为什么说MySQL Cluster是shared-nothing架构的?

一、说MySQL Cluster是shared-nothing架构的原因

1、MySQL Cluster每个节点独立

MySQL Cluster中的每个节点都是一个独立的系统，各节点彼此独立，各自拥有自己的处理器、内存和存储设备等，它们之间没有共享数据的设施。

2、数据分片和复制

在MySQL Cluster中，数据可以按照特定的规则分割成多个分片，每个分片存储在不同的节点上。同时，每个分片也会被多次复制到不同的节点上，以提高数据的可用性和容错性。这种分片和复制的方式可以让MySQL Cluster具有较高的可扩展性和强大的管理能力，能够同时支持大规模集群和高并发访问。

3、独立的网络架构

MySQL Cluster中使用了单独的网络架构，将节点之间的通信隔离开来，这使得节点之间可以进行并行处理，从而提高了整个集群的吞吐量和处理速度。

二、MySQL Cluster介绍

1、简介

MySQL Cluster 是一种技术，该技术允许在无共享的系统中部署“内存中”数据库的 Cluster 。通过无共享体系结构，系统能够使用廉价的硬件，而且对软硬件无特殊要求。此外，由于每个组件有自己的内存和磁盘，不存在单点故障。MySQL Cluster 由一组计算机构成，每台计算机上均运行着多种进程，包括MySQL服务器，NDB Cluster 的数据节点，管理服务器，以及（可能）专门的数据访问程序。关于 Cluster 中这些组件的关系。

2、特点介绍

“NDB” 是一种“内存中”的存储引擎，它具有可用性高和数据一致性等特点。MySQL Cluster 能够使用多种故障切换和负载平衡选项配置NDB存储引擎，但在 Cluster 级别上的存储引擎上做这个最简单。MySQL Cluster的NDB存储引擎包含完整的数据集，仅取决于 Cluster本身内的其他数据。目前，MySQL Cluster的 Cluster部分可独立于MySQL服务器进行配置。在MySQL Cluster中， Cluster的每个部分被视为1个节点。

管理（MGM）节点：这类节点的作用是管理MySQL Cluster内的其他节点，如提供配置数据、启动并停止节点、运行备份等。由于这类节点负责管理其他节点的配置，应在启动其他节点之前首先启动这类节点。MGM节点是用命令“ndb_mgmd”启动的。数据节点：这类节点用于保存 Cluster的数据。数据节点的数目与副本的数目相关，是片段的倍数。例如，对于两个副本，每个副本有两个片段，那么就有4个数据节点。不过没有必要设置多个副本。数据节点是用命令“ndbd”启动的。SQL节点：这是用来访问 Cluster数据的节点。对于MySQL Cluster，客户端节点是使用NDB Cluster存储引擎的传统MySQL服务器。通常，SQL节点是使用命令“mysqld –ndbcluster”启动的，或将“ndbcluster”添加到“my.cnf”后使用“mysqld”启动。注释：在很多情况下，术语“节点”用于指计算机，但在讨论MySQL Cluster时，它表示的是进程。在单台计算机上可以有任意数目的节点，为此，我们采用术语“Cluster主机”。

管理服务器（MGM节点）负责管理 Cluster配置文件和 Cluster日志。 Cluster中的每个节点从管理服务器检索配置数据，并请求确定管理服务器所在位置的方式。当数据节点内出现新的事件时，节点将关于这类事件的信息传输到管理服务器，然后，将这类信息写入 Cluster日志。

此外，可以有任意数目的 Cluster客户端进程或应用程序。它们分为两种类型：

标准MySQL客户端：对于MySQL Cluster，它们与标准的（非 Cluster类）MySQL没有区别。换句话讲，能够从用PHP、Perl、C、C++、Java、Python、Ruby等编写的现有MySQL应用程序访问MySQL Cluster。 管理客户端：这类客户端与管理服务器相连，并提供了启动和停止节点、启动和停止消息跟踪（仅调试版本）、显示节点版本和状态、启动和停止备份等的命令。

MySQL Cluster 是MySQL适合于分布式计算环境的高实用、高冗余版本。它采用了NDB Cluster 存储引擎，允许在1个 Cluster 中运行多个MySQL服务器。在MySQL 5.0及以上的二进制版本中、以及与最新的Linux版本兼容的RPM中提供了该存储引擎。（注意，要想获得MySQL Cluster 的功能，必须安装 mysql-server 和 mysql-max RPM）。

目前能够运行MySQL Cluster 的操作系统有Linux、Mac OS X和Solaris（一些用户通报成功地在FreeBSD上运行了MySQL Cluster ，但MySQL AB公司尚未正式支持该特性），最新版本MySQL Cluste7.1.10支持更多操作系统，包括Windows。

所有的这些节点构成一个完成的MySQL集群体系。数据保存在“NDB存储服务器”的存储引擎中，表（结构）则保存在“MySQL服务器”中。应用程序通过“MySQL服务器”访问这些数据表，集群管理服务器通过管理工具（ndb_mgmd）来管理“NDB存储服务器”。

通过将MySQL Cluster 引入开放源码世界，MySQL为所有需要它的人员提供了具有高可用性、高性能和可缩放性的 Cluster 数据管理。

三、shared-nothing架构介绍

1、简介

Shared-Nothing（SN）是一种分布式计算架构，在这种架构中，每一个节点都是独立的，自己的，在系统中不存在单点竞争。更明确地说，没有节点共享存储和硬盘等内容，都是各自管理自己的数据。SN相对中央控制架构有很大的优点，可以避免单点故障，拥有自我恢复能力，并且不在破坏原有系统的情况下进行升级。

2、内容

share-memory：多个cpu共享同一片内存，cpu之间通过内部通讯机制（interconnection network）进行通讯share-disk：每一个cpu使用自己的私有内存区域，通过内部通讯机制直接访问所有磁盘系统share-nothing：每一个cpu都有私有内存区域和私有磁盘空间，而且2个cpu不能访问相同磁盘空间，cpu之间的通讯通过网络连接

3、作用

总的来说，shared-nothing降低了竞争资源的等待时间，从而提高了性能。反过来，如果一个数据库应用系统要获得良好的可扩展的性能，它从设计和优化上就要考虑 shared-nothing体系结构。Share nothing means few contention。它在oracle数据库设计和优化上有很多相同之处。

Share-nothing 对数据库应用主要体现在多用户并行访问系统时候，优化数据库操作的response time上。如果数据库操作能够顺利获得所需要的资源，不发生等待事件，自然可以减少response time。同时也体现在操作尽量少占用资源上，避免浪费时间在无用功上。

延伸阅读1：能运行MySQL Cluster 的操作系统

目前能够运行 MySQL Cluster 的操作系统有 Windows、Linux、Mac OS X 和 Solaris（一些用户通报成功地在 FreeBSD 上运行了 MySQL Cluster ，但 MySQL AB 公司尚未正式支持该特性）。