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KubernetesAdvent Calendar 2021

@cyberblack28(Yutaka Ichikawa)

Oracle MySQL Operator for Kubernetes & WordPress

Last updated at 2021-12-18Posted at 2021-12-18

OSSとして公開されているOracle MySQL Operator for Kubernetesを利用して、Kubernetesクラスタ上にWordPressとMySQL InnoDBクラスタ環境を構築する過程を辿りたいと思います。

Oracle MySQL Operator for Kubernetes

Oracle MySQL Operator for Kubernetesは、MySQLの高可用構成を実現するInnoDBクラスタをKubernetes上に構築、管理を容易化するオペレーターです。

OracleがOSSとして開発、ソースコードはGitHubで公開されています。

MySQL Operator for Kubernetes

OPERATOR CAPABILITY LEVELSのLevel3です。（2021年12月）

2021年12月時点での、主な機能は以下となります。

MySQL Server/Routerの自動デプロイと管理
セルフヒーリング
バックアップ
MySQL Server/Routerのスケールアウト/イン
ローリングアップデート

MySQL InnoDB Cluster

MySQL InnoDB Clusterは、グループレプリケーション、MySQL Router、MySQL Shell の3つの技術要素を組み合わせて実現するMySQLサーバの高可用性構成です。

MySQL InnoDB Clusterには、シングルプライマリ型とマルチプライマリ型があります。Oracle MySQL Operator for Kubernetesでは、シングルプライマリのみ対応しています。（2021年12月）

シングルプライマリ型での高可用性は、以下のように機能します。

WordPress + Oracle MySQL Operator (Scale Out/In) on Kubernetes

実際に、Kubernetesクラスタ上に、WordPressとOracle MySQL Operatorの環境を構築して、InnoDBクラスタやWordPressのスケールイン・アウトを実行してみたいと思います。

環境としては、3ノードの1Kubernetesクラスタ上に、WordPressとOracle MySQL Operatorを構築します。

環境構築の流れ

Installation of the MySQL Operator
Using the MySQL Operator to setup a MySQL InnoDB Cluster
Connecting to the MYSQL InnoDB Cluster
Installation of WordPress
Connect to MySQL
MySQL Scale Out/In
WordPress Scale

環境

Public Cloud: Oracle Cloud Infrastructure
Kubernetes : Oracle Container Engine for Kubernetes (OKE)

Cluster:1
Node:3
Shape:VM.Standard.E3.Flex
OCPU:1 x 3
MEM:16Gi x 3

Installation of the MySQL Operator

Namespace mysql-operator を作成します。

kubectl create ns mysql-operator

コマンド結果

namespace/mysql-operator created

MySQL Operator をインストールします。

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/mysql/mysql-operator/trunk/deploy/deploy-crds.yaml

コマンド結果

customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/innodbclusters.mysql.oracle.com created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/mysqlbackups.mysql.oracle.com created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/clusterkopfpeerings.zalando.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/kopfpeerings.zalando.org created

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/mysql/mysql-operator/trunk/deploy/deploy-operator.yaml

コマンド結果

serviceaccount/mysql-sidecar-sa created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/mysql-operator created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/mysql-sidecar created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/mysql-operator-rolebinding created
clusterkopfpeering.zalando.org/mysql-operator created
Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl apply
namespace/mysql-operator configured
serviceaccount/mysql-operator-sa created
deployment.apps/mysql-operator created

Namespace mysql-operator に MySQL Operator がインストールされたことを確認します。

kubectl get deployment -n mysql-operator mysql-operator

コマンド結果

NAME             READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
mysql-operator   1/1     1            1           30s

Using the MySQL Operator to setup a MySQL InnoDB Cluster

InnoDBクラスタを作成する上で必要となる、MySQLのrootユーザ情報（パスワード）をSecretに登録します。

kubectl create secret generic  mypwds --from-literal=rootPassword="mysqlp@ssword"

コマンド結果

secret/mypwds created

サンプルクラスタのマニフェストを作成します。このサンプルクラスタは、3つのMySQLサーバーインスタンスと1つのMySQLルーターインスタンスを持つInnoDBクラスタです。

vim sample-cluster.yaml

apiVersion: mysql.oracle.com/v2alpha1
kind: InnoDBCluster
metadata:
  name: mycluster
spec:
  secretName: mypwds
  instances: 3
  version: "8.0.25"
  router:
    instances: 1
    version: "8.0.25"

マニフェストを適用します。

kubectl apply -f sample-cluster.yaml

コマンド結果

innodbcluster.mysql.oracle.com/mycluster created

InnoDBクラスタの状況を確認します。

kubectl get innodbcluster --watch

NAME          STATUS    ONLINE   INSTANCES   ROUTERS   AGE
・
・
・
mycluster   ONLINE           3        3           1         7m7s

Connecting to the MYSQL InnoDB Cluster

InnoDBクラスタに接続する、KubernetesクラスタのServiceを確認します。後のWordPressと連携する際に必要となります。

kubectl get service mycluster

コマンド結果

NAME        TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)                               AGE
mycluster   ClusterIP   10.96.201.29   <none>        6446/TCP,6448/TCP,6447/TCP,6449/TCP   8m13s

エクスポートされたポートは、MySQLプロトコルおよびXプロトコルの読み取り/書き込み、読み取り専用ポートです。

kubectl describe service mycluster

コマンド結果

Name:              mycluster
Namespace:         default
Labels:            mysql.oracle.com/cluster=mycluster
                   tier=mysql
Annotations:       <none>
Selector:          component=mysqlrouter,mysql.oracle.com/cluster=mycluster,tier=mysql
Type:              ClusterIP
IP Families:       <none>
IP:                10.43.203.248
IPs:               <none>
Port:              mysql  6446/TCP
TargetPort:        6446/TCP
Endpoints:         <none>
Port:              mysqlx  6448/TCP
TargetPort:        6448/TCP
Endpoints:         <none>
Port:              mysql-ro  6447/TCP
TargetPort:        6447/TCP
Endpoints:         <none>
Port:              mysqlx-ro  6449/TCP
TargetPort:        6449/TCP
Endpoints:         <none>
Session Affinity:  None
Events:            <none>

Installation of WordPress

WordPress環境を構築します。

NFS Server

NFSサーバを構築します。最初にPersistentVolumeClaimを作成します。

vim nfs-pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nfs-pvc
spec:
  storageClassName: "oci-bv"
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 50Gi

マニフェストを適用します。

kubectl apply -f nfs-pvc.yaml

コマンド結果

persistentvolumeclaim/nfs-pvc created

NFSサーバを作成します。

vim nfs-server.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-server
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      role: nfs-server
  template:
    metadata:
      labels:
        role: nfs-server
    spec:
      containers:
      - name: nfs-server
        image: gcr.io/google_containers/volume-nfs:0.8
        ports:
          - name: nfs
            containerPort: 2049
          - name: mountd
            containerPort: 20048
          - name: rpcbind
            containerPort: 111
        securityContext:
          privileged: true
        volumeMounts:
          - mountPath: /exports
            name: nfs-local-storage
      volumes:
        - name: nfs-local-storage
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nfs-pvc

マニフェストを適用します。

kubectl apply -f nfs-server.yaml

コマンド結果

deployment.apps/nfs-server created

WordPressのPersistentVolumeから指定するNFSのServiceを作成します。

vim nfs-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nfs-service
spec:
  ports:
    - name: nfs
      port: 2049
    - name: mountd
      port: 20048
    - name: rpcbind
      port: 111
  selector:
    role: nfs-server

マニフェストを適用します。

kubectl apply -f nfs-service.yaml

コマンド結果

service/nfs-service created

WordPressのPersistentVolumeから指定するNFSのServiceのClusterIPを確認します。

kubectl get services

コマンド結果

NAME                  TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                               AGE
kubernetes            ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP                               16m
mycluster             ClusterIP   10.96.198.46    <none>        6446/TCP,6448/TCP,6447/TCP,6449/TCP   9m33s
mycluster-instances   ClusterIP   None            <none>        3306/TCP,33060/TCP,33061/TCP          9m33s
nfs-service           ClusterIP   10.96.189.130   <none>        2049/TCP,20048/TCP,111/TCP            14s

WordPress

WordPressのPersistentVolumeを作成します。

vim wordpress-pv.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: wordpress-pv
  labels:
    type: local
spec:
  persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
  storageClassName: wordpress
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  nfs:
    server: xx.xx.xx.xx #「nfs-service」のCLUSTER-IPを定義
    path: /

マニフェストを適用します。

kubectl apply -f wordpress-pv.yaml

コマンド結果

persistentvolume/wordpress-pv created

WordPressのPersistentVolumeClaimを作成します。

vim wordpress-pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: wordpress-pvc
  labels:
    app: wordpress
    tier: wordpress
spec:
  storageClassName: wordpress
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi

マニフェストを適用します。

kubectl apply -f wordpress-pvc.yaml

コマンド結果

persistentvolumeclaim/wordpress-pvc created

WordPressのPersistentVolumeとPersistentVolumeClaimが連携していることを確認します。

kubectl get persistentvolumes,persistentvolumeclaims

コマンド結果

NAME                                                                                                        CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                         STORAGECLASS   REASON   AGE
persistentvolume/csi-343c6a85-ceac-41ad-9ec3-5a9c66c16be2                                                   50Gi       RWO            Delete           Bound    default/nfs-pvc               oci-bv                  116s
persistentvolume/ocid1.volume.oc1.ap-osaka-1.abvwsljr4ub2x5hdai6hrobi2c742b7cogbzttaln2cv7tvvn6efcd4zukga   50Gi       RWO            Delete           Bound    default/datadir-mycluster-2   oci                     6m
persistentvolume/ocid1.volume.oc1.ap-osaka-1.abvwsljr7zgyejcsd3gg5vbzlzgpr72nkxn2x4qtwax5lj4tskpsnnstnm2q   50Gi       RWO            Delete           Bound    default/datadir-mycluster-0   oci                     10m
persistentvolume/ocid1.volume.oc1.ap-osaka-1.abvwsljreozgjd5kz4zei24w47nee4raeef33e7o56auoqilcificgvugtqq   50Gi       RWO            Delete           Bound    default/datadir-mycluster-1   oci                     8m19s
persistentvolume/wordpress-pv                                                                               50Gi       RWX            Delete           Bound    default/wordpress-pvc         wordpress               26s

NAME                                        STATUS   VOLUME                                                                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
persistentvolumeclaim/datadir-mycluster-0   Bound    ocid1.volume.oc1.ap-osaka-1.abvwsljr7zgyejcsd3gg5vbzlzgpr72nkxn2x4qtwax5lj4tskpsnnstnm2q   50Gi       RWO            oci            10m
persistentvolumeclaim/datadir-mycluster-1   Bound    ocid1.volume.oc1.ap-osaka-1.abvwsljreozgjd5kz4zei24w47nee4raeef33e7o56auoqilcificgvugtqq   50Gi       RWO            oci            8m30s
persistentvolumeclaim/datadir-mycluster-2   Bound    ocid1.volume.oc1.ap-osaka-1.abvwsljr4ub2x5hdai6hrobi2c742b7cogbzttaln2cv7tvvn6efcd4zukga   50Gi       RWO            oci            6m11s
persistentvolumeclaim/nfs-pvc               Bound    csi-343c6a85-ceac-41ad-9ec3-5a9c66c16be2                                                   50Gi       RWO            oci-bv         2m30s
persistentvolumeclaim/wordpress-pvc         Bound    wordpress-pv                                                                               50Gi       RWX            wordpress      12s

WordPressのマニフェストを作成します。

vim wordpress.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: wordpress
  labels:
    app: wordpress
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: wordpress
  template:
    metadata:
      labels:
        app: wordpress
    spec:
      containers:
        - image: wordpress:5.6.2
          name: wordpress
          env:
          #Service名「mycluster:6446」を定義
          - name: WORDPRESS_DB_HOST
            value: mycluster:6446
          #MySQLのデータベースパスワードを参照する定義
          - name: WORDPRESS_DB_PASSWORD
            valueFrom:
              secretKeyRef:
                name: mypwds
                key: rootPassword
          ports:
            - containerPort: 80
              name: wordpress
          #Podのマウントパス定義
          volumeMounts:
            - name: wordpress-local-storage
              mountPath: /var/www/html
      #「wordpress-pvc」を指定する定義
      volumes:
        - name: wordpress-local-storage
          persistentVolumeClaim:
            claimName: wordpress-pvc

マニフェストを適用します。

kubectl apply -f wordpress.yaml

コマンド結果

deployment.apps/wordpress created

WordPressのPodがRunnninngであることを確認します。

kubectl get pods

コマンド結果

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mycluster-0                   2/2     Running   0          13m
mycluster-1                   2/2     Running   0          11m
mycluster-2                   2/2     Running   0          8m45s
mycluster-router-gwvpr        1/1     Running   0          11m
nfs-server-788c45b6f5-chp4k   1/1     Running   0          4m47s
wordpress-598746d47b-wfffq    1/1     Running   0          31s

WordPress Serviceのマニフェストを作成します。

vim wordpress-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: wordpress-service
  labels:
    app: wordpress
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  selector:
    app: wordpress

マニフェストを適用します。

kubectl apply -f wordpress-service.yaml

コマンド結果

service/wordpress-service created

EXTERNAL-IPが表示されます。実際にブラウザでアクセスすると、WordPressのセットアップ画面が表示されます。

kubectl get services

コマンド結果

NAME                  TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                               AGE
kubernetes            ClusterIP      10.96.0.1       <none>        443/TCP                               21m
mycluster             ClusterIP      10.96.198.46    <none>        6446/TCP,6448/TCP,6447/TCP,6449/TCP   14m
mycluster-instances   ClusterIP      None            <none>        3306/TCP,33060/TCP,33061/TCP          14m
nfs-service           ClusterIP      10.96.189.130   <none>        2049/TCP,20048/TCP,111/TCP            5m11s
wordpress-service     LoadBalancer   10.96.93.51     140.xx.xx.xx  80:32606/TCP                          31s

Connect to MySQL

1.MySQL Operator Pod に接続してMySQL Shellを実行する場合

MySQL Operator Pod からMySQL Shellを利用して mycluster-0 に接続します。

パスワードが要求されるので、MySQLのSecretに設定したパスワード（ mysqlp@ssword ）を入力します。

接続後、抜ける場合は、「\q」を実行します。

kubectl exec -it -n mysql-operator mysql-operator-xxxxxxxxxx-xxxxx -- mysqlsh root@mycluster-0.mycluster-instances.default.svc.cluster.local

Cannot set LC_ALL to locale en_US.UTF-8: No such file or directory
Please provide the password for 'root@mycluster-0.mycluster-instances.default.svc.cluster.local': *************
MySQL Shell 8.0.26

Copyright (c) 2016, 2021, Oracle and/or its affiliates.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its affiliates.
Other names may be trademarks of their respective owners.

Type '\help' or '\?' for help; '\quit' to exit.
Creating a session to 'root@mycluster-0.mycluster-instances.default.svc.cluster.local'
Fetching schema names for autocompletion... Press ^C to stop.
Your MySQL connection id is 2115 (X protocol)
Server version: 8.0.25 MySQL Community Server - GPL
No default schema selected; type \use <schema> to set one.
 MySQL  mycluster-0.mycluster-instances.default.svc.cluster.local:33060+ ssl  JS > \q
Bye!

2. mycluster-0 に接続する場合

パスワードが要求されるので、MySQLのSecretに設定したパスワード（ mysqlp@ssword ）を入力します。

接続後、抜ける場合は、「\q」を実行します。

kubectl exec -it mycluster-0 -- mysqlsh --mysql localroot@localhost

Defaulting container name to sidecar.
Use 'kubectl describe pod/mycluster-0 -n default' to see all of the containers in this pod.
Cannot set LC_ALL to locale en_US.UTF-8: No such file or directory
Please provide the password for 'localroot@localhost': *************
MySQL Shell 8.0.26

Copyright (c) 2016, 2021, Oracle and/or its affiliates.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its affiliates.
Other names may be trademarks of their respective owners.

Type '\help' or '\?' for help; '\quit' to exit.
Creating a Classic session to 'localroot@localhost'
Fetching schema names for autocompletion... Press ^C to stop.
Your MySQL connection id is 2262
Server version: 8.0.25 MySQL Community Server - GPL
No default schema selected; type \use <schema> to set one.
 MySQL  localhost  JS > \q
Bye!

MySQL Scale Out/In

Scale Out

sample-cluster.yaml のinstancesを以下に変更

instances: 3 ⇒ 5
instances: 1 ⇒ 2

vim sample-cluster.yaml

apiVersion: mysql.oracle.com/v2alpha1
kind: InnoDBCluster
metadata:
  name: mycluster
spec:
  secretName: mypwds
  instances: 5
  version: "8.0.25"
  router:
    instances: 2
    version: "8.0.25"

kubectl apply -f sample-cluster.yaml

コマンド結果

innodbcluster.mysql.oracle.com/mycluster configured

InnoDBクラスタの状況を確認します。

kubectl get innodbcluster --watch

NAME        STATUS   ONLINE   INSTANCES   ROUTERS   AGE
・
・
・
mycluster   ONLINE           5        5           2         55m

Podも確認するとmyclusterが5、mycluster-routerが2となっていることを確認できます。

kubectl get pods

コマンド結果

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mycluster-0                   2/2     Running   0          25m
mycluster-1                   2/2     Running   0          22m
mycluster-2                   2/2     Running   0          20m
mycluster-3                   2/2     Running   0          4m51s
mycluster-4                   2/2     Running   0          2m41s
mycluster-router-6j2t2        1/1     Running   0          4m51s
mycluster-router-gwvpr        1/1     Running   0          22m
nfs-server-788c45b6f5-chp4k   1/1     Running   0          16m
wordpress-598746d47b-wfffq    1/1     Running   0          12m

OCIコンソールで、Block Volumeが追加されていることも確認できます。

WordPressで使用しているNFSのものを含めて、6 Block Volumeとなります。

Scale In

sample-cluster.yaml のinstancesを以下に変更

instances: 3
instances: 1

vim sample-cluster.yaml

apiVersion: mysql.oracle.com/v2alpha1
kind: InnoDBCluster
metadata:
  name: mycluster
spec:
  secretName: mypwds
  instances: 3
  version: "8.0.25"
  router:
    instances: 1
    version: "8.0.25"

kubectl apply -f sample-cluster.yaml

コマンド結果

innodbcluster.mysql.oracle.com/mycluster configured

kubectl get innodbcluster --watch

NAME        STATUS   ONLINE   INSTANCES   ROUTERS   AGE
・
・
・
mycluster   ONLINE   3        3           1         60m

kubectl get pods

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mycluster-0                   2/2     Running   0          28m
mycluster-1                   2/2     Running   0          25m
mycluster-2                   2/2     Running   0          23m
mycluster-router-gwvpr        1/1     Running   0          25m
nfs-server-788c45b6f5-chp4k   1/1     Running   0          19m
wordpress-598746d47b-wfffq    1/1     Running   0          14m

現時点(2021年12月)では、myclusterとmycluster-routerのPodは、指定した数に自動で戻りますが、PVC、PV、Block Volumeは自動で削除されないので、手動でPVCを削除します。（同時にPV、Block Volumeも削除されます。ReclaimPolicyでDeleteを指定しているため。）

kubectl delete pvc datadir-mycluster-4

コマンド結果

persistentvolumeclaim "datadir-mycluster-4" deleted

kubectl delete pvc datadir-mycluster-3

コマンド結果

persistentvolumeclaim "datadir-mycluster-3" deleted

OCIコンソールで、Block Volumeが終了されていることも確認できます。

WordPress Scale

WordPressのPod数を10に変更してスケールします。

kubectl scale deployment wordpress --replicas 10

コマンド結果

deployment.apps/wordpress scaled

kubectl get pods

コマンド結果

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mycluster-0                   2/2     Running   0          31m
mycluster-1                   2/2     Running   0          28m
mycluster-2                   2/2     Running   0          26m
mycluster-router-gwvpr        1/1     Running   0          28m
nfs-server-788c45b6f5-chp4k   1/1     Running   0          22m
wordpress-598746d47b-2r776    1/1     Running   0          37s
wordpress-598746d47b-4rx94    1/1     Running   0          37s
wordpress-598746d47b-626x7    1/1     Running   0          37s
wordpress-598746d47b-bv2c2    1/1     Running   0          37s
wordpress-598746d47b-jd9sh    1/1     Running   0          37s
wordpress-598746d47b-l7t4d    1/1     Running   0          37s
wordpress-598746d47b-lhsws    1/1     Running   0          37s
wordpress-598746d47b-qht84    1/1     Running   0          37s
wordpress-598746d47b-vdf8s    1/1     Running   0          37s
wordpress-598746d47b-wfffq    1/1     Running   0          18m

実際にWordPressにアクセスして、初期セットアップして問題ないことを確認します。「wordpress-service」の「EXTERNAL-IP」を確認して、ブラウザでアクセスします。

kubectl get services

コマンド結果

NAME                  TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP     PORT(S)                               AGE
kubernetes            ClusterIP      10.96.0.1       <none>          443/TCP                               64m
mycluster             ClusterIP      10.96.159.155   <none>          6446/TCP,6448/TCP,6447/TCP,6449/TCP   48m
mycluster-instances   ClusterIP      None            <none>          3306/TCP,33060/TCP,33061/TCP          48m
nfs-service           ClusterIP      10.96.49.232    <none>          2049/TCP,20048/TCP,111/TCP            39m
wordpress-service     LoadBalancer   10.96.79.114    152.xxx.xxx.xxx 80:30769/TCP                          26m

以上となります。

次回は、疑似障害を起こした場合のInnoDBクラスタの挙動について試してみたいと思います。

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