DBサーバーの負荷分散

MySQLアクセスを負荷分散する

ユーザーからのアクセス数が非常に多いWebサイトにおいて、MySQLのSLAVEサーバーを複数台並べて負荷分散させるということがよく行われています。ただ、Webアクセスの負荷分散は一般的なテーマなのでいろいろなところで語られているのに対し、DBアクセスの負荷分散というテーマは一般的でないのかあまり語られていないように感じます。

DBアクセスを負荷分散するにあたって一番荒っぽい方法は、Webサーバー上のプログラムの中でどのSLAVEサーバーに接続するかをランダムで決める方法です。ランダムと言っても長時間アクセスしているとほぼ接続先が均等化されるので、一見この方法でも問題ないように見えます。しかしこの方法だと、接続しに行こうとしたSLAVEサーバーが高負荷もしくはサービス停止中であっても構わず接続しに行ってしまうという問題があります。

このような問題を解決するためにWebサーバーとSLAVEサーバーとの間にロードバランサー(負荷分散装置)を適用するのはよい考えです。

ロードバランサーは一般的に以下のような仕組みで動作します。まず負荷分散させたいSLAVEサーバーグループにVIP（Virtual IP）と呼ばれるIPアドレスを1つ用意し、それをロードバランサーに登録します。するとVIPに対してアクセスが発生する度に、ロードバランサーがVIPにひも付いたSLAVEサーバーのいずれかにアクセスを振り分けるようになります。またロードバランサーにはヘルスチェックと呼ばれる仕組みが搭載されていて、いずれかのSLAVEサーバーに何らかの異常があった場合、それを自動検知してアクセスがそのSLAVEサーバーに振り分けられないようにしてくれます。

ということで今回はソフトウエアベースで負荷分散を実現するオープンソースを利用してみたいと思います。ソフトウエアベースの負荷分散システムにはいろいろありますが、今回はLVS（Linux Virtual Server）+ldirectordの組み合わせを取り上げてみたいと思います。

LVSはLinux上で動くオープンソースの負荷分散システムです。またldirectordはLVSで構築された実サーバー群のヘルスチェックやLVSの作動管理を行うデーモンです。ldirectordを使うとLVSの複雑な設定を比較的容易な設定で扱えるようにもなります。

LVSとldirectordのインストール方法

今回も便宜上CentOSを前提とさせていただきたいと思います。

まずはSLAVEサーバーをインストールしている2台のVPSサーバーにはそれそれ以下のような IPアドレスが割り当てられているものとします。

  SLAVE1: 10.0.0.101
  SLAVE2: 10.0.0.102

またVIPとして以下のIPアドレスを付与するものとします。VPSの契約形態によってはIPアドレスを利用者が勝手に増やせない場合もあるかと思います。その場合は残念ながら今回の負荷分散方式は利用できませんのでご注意ください。

  VIP: 10.0.0.250

ということで、まずは今回必要となるソフトウエアを以下の要領でインストールします。

  # yum -y install ipvsadm
  # yum -y install heartbeat
  # yum -y install heartbeat-ldirectord

次にldirectorの設定を行います。

  # echo "" > /etc/ha.d/shellfuncs
  # vi /etc/ha.d/ldirectord.cf
  checktimeout=5
  checkinterval=10
  autoreload=yes
  logfile="/var/log/ldirectord.log"
  virtual=10.0.0.250:3306
  real=10.0.0.101:3306 gate <- gateはパケット転送方式としてDirect Server Return (DSR)を表す
  real=10.0.0.102:3306 gate
  protocol=tcp
  checktype=connect         <- ヘルスチェックの方法。TCP/IPトランスポート層での単純な接続テスト。
  scheduler=lc              <- 振り分けに使用するアルゴリズム。一番コネクション数の少ないホストに接続しに
  行く設定(least connectionの略)
  netmask=255.255.255.255

続いてVirtualIPアドレスの設定を行います。

  # vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:0
  DEVICE=eth0:0
  IPADDR=10.0.0.250
  NETMASK=255.255.255.255
  # service network restart

設定が終わったら、ldirectordを起動します。

  # service ldirectord start

以上で準備完了です。