Linux操作系统实验指导-实验04：使用MariaDB建设数据库集群服务

棒棒堂智能运维
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一、实验目的

1、了解MariaDB数据库；

2、掌握MariaDB数据库集群的实现方法；

3、掌握使用Navicat管理MariaDB数据库集群。

二、实验学时

2学时

三、实验类型

综合性

四、实验需求

1、硬件

每个人配备计算机1台。

2、软件

安装VMware WorkStation Pro或Oracle VM VirtualBox软件，安装Mobaxterm软件。

安装Navicat软件。

3、网络

本地主机与虚拟机能够访问互联网，虚拟机网络不使用DHCP服务。

4、工具

无。

五、实验任务

1、完成MariaDB的安装；

2、完成使用MariaDB实现主备模式的数据库集群服务；

3、完成使用Navicat管理 MariaDB数据库集群，并进行数据库服务测试。

六、实验环境

1、本实验需要VM 3台。

2、本实验VM配置信息如下表所示。

虚拟机配置操作系统配置
虚拟机名称：VM-Lab-04-Task-01-172.31.0.41内存：1GBCPU：1颗，1核心虚拟磁盘：20GB网卡：1块主机名：Lab-04-Task-01IP地址：172.31.0.41子网掩码：255.255.255.0网关：172.31.0.254DNS：172.31.0.254
虚拟机名称：VM-Lab-04-Task-01-172.31.0.42内存：1GBCPU：1颗，1核心虚拟磁盘：20GB网卡：1块主机名：Lab-04-Task-02IP地址：172.31.0.42子网掩码：255.255.255.0网关：172.31.0.254DNS：172.31.0.254
虚拟机名称：VM-Lab-04-Task-01-172.31.0.43内存：1GBCPU：1颗，1核心虚拟磁盘：20GB网卡：1块主机名：Lab-04-Task-03IP地址：172.31.0.43子网掩码：255.255.255.0网关：172.31.0.254DNS：172.31.0.254

3、本实验拓扑图。

4、本实验操作演示视频。

本实验操作演示视频为视频集的第4集：www.bilibili.com/video/BV1b1…

七、实验内容步骤

1、在主机Lab-04-Task-01上完成MariaDB的安装

（1）使用VMware WorkStation Pro创建实验所需虚拟机，并完成openEuler操作系统安装与基本配置（配置网络、开启远程连接），具体操作步骤请参考《实验01：安装与基本配置》。

（2）使用yum工具安装MariaDB数据库，安装完成查看MariaDB数据库版本信息。

# 使用yum命令安装MariaDB
[root@Lab-04-Task-01 ~]# yum install -y mariadb-server
# 查看MariaDB版本信息
[root@Lab-04-Task-01 ~]# mariadb --version

（3）启动MariaDB服务并设置服务开机自启。

# 启动MariaDB服务
[root@Lab-04-Task-01 ~]# systemctl start mariadb
# 设置MariaDB为开机自启启动
[root@Lab-04-Task-01 ~]# systemctl enable mariadb
# 查看MariaDB服务运行状态
[root@Lab-04-Task-01 ~]# systemctl status mariadb

（4）初始化MariaDB数据库。

# 使用mysql_secure_installation命令初始化数据库
[root@Lab-04-Task-01 ~]# mysql_secure_installation
# --------------------初始化--------------------
# 输入root用户的密码进行验证，如未设置直接回车
Enter current password for root (enter for none): 
# 是否使用 UNIX 套接字认证方式进行登录认证
Switch to unix_socket authentication [Y/n] y
# 是否设置root用户密码（设置root用户密码为：mariadblab#PWD）
Change the root password? [Y/n] y
New password:
Re-enter new password:
# 是否删除匿名用户
Remove anonymous users? [Y/n] y
# 是否取消root用户远程登录
Disallow root login remotely? [Y/n] n
# 是否删除test库和对test库的访问权限
Remove test database and access to it? [Y/n] y
# 是否刷新授权表使修改生效
Reload privilege tables now? [Y/n] y
# --------------------初始化--------------------

（5）配置防火墙策略。

# 查看防火墙Firewalld服务状态
[root@Lab-04-Task-01 ~]# systemctl status firewalld

# 添加本地客户端允许远程连接MariaDB数据库
[root@Lab-04-Task-01 ~]# firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule family=ipv4 source address=172.20.1.36 port port=3306 protocol=tcp accept'
# 重新载入防火墙配置使其生效
[root@Lab-04-Task-01 ~]# firewall-cmd --reload

🔔提醒：

1、openEuler操作系统默认安装Firewalld防火墙，并创建firewalld服务，该服务已开启且已配置为开机自启动。

2、如果Firewalld防火墙未启动，请使用命令systemctl start firewalld启动防火墙；如果Firewalld防火墙未设置为开机自启动，请使用命令systemctl enable firewalld设置为开机启动。

3、上述命令中“172.31.0.36”为本机IP地址，请根据实际情况替换IP地址。

2、在主机Lab-04-Task-02上完成MariaDB的安装

主机Lab-04-Task-02的安装过程与主机Lab-04-Task-01一致，请参照主机Lab-04-Task-01的安装过程完成安装。

3、在主机Lab-04-Task-03上完成MariaDB的安装

主机Lab-04-Task-03的安装过程与主机Lab-04-Task-01一致，请参照主机Lab-04-Task-01的安装过程完成安装。

4、配置主机Lab-04-Task-01为数据库集群的主节点

（1）修改数据库配置文件/etc/my.cnf，配置主机Lab-04-Task-01为主节点。

# 使用vi命令编辑/etc/my.cnf数据库配置文件
[root@Lab-04-Task-01 ~]# vi /etc/my.cnf
# --------------------/etc/my.cnf文件--------------------
[mariadb]
server-id=1
log-bin
# --------------------/etc/my.cnf文件--------------------

（2）在主节点（Lab-04-Task-01）上重启mariadb服务，确保配置生效。

# 重启MariaDB服务
[root@Lab-04-Task-01 ~]# systemctl restart mariadb

（3）在主节点（Lab-04-Task-01）上添加防火墙规则，使主机Lab-04-Task-02、Lab-04-Task-03能够和主机Lab-04-Task-01的MariaDB数据库联通，并重新载入防火墙配置使其生效。

# 添加防火墙规则使主机Lab-04-Task-02、Lab-04-Task-03能够和主机Lab-04-Task-01的MariaDB数据库联通
[root@Lab-04-Task-01 ~]# firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule family=ipv4 source address=172.31.0.42 port port=3306 protocol=tcp accept'
[root@Lab-04-Task-01 ~]# firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule family=ipv4 source address=172.31.0.43 port port=3306 protocol=tcp accept'
# 重新载入防火墙配置使其生效
[root@Lab-04-Task-01 ~]# firewall-cmd --reload

（4）在主节点（Lab-04-Task-01）上登录MariaDB数据库，创建用于执行同步的数据库用户“mariadblab”，授予其可复制权限。

# 登录MariaDB数据库
[root@Lab-04-Task-01 ~]# mysql -u root -p密码  # 将“密码”替换为root用户的密码
# 创建mariadb用户
MariaDB [(none)]> create user 'mariadblab'@'%';
# 设置密码
MariaDB [(none)]> alter user 'mariadblab'@'%' identified by 'mariadblab#PWD';
# 授予复制权限
MariaDB [(none)]> grant replication slave on *.* to 'mariadblab'@'%';
# 刷新权限
MariaDB [(none)]> flush privileges;

（5）在主节点（Lab-04-Task-01）上查看MariaDB数据库的主节点服务状态，记录主节点当前同步位置（需记录File和Position两个参数对应的值，如图4-2所示。

# 查看MariaDB数据库的主节点服务状态
MariaDB [(none)]> show master status; 

# 推出数据库管理模式
MariaDB [(none)]> exit

5、配置主机Lab-04-Task-02为数据库集群的从节点-1

（1）修改数据库配置文件/etc/my.cnf，配置主机Lab-04-Task-02为从节点-1。

# 使用vi命令编辑/etc/my.cnf数据库配置文件
[root@Lab-04-Task-02 ~]# vi /etc/my.cnf
# --------------------/etc/my.cnf文件--------------------
[mariadb]
server-id=2
read-only=1
# --------------------/etc/my.cnf文件--------------------

（2）在从节点-1（Lab-04-Task-02）上重启mariadb服务，确保配置生效。

# 重启MariaDB服务
[root@Lab-04-Task-02 ~]# systemctl restart mariadb

（3）在从节点-1（Lab-04-Task-02）上登录MariaDB数据库，执行如下用于配置主从同步的SQL语句，启动主从集群同步服务并查看同步状态。

# 登录MariaDB数据库
[root@Lab-04-Task-02 ~]# mysql -u root -p密码

# 执行用于配置主从同步的SQL语句
MariaDB [(none)]> CHANGE MASTER TO  
    MASTER_HOST='172.31.0.41',  
    MASTER_USER='mariadblab',  
    MASTER_PASSWORD='mariadblab#PWD',  
    MASTER_PORT=3306,  
    MASTER_LOG_FILE='mariadb-bin.000002',  #主节点当前同步位置对应的File参数值
    MASTER_LOG_POS=918,                    #主节点当前同步位置对应的Position参数值
    MASTER_CONNECT_RETRY=10;

# 启动主从集群同步服务
MariaDB [(none)]> start slave;

# 查看同步状态
MariaDB [(none)]> show slave status\G;

6、配置主机Lab-04-Task-03为数据库集群的从节点-2

（1）修改数据库配置文件/etc/my.cnf，配置主机Lab-04-Task-03为从节点-2。

# 使用vi命令编辑/etc/my.cnf数据库配置文件
[root@Lab-04-Task-03 ~]# vi /etc/my.cnf
# --------------------/etc/my.cnf文件--------------------
[mariadb]
server-id=3
read-only=1
# --------------------/etc/my.cnf文件--------------------

（2）在从节点-2（Lab-04-Task-03）上重启mariadb服务，确保配置生效。

# 重启MariaDB服务
[root@Lab-04-Task-03 ~]# systemctl restart mariadb

（3）在从节点-2（Lab-04-Task-03）上登录MariaDB数据库，执行如下用于配置主从同步的SQL语句，启动主从集群同步服务并查看同步状态。

# 登录MariaDB数据库
[root@Lab-04-Task-03 ~]# mysql -u root -p密码

# 执行用于配置主从同步的SQL语句
MariaDB [(none)]> CHANGE MASTER TO  
    MASTER_HOST='172.31.0.41',  
    MASTER_USER='mariadblab',  
    MASTER_PASSWORD='mariadblab#PWD',  
    MASTER_PORT=3306,  
    MASTER_LOG_FILE='mariadb-bin.000002',  
    MASTER_LOG_POS=918,                    
    MASTER_CONNECT_RETRY=10;

# 启动主从集群同步服务
MariaDB [(none)]> start slave;

# 查看同步状态
MariaDB [(none)]> show slave status\G;

7、使用Navicat管理MariaDB数据库集群

（1）设置数据库访问权限

依次通过命令行形式进入3个数据库设置以下权限，允许所有地址远程访问。

MariaDB [(none)]> GRANT ALL ON *.* to root@'%' IDENTIFIED BY '数据库密码';
MariaDB [(none)]> flush privileges;
MariaDB [(none)]> exit

（2）从Navicat Premium的官方网站（www.navicat.com.cn）获取安装程序。

（3）依照向导安装Navicat Premium软件。

（4）打开Navicat Premium软件，单击“连接”，选择“MariaDB”，填写连接信息，依次连接3个数据库，如图4-3所示。

8、测试MariaDB数据库集群的主从同步

（1）设计不同场景来测试MariaDB集群的主从同步

场景测试步骤
场景一主节点创建数据库，查看从节点是否创建相同的数据库。
场景二主节点删除数据库，查看从节点是否删除相同的数据库。

（2）主节点创建数据库，从节点实现同步创建。

使用Navicat Premium连接主节点（Lab-04-Task-01），并创建数据库“ceshi”，如图4-5所示。

使用Navicat Premium重新连接从节点-1（Lab-04-Task-02）和从节点-2（Lab-04-Task-03）查看在主节点中创建的“ceshi”数据库，是否存在。

（3）主节点创建数据库，从节点实现同步删除。

使用Navicat Premium连接主节点（Lab-04-Task-01），并删除数据库“ceshi”，如图4-6所示。

使用Navicat Premium重新连接从节点-1（Lab-04-Task-02）和从节点-2（Lab-04-Task-03）查看在主节点中删除的“ceshi”数据库，是否存在。

（4）测试结果

场景测试步骤真实测试结果
场景一主节点创建数据库，查看从节点是否创建相同的数据库。从节点创建与主节点相同数据库
场景二主节点删除数据库，查看从节点是否删除相同的数据库。从节点删除与主节点相同数据库

八、实验考核

实验考核分为【实验随堂查】和【实验线上考】两个部分。

实验随堂查：每个实验设置5个考核点。完成实验任务后，按照考核点要求，学生提交实验成果的截图或录屏视频。通过线上考核平台（如课堂派）进行作答。依据提交成果进行评分。

实验线上考：每个实验设置5道客观题。通过线上考核平台（如课堂派）进行作答。系统自动评分。

1、实验随堂查

本实验随堂查设置提交实验成果-5个截图/视频，具体如下：

题目1[文件题]：提交MariaDB安装完成后使用命令“mariadb --version”查看MariaDB版本信息的截图；

题目2[文件题]：提交在任意一台主机将MariaDB初始化完成后的截图；

题目3[文件题]：提交将主机Lab-04-Task-01配置为主节点后，查看MariaDB数据库的主节点服务状态的截图；

题目4[文件题]：提交使用Navicat连接到MariaDB数据库集群的截图；

题目5[文件题]：提交使用Navica连接主节点删除测试数据库，从节点会删除相同的数据库的录屏视频。

2、实验线上考

本实验线上考共5题。

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