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カジュアルに

MySQL Cluster を
使ってみよう!

@MySQL Cluster Casual Talks 2013

奥野 幹也
@nippondanji
mikiya (dot) okuno (at) gmail (dot) com
免責事項
●

本プレゼンテーションにおいて示されている見解は、
私自身の見解であって、オラクル・コーポレーション
の見解を必ずしも反映したものではありません。ご
了承ください。
自己紹介
●

MySQL サポートエンジニア
–

日々のしごと
●
●
●

●

ライフワーク
–

自由なソフトウェアの普及
●

●

トラブルシューティング全般
Q&A 回答
パフォーマンスチューニング
など

オープンソースではない

ブログ
–
–

漢のコンピュータ道
http://nippondanji.blogspot.com/

今日は個人として
参加しています。
MySQL Cluster
とは!
MySQL の姉妹製品
●

MySQL のストレージエンジンとして使える。
–

●
●
●
●
●

CREATE TABLE hoge (…) ENGINE NDB;

トランザクション対応
並列分散型のデータベース
HA 機能
ハイパフォーマンス
コミュニティ版は GPLv2
動作イメージ
アプリケーション

アプリケーション

アプリケーション
通常の MySQL プロトコル

SQL ノード

SQL ノード

MySQL サーバー

SQL ノード

MGM API

NDB API

データ
ノード

データ
データ
ノード
ノード

データ
ノード

データ
ノード

管理ノード
速いの?
●

結論: 1 台の性能では InnoDB のほうが上
–

●

ただし NDB API は爆速

ノードを並べてナンボ
–

データノード
●
●

–

SQL ノード
●

●

負荷分散
データ量の増加
SQL 解析の負荷分散

ノードを増やしても性能が伸びない処理もある
–

少ししか行を取ってこないスキャン
●

sysbench が遅い!!
MySQL Cluster でできること
高可用性
●
SPOF の排除
●
HA 機能搭載
●
遠隔地へのレプリケーション
パフォーマンス
●
スケールアウト
●
リアルタイム処理
●
NoSQL
低価格
●
GPL 版は無償
●
商用ライセンスもお手頃 http://www­jp.mysql.com/products/
●
コモディティなハードウェアで構築可能
3 種類のノード
●

管理ノード
–
–

●

データノード
–

●

クラスターの構成情報を管理
各種操作を発行
データとトランザクションを司る

SQL ノード /API ノード
–

NDB ストレージエンジンを搭載した MySQL サーバ
●

–

NDB API を経由してデータノードへアクセス

アプリケーションが SQL ノードを介さず直接 NDB API
を叩くことも可。( API ノード)
シェアードナッシング
= No SPOF
データノード 1

データノード 3

フラグメント 1
プライマリ

フラグメント 3
セカンダリ

フラグメント 2
プライマリ

フラグメント 4
セカンダリ

フラグメント 1
セカンダリ

フラグメント 3
プライマリ

フラグメント 2
セカンダリ

フラグメント 4
プライマリ

データノード 2

データノード 4

ノードグループ 1

ノードグループ 2
ひとつコケても大丈夫!!

データノード 1

データノード 3

dead

dead

フラグメント 2
プライマリ

フラグメント 4
セカンダリ

フラグメント 1
プライマリ

フラグメント 3
プライマリ

フラグメント 2
セカンダリ

フラグメント 4
プライマリ

データノード 2

データノード 4

ノードグループ 1

ノードグループ 2
ふたつコケても大丈夫!!

データノード 1

データノード 3

dead

dead

dead

dead

フラグメント 1
プライマリ

フラグメント 3
プライマリ

フラグメント 2
プライマリ

フラグメント 4
プライマリ

データノード 2

データノード 4

ノードグループ 1

ノードグループ 2
これはアウト!!

データノード 1

データノード 3

dead

dead

フラグメント 2
プライマリ

フラグメント 4
セカンダリ

dead

dead

フラグメント 2
セカンダリ

フラグメント 4
プライマリ

データノード 2

データノード 4

ノードグループ 1

ノードグループ 2
とりあえずインストール
●
●
●
●

パッケージをインストールする
config.ini と my.cnf を書く
ユーザーやデータディレクトリをつくる
プロセスを起動する
–

管理ノード→データノード→待つ→ SQL ノード
デモ
パフォーマンスの
勘所
最新のバージョンを使う
●

バージョンが新しいほど高速化している!
– 6.2
● SQL ノードからデータノードへの接続を複数化
– 6.3
● スレッドのバインディング
● Distribution Awareness
● TC 選択のロジックを改善
● 主キー / ユニークキーを用いた更新の効率化
● 圧縮 LCP/ バックアップ
● epoll
– 7.0
● データノードのマルチスレッド化
● メッセージ通信の改善
● データノードのオンライン拡張
最新のバージョンを使う
●

つづき
–

7.1
●
●

–

7.2
●
●
●

–

ndbinfo
BLOB へのアクセス高速化
MySQL 5.5
pushdown join
memcached の追加

性能だけでなく
バージョンが上がる
ごとに機能も増えて
どんどん便利に!

7.3
●

●
●

MySQL 5.6
– Batched Key Access Join
– Semi-Join 最適化(サブクエリ)
外部キー
NDB API のボトルネック解消
非公式ベンチマーク
●

●

2011/04/11 ( 7.1 )
– MySQL Cluster doing 6.82M reads per second
● 8 データノード
http://mikaelronstrom.blogspot.jp/2011/04/mysqlcluster-doing-682m-reads-per.html
2011/04/12 ( 7.1 )
– MySQL Cluster running 2.46M updates per second!
● 8 データノード
http://mikaelronstrom.blogspot.jp/2011/04/mysqlcluster-running-246m-updates-per.html
非公式ベンチマーク(つづき)
●

2012/05/16
–

MySQL Cluster 7.2.7 achieves 1BN update transactions
per minute
●
●
●

●

19.5M transactions/s 相当
30 データノード、各 8ldm スレッド
http://mikaelronstrom.blogspot.jp/2012/05/mysqlcluster-727-achieves-1bn-update.html

2012/05/22
–

MySQL Cluster 7.2 achieves 4.3BN reads per minute
●
●
●

72M reads/s 相当
30 データノード、各 8ldm スレッド
http://mikaelronstrom.blogspot.jp/2012/05/mysqlcluster-72-achieves-43bn-reads.html
非公式ベンチマーク(つづき)
●

2012/02/15 ( 7.2 )
– 1.05BN QPM using MySQL Cluster 7.2
● 17.5M reads/s 相当
● 8 データノード
● 主にスレッドのバインディングによる効果
● http://mikaelronstrom.blogspot.jp/2012/02/105bn-qpmusing-mysql-cluster-72.html
非公式ベンチマーク(つづき)
●

2012/05/16 ( 7.2 )
–

MySQL Cluster 7.2.7 achieves 1BN update transactions
per minute

19.5M transactions/s 相当
● 30 データノード、各 8ldm スレッド
● http://mikaelronstrom.blogspot.jp/2012/05/mysqlcluster-727-achieves-1bn-update.html
2012/05/22 ( 7.2 )
●

●

–

MySQL Cluster 7.2 achieves 4.3BN reads per minute
●
●
●

72M reads/s 相当
30 データノード、各 8ldm スレッド
http://mikaelronstrom.blogspot.jp/2012/05/mysqlcluster-72-achieves-43bn-reads.html
スレッド数の調整
●

バージョン 7.0 以降
–

MaxNoOfExecutionThreads
●
●

–

7.0 〜 7.1 … 最大 8
7.2 〜 7.3 … 最大 36

TheadConfig
●

より細かな指定が可能
–
–

スレッドごとに特定の CPU にバインディング
バインディングするものとしないものの混在が可能

ThreadConfig=ldm{count=4,cpubind=1,2,3,4},
main={cpubind=5},io={cpubind=5},rep={cpubind=6},
tc{cpubind=7},recv={cpubind=8}
データノードの追加による
スケールアウト
●

●

主キーを使った検索(ルックアップ)はデータノード数に応じ
てスケールする
データノードは最大 48 台まで。
SQL ノード

各データノードに
負荷が均等に分散
細かい範囲検索が苦手
SQL ノード

1. スキャンリクエスト

データノード
TC

すべてのデータノードが
応答を強いられる

3. データを返送

データノード

2. 他のノードへリクエスト

データノード
スキャンの性能特性
●

フェッチするレコード数が少ない
–
–

●

データノードが増えてもスキャン回数は頭打ち
遅い!!

フェッチするレコード数が多い
–
–
–

データノードで並列処理できるためノード数に応じて処理
時間が短くなる
Engine Condition Pushdown で並列で絞り込みが可能
速い!!
Engine Condition Pushdown

SQL ノード

SQL ノード

WHERE 句で
絞り込み
WHERE 句で
絞り込み
データノード

Pushdown なし

データノード

Pushdown あり
ユーザー定義パーティション
users
テーブル

diaries
テーブル

users
テーブル

diaries
テーブル

user_id
= 100

user_id
= 100

user_id
= 100

user_id
= 100

user_id
= 100

user_id
= 100

user_id
= 100
通常のパーティショニング

ユーザー定義パーティショニング
ユーザー定義パーティションの効能
●

スキャンがスケールアウト
–
–
–

●

超重要!!
特定のデータノードだけに問い合わせれば良くなるため
スケールアウトさせるにはデータノードを追加

Pushdown Join にも効果あり
スキャンの変化
SQL ノード
該当するパーティションの
データノードだけが
応答すれば良い

データノード
TC

データノード

データノード
レプリケーションによる
スケールアウト
アプリケーション

更新

マスター
SQL
ノード
データ
ノード

データ
ノード

SQL
ノード

JOIN

スレーブ

SQL
ノード
データ
ノード

データ
ノード

INNODB

スレーブ
INNODB

スレーブ
INNODB
MySQL Cluster の
レプリケーションアーキテクチャ
通常の
通常の
SQL
通常の
SQL
ノード
SQL
ノード
ノード

SQL による更新

SQL ノード
(バイナリログ生成)
binlog
injector
thread

バイナリログ
スレーブへ
更新内容を抽出

データノード群
速いディスク
●

インメモリデータベースだけれども・・・
–

データの永続性のためにたくさんの I/O が発生する
●
●

●

更新をすべて記録する GCP ( REDO ログ)
LCP (定期的にメモリのイメージをディスクへ書き出す処
理)の速度も重要

ディスク型テーブル
–

ディスクの性能に大きく影響を受ける
sysbench のサンプル
3500

3000

2500
memory ro
memory rw

2000

hdd ro
hdd rw
1500

fio ro
fio rw

1000

500

0
1

4

8

12

16

32

48

64

96

128

1 server machine
1 cpu sockets
6 cores 12 threads
32GB memory
internal hdd / fusion-io
sysbench w/o range tests
マシンをお借りしました

マシン
ありがとう
ございます!!
BLOB は苦手
●

内部的に BLOB 用のテーブルが作成される
–

●

JOIN が増えるのと同じ

なるべく使わない
–

varchar で頑張る(最大サイズをきっちり決める)
●

–

最大行サイズ 14000 バイト

InnoDB と連携
NoSQL インターフェイス
●

SQL よりも数段速い!!
–
–
–
–

●
●

NDB API … C++ によるネイティブな API
ClusterJ … Java バインディング
memcached … ストレージエンジンとして実装
MySQL NoSQL Connector for JavaScript … Javascript バ
インディング

NDB API が最速
手軽に使うなら便利なバインディングがオススメ!
memcached
SQL
ノード

SQL
ノード

memcached

memcached

N      D      B               A      P      I

データノード群
まとめ
●

MySQL Cluster はこんなときにオススメ!
–
–
–

●

更新をスケールしたい
HA 機能が欲しい
超絶高速な JOIN が欲しい

性能の特性の違いに注意!
–
–
–

得意、不得意がある
適切なスケールアウト戦略を選ぶべし!
豊富な NoSQL API
Q&A!!
ご静聴ありがとうございました。

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