME> \
  --docker-password=<YOUR_REGISTRY_PASSWORD> \
  -n bjac-mariadb

说明：请根据实际镜像仓库信息修改用户名和密码。

步骤 3：为节点打标签

# 查看现有节点
kubectl get node --show-labels=true

# 为 MariaDB 节点打标签
kubectl label nodes sd-postgresql-01 mariadb-server=master
kubectl label nodes sd-postgresql-02 mariadb-server=slave
kubectl label nodes sd-postgresql-03 mariadb-server=bk

步骤 4：创建数据目录

在每台 MariaDB 服务器节点上创建数据目录：

# 所有节点创建数据目录
mkdir -p /home/mariadb/data
chmod -R 777 /home/mariadb/data

# 备份服务器创建备份目录
mkdir -p /home/data/share/backups/mariadb/
chmod -R 777 /home/data/share/backups/mariadb/

步骤 5：部署存储卷

# 先部署 PV 和 PVC
kubectl apply -f mariadb-pv.yaml
kubectl apply -f mariadb-pvc.yaml

# 验证存储卷状态
kubectl get pv
kubectl get pvc -n bjac-mariadb

输出示例：

NAME                CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM
nfs-pv-mariadb-bk  2000Gi    RWX            Retain           Bound    bjac-mariadb/nfs-pvc-backup

步骤 6：部署 ConfigMap 和 Service

kubectl apply -f mariadb.yaml

将创建：

ConfigMap mariadb-conf：包含 MariaDB 配置文件
Service mariadb-master-out：NodePort 30306
Service mariadb-slave-out：NodePort 30307
Service mariadb-backup-out：NodePort 30308

步骤 7：部署 MariaDB StatefulSet

按照以下顺序部署各节点：

# 部署 backup 节点（先启动，作为初始节点）
kubectl apply -f mariadb-backup.yaml

# 部署 master 节点
kubectl apply -f mariadb-master.yaml

# 部署 slave 节点
kubectl apply -f mariadb-slave.yaml

步骤 8：验证部署状态

# 查看 Pod 状态
kubectl get pod -n bjac-mariadb -o wide

# 查看服务状态
kubectl get svc -n bjac-mariadb

# 查看 PVC 状态
kubectl get pvc -n bjac-mariadb

五、配置文件详解

5.1 ConfigMap 配置 (mariadb.yaml)

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: mariadb-conf
  namespace: bjac-mariadb
data:
  mariadb.cnf: |
    [client]
    default-character-set = utf8mb4

    [mysqld]
    # 字符集配置
    character-set-server = utf8mb4
    collation-server = utf8mb4_unicode_ci
    lower_case_table_names = 0

    # 性能优化参数
    key_buffer_size = 128M
    max_allowed_packet = 32M
    table_open_cache = 8192
    thread_cache_size = 8
    innodb_buffer_pool_size = 20G
    innodb_log_file_size = 512M

    # 连接配置
    max_connections = 2000
    open_files_limit = 65535

    # Binlog 配置
    binlog_format = row
    log_bin = mariadb-bin
    expire_logs_days = 30

    # Galera 集群配置
    [galera]
    wsrep_on = ON
    wsrep_provider = "/usr/lib/galera/libgalera_smm.so"
    wsrep_cluster_address = "gcomm://mariadb-master,mariadb-slave,mariadb-backup"
    wsrep-sst-method = rsync

5.2 Master 节点配置 (mariadb-master.yaml)

关键配置项说明：

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mariadb-master
  namespace: bjac-mariadb
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mariadb-master
  template:
    spec:
      hostNetwork: true
      hostAliases:
      - ip: "<NODE_IP_1>"
        hostnames:
        - "mariadb-master"
      - ip: "<NODE_IP_2>"
        hostnames:
        - "mariadb-slave"
      - ip: "<NODE_IP_3>"
        hostnames:
        - "mariadb-backup"
      containers:
      - name: mariadb-master
        image: <YOUR_MARIADB_IMAGE>
        command: ["docker-entrypoint.sh", "mysqld", "--wsrep_node_address=mariadb-master"]
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: "<YOUR_ROOT_PASSWORD>"
        volumeMounts:
        - name: mariadb-data
          mountPath: /var/lib/mysql/
        resources:
          limits:
            cpu: 7
            memory: 50Gi
      nodeSelector:
        mariadb-server: master

5.3 Galera 集群配置说明

集群通过以下关键参数实现同步复制：

参数	说明
`wsrep_on`	开启 Galera 复制
`wsrep_provider`	Galera 库路径
`wsrep_cluster_address`	集群节点地址列表
`wsrep-sst-method`	全量同步方法 (rsync)
`wsrep_node_address`	当前节点地址

5.4 各节点启动命令差异

节点	启动参数	说明
Master	`--wsrep_node_address=mariadb-master`	标准启动
Slave	`--wsrep_node_address=mariadb-slave`	标准启动
Backup	`--wsrep-new-cluster --wsrep_node_address=mariadb-backup`	首次引导集群

六、连接测试

6.1 内部连接测试

# 进入 Master 节点
kubectl exec -it pod/mariadb-master-0 -n bjac-mariadb -- bash

# 登录 MariaDB
mysql -u root -p

6.2 外部连接测试

用客户端工具连接各节点：

节点	Host	Port	用户名	密码
Master	`<NodeIP>`	30306	root	`<YOUR_PASSWORD>`
Slave	`<NodeIP>`	30307	root	`<YOUR_PASSWORD>`
Backup	`<NodeIP>`	30308	root	`<YOUR_PASSWORD>`

6.3 DNS 解析测试

# 创建测试 Pod
kubectl run -i --tty --image busybox:1.28.4 dns-test --restart=Never --rm /bin/sh

# 测试 DNS 解析
nslookup mariadb-master.bjac-mariadb.svc.cluster.local
nslookup mariadb-slave.bjac-mariadb.svc.cluster.local
nslookup mariadb-backup.bjac-mariadb.svc.cluster.local

七、用户权限管理

7.1 创建只读用户

CREATE USER '<READONLY_USER>'@'%' IDENTIFIED BY '<READONLY_PASSWORD>';
GRANT SELECT ON <DATABASE_NAME>.* TO '<READONLY_USER>'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

7.2 创建读写用户

CREATE USER '<READWRITE_USER>'@'%' IDENTIFIED BY '<READWRITE_PASSWORD>';
GRANT ALL PRIVILEGES ON <DATABASE_NAME>.* TO '<READWRITE_USER>'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

7.3 修改用户密码

SET PASSWORD FOR '<READWRITE_USER>'@'%' = PASSWORD('<NEW_PASSWORD>');
FLUSH PRIVILEGES;

八、备份配置

Backup 节点支持定时备份功能。进入 Pod 开启 cron 服务：

kubectl exec -it pod/mariadb-backup-0 -n bjac-mariadb -- bash
service cron start

备份数据将存储在 NFS 路径：/home/data/share/backups/mariadb/

九、常用运维命令

9.1 查看状态

# 查看所有资源
kubectl get all -n bjac-mariadb

# 查看 Pod 日志
kubectl -n bjac-mariadb logs mariadb-master-0 --all-containers=true
kubectl -n bjac-mariadb logs mariadb-slave-0 --all-containers=true
kubectl -n bjac-mariadb logs mariadb-backup-0 --all-containers=true

# 查看资源详情
kubectl -n bjac-mariadb describe pod mariadb-master-0
kubectl -n bjac-mariadb describe pv nfs-pv-mariadb-bk
kubectl -n bjac-mariadb describe pvc nfs-pvc-backup

9.2 重启集群

# 删除所有 StatefulSet
kubectl delete -f mariadb-slave.yaml
kubectl delete -f mariadb-master.yaml
kubectl delete -f mariadb-backup.yaml

# 重新部署
kubectl apply -f mariadb-backup.yaml
kubectl apply -f mariadb-master.yaml
kubectl apply -f mariadb-slave.yaml

十、注意事项

数据安全：首次部署前确保数据目录为空，避免数据冲突
节点亲和性：使用 nodeSelector 确保 Pod 调度到指定节点
资源限制：根据实际业务负载调整 CPU 和内存限制
密码安全：生产环境务必修改默认密码
备份验证：定期验证备份数据的可用性

附录：资源清单

文件名                          资源类型            数量
mariadb-pv.yaml                PersistentVolume  1
mariadb-pvc.yaml               PersistentVolumeClaim  1
mariadb.yaml                   ConfigMap         1
                               Service           3
mariadb-master.yaml            StatefulSet       1
mariadb-slave.yaml             StatefulSet       1
mariadb-backup.yaml           StatefulSet       1