النسخ المتماثل Master-Slave لقواعد بيانات MySQL على نفس الجهاز

MySQL replication هي العمليّة التي يمكن من خلالها نسخ البيانات أوتوماتيكيًا من أحد مخدّمات قاعدة بيانات MySQL “الرئيسي” (master) إلى واحد أو أكثر من مخدّمات قواعد بيانات MySQL “التابع” (slaves). وعادةً ما تستخدم لتوزيع إمكانيّة وصول القراءة read access على مخدّمات متعددة من أجل قابلية التوسع scalability، كما يمكن أن تستخدم أيضًا لأغراض أخرى مثل تجاوز الفشل failover، أو تحليل البيانات على الـ slave من أجل عدم زيادة التحميل على الـ master. كما أنّ الـ master-slave replication هي عمليّة باتجاه واحد (من الـ master إلى slave)، تستخدم قاعدة بيانات الـ master فقط لعمليات الكتابة. بينما يمكن أن توزّع عمليات القراءة على عدّة قواعد بيانات slave. ما الذي يعنيه إذا استخدم master-slave replication كحل للتوسع، ستحتاج لأن تملك على الأقل مصدرين محدّدين للبيانات، واحد لعمليات الكتابة وآخر لعمليات القراءة.

يعمل مطوّرو MySQL عادةً على جهاز واحد فقط و ويسعون لأن يكون لديهم كامل بيئة التطوير على ذلك الجهاز. مع منطق عدم الاعتماد على شبكة أو اتصال بالإنترنت. إذا كان هناك حاجة لـ master-slave replication فلأنه على سبيل المثال، يحتاجون إلى اختبار النسخ المتماثل/التكرار replication في بيئة التطوير قبل نشر التغييرات في مكان آخر، عليهم إنشاؤئه على نفس الجهاز. إن الإعداد لمثال MySQL واحد (single MySQL instance) بسيط نوعًا ما، ونحتاج لبذل بعض الجهد الإضافي لإعداد المثال الثاني، وبعدها عملية التكرار master-slave replication.
للمتابعة في هذه الدرس خطوة بخطوة، اخترت Ubuntu Linux كنظام تشغيل مضيف (host). والأوامر الواردة هي من أجل هذا النظام. إذا أردت إعداد الـ MySQL master-slave replication الخاص بك على نظام تشغيل مختلف، ستكون بحاجة إلى القيام بتعديلات على هذه الأوامر. ومع ذلك ، المبادئ العامة لإعداد الـ MySQL master-slave replication على نفس الجهاز هي نفسها بالنسبة لجميع أنظمة التشغيل.

تثبيت أول مثالMySQL (MySQL instance)

إذا كان لديك مسبقًا مثال قاعدة بيانات MySQL واحد على جهازك، فيمكنك تجاوز هذه الخطوة.
هذه أسهل طريقة لتثبيت MySQL على نظام Ubuntu وهي بتشغيل الأوامر التالية في موجّه الطرفية (terminal prompt):

sudo apt-get install mysql-server

خلال عملية التثبيت، ستُقاطع لوضع كلمة مرور لمستخدم root لـ MySQL.

إعداد mysqld_multi

من أجل إدارة مثالية لـ MuSQL على نفس الجهاز بكفاءة، نحن بحاجة إلى استخدام mysqld_multi. الخطوة الأولى في إعداد mysqld_multi هي إنشاء مجموعتي [mysqld] منفصلتين في الملف الموجود my.cnf. المكان الافتراضي لملف my.cnf في Ubuntu هو /etc/mysql/. لذلك افتح ملف my.cnf بمحرّر نصوصك المفضّل، وسمِّ مجموعة [mysqld] الموجودة إلى [mysqld1]. هذه المجموعة المسمّاة تستخدم لتكوين أول مثال MySQL وستكوّن أيضا كمثال رئيسي. كما هو الحال في MySQL master-slave replication كل مثال يجب أن يكون له server-id فريد خاص به، أضف السطر التالي في مجموعة [mysqld1]:

server-id = 1

نظرًا لأننا بحاجة إلى مجموعة [mysqld]منفصلة لمثال MySQL الثاني ، انسخ المجموعة [mysqld1] مع كافة التهيئات الحالية، والصقها في ملف my.cnf نفسه. الآن، أعد تسمية المجموعة المنسوخة إلى [mysqld2]، وقم بإجراء التغييرات التالية في تكوين الـ slave:

server-id           = 2
port                = 3307
socket              = /var/run/mysqld/mysqld_slave.sock
pid-file            = /var/run/mysqld/mysqld_slave.pid
datadir             = /var/lib/mysql_slave
log_error           = /var/log/mysql_slave/error_slave.log
relay-log           = /var/log/mysql_slave/relay-bin
relay-log-index     = /var/log/mysql_slave/relay-bin.index
master-info-file    = /var/log/mysql_slave/master.info
relay-log-info-file = /var/log/mysql_slave/relay-log.info
read_only           = 1

لإعداد مثيل MySQL الثاني كـتابع slave ، اضبط server-id إلى 2، والتي يجب أن تكون مختلفة بالنسبة لـ master’s server-id. كلا المثالين سيُشغّلان على نفس الجهاز، اضبط منفذ المثال الثاني إلى قيمة 3307 بحيث يمتلك رقم مختلف عن المنفذ الخاص بالمثال الأول، والذي يكون افتراضيًا 3306. من أجل تفعيل هذا المثال الثاني ليستخدم نفس MySQL binaries، نحتاج لضبط قيم مختلفة للـ socket، pid-file، datadir و log_error.
نحن أيضًا بحاجة لتفعيل relay-log من أجل استخدام المثال الثاني كتابع (slave) (المتغيرات relay-log، relay-log-index و relay-log-info-file)، فضلًا عن تعيين master-info-file. أخيرًا، من أجل جعل المثال التابع للقراءة فقط read-only، ضبط المتغير read_only بقيمة 1. يجب أن تكون حذرًا معه فهو لا يمنع التغيرات بشكل كامل على الـ slave. حتى عندما تضبط read_only إلى 1، سيسمح للتحديثات فقط من المستخدمين الذين يملكون امتياز SUPER. أدخل MySQL المتغير الجديد super_read_only لمنع إجراء تغييرات من قبل مستخدمين الـ SUPER. هذا الخيار متوفر مع الإصدار 5.7.8.
بعيدًا عن مجموعات الـ [mysqld1] و [mysqld2]، نحن بحاجة إلى إضافة مجموعة جديدة [mysqld_multi] إلى ملف my.cnf.

[mysqld_multi]
mysqld     = /usr/bin/mysqld_safe
mysqladmin = /usr/bin/mysqladmin
user       = multi_admin
password   = multipass

بمجرد تثبيتنا لمثال MySQL الثاني، والقيام بتشغيلهما، سنمنح الامتيازات المناسبة للمستخدم multi_admin ليكون قادرًا على إيقاف تشغيل أمثلة MySQL.

أنشئ مجلدات جديدة من أجل مثال MySQL الثاني

في الخطوة السابقة قمنا بإعداد ملف التكوين من أجل مثال MySQL الثاني. في ملف التكوين هذا يتم استخدام مجلدين جديدين. يجب استخدام أوامر لينكس التالية من أجل إنشاء هذه المجلدات مع الامتيازات المناسبة:

mkdir -p /var/lib/mysql_slave
chmod --reference /var/lib/mysql /var/lib/mysql_slave
chown --reference /var/lib/mysql /var/lib/mysql_slave
 
mkdir -p /var/log/mysql_slave
chmod --reference /var/log/mysql /var/log/mysql_slave
chown --reference /var/log/mysql /var/log/mysql_slave

إعدادات أمنية إضافية في AppArmor

في بعض بيئات لينكس، هناك حاجة إلى إعدادات أمن AppArmor لتشغيل مثال MySQL الثاني. على الأقل هي مطلوبة في Ubuntu .
لإعداد AppArmor بشكل صحيح. حرّر ملف /etc/apparmor.d/usr.sbin.mysqld بمحرّر نصوصك المفضّل، وأضف الأسطر التالية:

/var/lib/mysql_slave/ r،
/var/lib/mysql_slave/** rwk،
/var/log/mysql_slave/ r،
/var/log/mysql_slave/* rw،
/var/run/mysqld/mysqld_slave.pid rw،
/var/run/mysqld/mysqld_slave.sock w،
/run/mysqld/mysqld_slave.pid rw،
/run/mysqld/mysqld_slave.sock w،

بعد أن تحفظ الملف، أعد تشغيل الجهاز حتى تصبح هذه التغييرات نافذة المفعول.

تثبيت مثال MySQL الثاني

يمكن اتباع عدّة نُهج مختلفة لتركيب مثال MySQL الثاني. يستخدم النهج المعروض في هذه الدورة التعليميّة نفس ثنائيات الـ MySQL كما في الأول، مع ملفات بيانات منفصلة ضرورية للتثبيت الثاني. حيث أننا قمنا بالفعل بإعداد ملف التكوين والمجلدات الضرورية والتغييرات الأمنية في الخطوات السابقة،
الخطوة الأخيرة في التثبيت للمثال الثاني لـ MySQL هي تهيئة دليل بيانات MySQL. نفذ الأمر التالي من أجل تهيئة دليل بيانات MySQL جديد:

mysql_install_db --user=mysql --datadir=/var/lib/mysql_slave

بمجرد تهيئة دليل بيانات MySQL، يمكنك بدء كل من مثالي MySQL باستخدام الخدمة mysqld_multi.

mysqld_multi start

ضع كلمة سر الـ root لمثال MySQL الثاني باستخدام الـ mysqladmin مع المضيف والمنفذ المناسبين. وضع في اعتبارك ، أنه إذا تَركت المنفذ والمضيف دون تحديد، سيتصل mysqladmin بأول مثال MySQL افتراضيًا.

mysqladmin --host=127.0.0.1 --port=3307 -u root password rootpwd

في المثال الذي في الأعلى قم بوضع “rootpwd” ككلمة سر، ولكن يستحسن استخدام كلمة سر أكثر أمنًا.

تهيئة إضافية لـ mysqld_multi

في نهاية قسم " إعداد mysqld_multi، كتبت أننا سنقدم امتيازات مناسبة للمستخدم multi_admin في وقت لاحق، والآن حان الوقت لذلك. نحن بحاجة إلى منح امتيازات هذا المستخدم في كلا المثالين، لذلك دعونا أولًا نقوم بالاتصال بالمثال الأول:

mysql --host=127.0.0.1 --port=3306 -uroot -p

عند تسجيلك الدخول، نفّذ الأمرين التاليين:

mysql> GRANT SHUTDOWN ON *.* TO 'multi_admin'@'localhost' IDENTIFIED BY 'multipass';
mysql> FLUSH PRIVILEGES;

اخرج من MySQL client، وقم بالاتصال بالمثال الثاني:

mysql --host=127.0.0.1 --port=3307 -uroot -p

عند تسجيلك الدخول، نفّذ نفس الأمرين كما في الأعلى:

mysql> GRANT SHUTDOWN ON *.* TO 'multi_admin'@'localhost' IDENTIFIED BY 'multipass';
mysql> FLUSH PRIVILEGES;

اخرج من MySQL client.

بدء كل من مثالي MySQL أوتوماتيكيًا عند الإقلاع

الخطوة الأخيرة في إعداد mysqld_multi هي التثبيت لسكريبت الإقلاع الأتوماتيكي في الـ init.d.
لفعل ذلك، أنشئ ملف جديد سمّه mysqld_multi في /etc/init.d، وامنحه الامتيازات المناسبة:

cd /etc/init.d
touch mysqld_multi
chmod +x /etc/init.d/mysqld_multi

افتح هذا الملف الجديد بمحرّر نصوصك المفضل، وانسخ السكريبت التالي:

#!/bin/sh

### BEGIN INIT INFO
# Provides:      	scriptname
# Required-Start:	$remote_fs $syslog
# Required-Stop: 	$remote_fs $syslog
# Default-Start: 	2 3 4 5
# Default-Stop:  	0 1 6
# Short-Description: Start daemon at boot time
# Description:   	Enable service provided by daemon.
### END INIT INFO
 
bindir=/usr/bin
 
if test -x $bindir/mysqld_multi
then
    mysqld_multi="$bindir/mysqld_multi";
else
    echo "Can't execute $bindir/mysqld_multi";
    exit;
fi
 
case "$1" in
    'start' )
   	 "$mysqld_multi" start $2
   	 ;;
    'stop' )
   	 "$mysqld_multi" stop $2
   	 ;;
    'report' )
   	 "$mysqld_multi" report $2
   	 ;;
    'restart' )
   	 "$mysqld_multi" stop $2
   	 "$mysqld_multi" start $2
   	 ;;
    *)
   	 echo "Usage: $0 {start|stop|report|restart}" >&2
   	 ;;
esac

أضف خدمة mysqld_multi لـ runlevels الافتراضي بالأمر التالي:

update-rc.d mysqld_multi defaults

أعد تشغيل جهازك، وتحقق من أن كلا مثالي MySQL قيد التشغيل باستخدام الأمر التالي:

mysqld_multi report

إعداد Setup master-slave replication

الآن، عندما يكون لدينا مثالي MySQL قيد التشغيل على نفس الجهاز، نقوم بإعداد المثال الأول كـ master، والثاني كـ slave. تم القيام بجزء واحد من التكوين configuration مسبقا في فصل “إعداد mysqld_multi”. التغيير الوحيد المتبقي في الملف my.cnf هو ضبط binary logging على الـ master. لفعل ذلك، حرّر ملف my.cnf مع التغيرات التالية والإضافات في المجموعة [mysqld1]:

log_bin                    	= /var/log/mysql/mysql-bin.log
innodb_flush_log_at_trx_commit  = 1
sync_binlog                	= 1
binlog-format              	= ROW

أعد تشغيل مثال MySQL الرئيسي (master MySQL instance) لتأخذ التغيرات مفعولها:

mysqld_multi stop 1
mysqld_multi start 1

من أجل اتصال الـ slave بالـ master بامتيازات تكرار replication مناسبة، يجب أن ينشأ المستخدم الجديد في الـ Master. اتصل بمثال maste باستخدام الـ MySQL clien مع المضيف والمنفذ المناسبين:

mysql -uroot -p --host=127.0.0.1 --port=3306

أنشئ مستخدم جديد من أجل التكرار replication:

mysql> CREATE USER 'replication'@'%' IDENTIFIED BY 'replication';
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replication'@'%';

اخرج من MySQL client.
نفّذ الأمر التالي من أجل إنشاء ملف نسخ احتياطي (dump) لبيانات الـ master:

mysqldump -uroot -p --host=127.0.0.1 --port=3306 --all-databases --master-data=2 > replicationdump.sql

هنا استخدمنا الخيار --master-data=2 من أجل الحصول على تعليق يحتوي على عبارة CHANGE MASTER داخل ملف النسخ الاحتياطي، ذاك التعليق يشير الى إحداثيات الـ replication في وقت النسخ الاحتياطي، وسنحتاج هذه الإحداثيات لاحقًا لتحديث معلومات الـ master في مثال الـ slave. وهنا مثال لهذا التعليق:

--
-- Position to start replication or point-in-time recovery from
--

-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001'، MASTER_LOG_POS=349;

استورد dump الذي أنشأته في الخطوة السابقة ضمن مثال الـ slave.

mysql -uroot -p --host=127.0.0.1 --port=3307 < replicationdump.sql

أخيرًا، من أجل اتصال مثال الـ slave بمثال الـ master، يجب تحديث معلومات الـ master في الـ slave مع متغيرات الاتصال المناسبة.
اتصل بمثال الـ slave باستخدام MySQL clien مع المضيف والمنفذ المناسبين:

mysql -uroot -p --host=127.0.0.1 --port=3307

نفّذ الأمر التالي لتحديث معلومات الـ master (خُذ احداثيات التكرار replication من ملف (dump) replicationdump.sql، كما شُرح سابقًا):

mysql> CHANGE MASTER TO
	-> MASTER_HOST='127.0.0.1'،
	-> MASTER_USER='replication'،
	-> MASTER_PASSWORD='replication'،
	-> MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001'،
	-> MASTER_LOG_POS=349;

نفذ الأمر التالي من أجل تشغيل الـ slave:

mysql> START SLAVE;

نفذ الأمر التالي للتأكد من أن replication قيد التشغيل:

mysql> SHOW SLAVE STATUS \G

تهانينا. تم إعداد MySQL master-slave replication على نفس الجهاز لديك بنجاح.

خاتمة

وجود النسخ المتماثل master-slave مهيئًا في بيئة التطوير الخاصة بك مفيد إذا كنت بحاجة لحل للتوسع في بيئة الإنتاج. بهذه الطريقة، سيكون لديك مصادر بيانات منفصلة مُهيئة لعمليات الكتابة والقراءة وبذلك تكون قادرًا على اختبار أن كل شيء يعمل محلياً كما هو متوقع قبل النشر.
بالإضافة إلى ذلك، قد تحتاج إلى تكوينات أمثلة slave على نفس الجهاز لاختبار موازن الحمل الذي يوزّع عمليات القراءة إلى عدد من الـ slave. في هذه الحالة، يمكنك استخدام هذه الطريقة لإعداد أمثلة أخرى بتكرار كل الخطوات السابقة نفسها.

ترجمة -وبتصرّف- للمقال MySQL Master-Slave Replication on the Same Machine لصاحبه Ivan Bojovic