MySQL InnoDB ClusterとGroup Replicationの構成比較

高可用性（HA）MySQL環境を設計する際、管理者はしばしば、マルチマスターレプリケーションのための2つの堅牢な組み込みソリューション、すなわちMySQL InnoDB ClusterとネイティブなGroup Replicationのどちらを選択するかという課題に直面します。これらはどちらもMySQL Group Replication（MGR）の耐障害性機能を中核として活用していますが、抽象化のレベル、管理オーバーヘッド、および機能セットが異なります。

この記事では、これら2つのデプロイメントモデル間の主要な違いを掘り下げ、特定の高可用性とスケーラビリティのニーズに最適なアーキテクチャを選択するのに役立てます。完全に管理されたクラスターソリューションと、より手動で構成されるネイティブなGroup Replicationセットアップとの区別を理解することは、長期的な運用成功のために不可欠です。

基盤の理解：MySQL Group Replication（MGR）

InnoDB Clusterとそのコンポーネントはどちらも、MySQL Group Replication（MGR）に依存しています。MGRは、一連のデータベースサーバー間で耐障害性のある実質的に同期的なレプリケーションを提供する、基盤となるMySQLテクノロジーです。

Group Replicationの主要機能

マルチプライマリーモード: グループ内の任意のサーバーへの書き込みを許可し、高い書き込み可用性を提供します。
シングルプライマリーモード: 指定された1つのプライマリーノードのみに書き込みを強制し、競合解決を簡素化しますが、即時書き込みスケーラビリティを低下させます。
一貫性: オンディスクのシングルマスターライクなプロトコルを使用し、トランザクションがすべてのメンバーで同一にコミットされることを保証することで、ほぼリアルタイムの一貫性を実現します。
自動フェイルオーバー: 障害が発生したノードを検出し、グループメンバーシップを自動的に再構成します。

ネイティブなGroup Replicationデプロイメントでは、管理者が必要なクラスターシード、ネットワーキング、およびメンバー認証の設定を含め、これらのMGR設定を手動で構成および管理する必要があります。

MySQL InnoDB Clusterの紹介

MySQL InnoDB Clusterは、MySQL Group Replicationの上に構築された、包括的な公式バンドルソリューションです。これはMGRの代替ではなく、セットアップ、構成、およびメンテナンスを簡素化する、意見を盛り込んだ統合管理レイヤーです。

InnoDB Clusterは、3つの不可欠なコンポーネントを統合しています。

MySQL Group Replication (MGR): HAデータレプリケーションを提供します。
MySQL Router: スマートな軽量ミドルウェアとして機能し、トラフィックを適切なクラスターメンバーに振り向けます（例：書き込みをプライマリーにルーティングしたり、読み取りをセカンダリー間でロードバランシングしたりします）。
MySQL Shell (AdminAPI): JavaScript、Python、またはSQLを使用して、デプロイメント、構成、監視、およびトポロジー管理のための主要な管理インターフェースを提供します。

InnoDB Clusterの利点

デプロイメントの簡素化: クラスター作成は、MySQL Shellのdba.createCluster()コマンドを通じて抽象化されます。
統合されたルーティング: MySQL Routerはクラスターと連携するように自動的に構成され、自動プライマリー検出とフェイルオーバーリダイレクトを処理します。
組み込みの監視: MySQL Shellは、トポロジー全体に対する統一されたステータスチェックと監視ツールを提供します。

InnoDB Cluster vs. ネイティブGroup Replication: 比較分析

どちらも最終的にはMGRを使用しますが、運用上の違いは管理レイヤーにあります。どちらを選択するかは、チームの専門知識と管理したい運用の複雑さに大きく依存します。

機能	MySQL InnoDB Cluster	ネイティブGroup Replication
管理ツール	MySQL Shell (AdminAPI)	標準のMySQLクライアント、手動構成ファイル
ミドルウェア	統合されたMySQL Router	個別にデプロイおよび構成が必要
セットアップの複雑さ	低（AdminAPIによる自動化）	高（すべてのノードの手動構成が必要）
アップグレード/スケーリング	AdminAPIコマンドにより簡素化	ノードごとに手動で管理が必要
必須コンポーネント	MGR、Router、Shell	MGRのみ
理想的なユースケース	迅速なデプロイメント、標準化されたHA、運用上のシンプルさが鍵となる環境。	高度にカスタマイズされた環境、既存インフラとの統合、MGRに関する深い専門知識を持つチーム。

構成例：クラスターの初期化

1. InnoDB Clusterの初期化（簡素化）

MySQL Shellを使用すると、3ノードクラスターのセットアップ、MGRの構成、ルーターのデプロイメントの全プロセスを数コマンドで実行できます。

# MySQL Shell経由で接続
mysqlsh --uri root@localhost:3306

// AdminAPIを使用
mysqlsh> 

// 既存の3つのインスタンスにまたがる「myCluster」という名前のクラスターを作成
mysqlsh> \`dba.createCluster('myCluster', {topology: {members: ['host1:3306', 'host2:3306', 'host3:3306']}})\`

// オプション：MySQL Routerを自動的にデプロイ
mysqlsh> \`myCluster.deployRouter('router1')\`

2. ネイティブGroup Replicationの初期化（ハイレベルな手順）

ネイティブMGRでは、グループに参加する前に、すべてのノードで広範な手動構成が必要です。

my.cnfの構成: server_id、gtid_mode=ON、enforce_gtid_consistency=ON、およびMGR固有のオプション（group_replication_group_name、group_replication_local_addressなど）を設定します。
最初のノードのブートストラップ: 指定されたシードノードでSTART GROUP_REPLICATION;を実行します。
後続ノードの参加: 残りのノードで、シードノードに接続するように構成した後、START GROUP_REPLICATION;を実行します。
手動ルーティング: MySQL Routerを個別にデプロイおよび構成し、現在のプライマリーメンバーに手動でポイントします。

警告: ネイティブMGRセットアップでは、メンバーに障害が発生した場合、AdminAPIを基本的な管理に使用していない限り、dba.remove_instance()構文または直接SQLコマンドを使用して、グループ構成から手動で削除する責任があります。

どちらの構成を選択するか

MySQL InnoDB Clusterを選択する場合:

運用のシンプルさが最優先の場合: 管理ツールがMGR構成と障害回復の根底にある複雑さを処理する、宣言型のアプローチを望む場合。
迅速なデプロイメントが必要な場合: 本番環境で利用可能なHAシステムを迅速にデプロイする必要がある場合。
標準トポロジー: クラスターフレームワークで標準でサポートされているシングルプライマリーまたはマルチプライマリーモデルにニーズが合致する場合。

ネイティブGroup Replicationを選択する場合:

最大限のカスタマイズが必要な場合: クラスターAdminAPIの抽象化レイヤーでは直接公開またはサポートされていない、非標準のMGR構成、高度な回復手順、または特定のネットワーク設定を使用する必要がある場合。
レガシー統合: MySQL Shell AdminAPIが主要な管理ツールとして望ましくない、または利用できない環境にMGRを統合する場合。
最小限のフットプリント: クライアント接続が直接管理できる場合（例：DNSまたはプライマリーフェイルオーバー検出を処理するアプリケーションロジックを介して）、MySQL Routerミドルウェアへの依存を特に避けたい場合。

HAデプロイメントのベストプラクティス

フルクラスターを選択するかネイティブMGRを選択するかにかかわらず、安定性のために以下のベストプラクティスを遵守してください。

奇数メンバーの使用: 障害時に常にクォーラムが達成されるように、3、5、または7メンバーを目指します。
専用ネットワーク: Group Replicationトラフィックは機密性が高いため、ノード間通信には専用の低遅延ネットワークリンクを使用してください。
rpb_member_stateの監視: すべてのメンバーのレプリケーションステータスを継続的に監視します。クラスターのコンテキストでは、cluster.status()を使用して全体的な監視を行います。
フェイルオーバーのテスト: プライマリー障害を定期的にシミュレートし、MySQL Routerがデータ損失なしにクライアントトラフィックを新しいプライマリーノードに正常にリダイレクトすることを確認します。

結論

MySQL InnoDB Clusterは、MySQLによる高可用性を求めるほとんどの現代のデプロイメントにとって推奨されるパスです。これは、強力で耐障害性のあるMySQL Group Replicationエンジンを、MySQL Routerのような重要なコンポーネントを含む、管理しやすい統合フレームワーク内にカプセル化しているためです。ネイティブGroup Replicationのデプロイメントは、極端な構成の粒度を要求する環境や、統合管理ツールを避けたい環境にとって、実行可能ではあるものの、より複雑な代替手段として残ります。

適切な抽象化レイヤーを選択することで、組織はMySQLデータベースが高可用性を維持し、一般的なインフラストラクチャ障害に対して回復力があることを保証できます。