MySQL NDB Cluster 是一種高度可用、高性能、可擴展的 MySQL 資料庫解決方案，旨在滿足需要高可用性和低延遲的應用需求。它基於 MySQL Server 和 MySQL Cluster 的技術，具有分布式架構和自動故障恢復功能。

以下是 MySQL NDB Cluster 的一些關鍵特性：

1. 分布式架構：MySQL NDB Cluster 將資料和查詢分佈在多個節點上，實現了水平擴展和負載平衡。
2. 高可用性：NDB Cluster 具有自動故障檢測和恢復功能，能夠在單個節點故障時繼續提供服務，保證系統的高可用性。
3. 實時資料存取：NDB Cluster 提供了快速的寫入和讀取操作，支援實時資料存取，適用於需要低延遲的應用場景，如線上遊戲、電信等。

MySQL Router 是 MySQL 官方提供的一個路由器軟體，用於提供對 MySQL NDB Cluster 和其他 MySQL 伺服器的連接和路由。它可以處理客戶端的連接請求，將這些請求路由到適當的 MySQL 伺服器或 NDB Cluster 中。

以下是 MySQL Router 的一些主要功能：

1. 路由和負載平衡：MySQL Router 可以根據配置的規則，將客戶端的連接請求分發到適當的 MySQL 伺服器或 NDB Cluster 中，實現負載平衡。
2. 自動發現：MySQL Router 可以通過自動發現機制，動態地發現和監控 MySQL 伺服器和 NDB Cluster 的變化，保證連接的可靠性和穩定性。
3. 安全性：MySQL Router 支援 SSL 加密和其他安全機制，保護資料的安全性和隱私性。

這兩套軟體都可以從官方網站下載到，也都支援多種作業系統，這邊我們以 Windows 作業系統為環境來實際運行分散式的 MySQL 資料庫，也就是 MySQL NDB Cluster，並且加裝 MySQL Router 讓引導客戶端連接至對應的資料庫節點，達到分散式架構的自動負載平衡。

首先我為了建置測試環境，先在主電腦中架設了三台 Windows 作業系統的虛擬機（VM），這三台都直接橋接到家中的路由器，讓它們與我家中的其他電腦同網段，這樣家裡的每台電腦就能成為客戶端，不管是透過軟體、程式語言都能測試連線！VM 分別命名為 [VM1] NDB_MGMD、[VM2] SQL_NODE_1、[VM3] SQL_NODE_2，它們又分別被分配到 192.168.1.131、192.168.1.132、192.168.1.133 三個區網 IP。NDB_MGMD 的部分為主要的 VM，要運行 MySQL NDB 管理節點及 MySQL Router，並且需要打開 7000 Port。SQL_NODE_1 與 SQL_NODE_2 則是作為分散架構的成員，都會運行 MySQL NDB 資料節點及 SQL 節點，並且打開 3306 Port。關於防火牆的設置，我這邊建置的很鬆散，請依照實際需求及情境來調整。

▲ 自行繪製的架構圖。

這邊提供我自行研究與建置的測試環境架構圖，可以依照自己的需求調整，SQL_Node 可以無限擴充，一般情境下三個就很多了！假設三個，那就是可以接受另外兩台設備都掛掉，所以越多台當然可用度越高，但它們之間資料是要同步的，所以也不能過多，這個就需要經驗更豐富的人來評估啦！

步驟一：下載 MySQL NDB Cluster

這邊先到官方網站下載：https://dev.mysql.com/downloads/cluster/

我這邊是下載 8.0.36 版本，請選擇 Windows (x86, 64-bit), ZIP Archive，下載完請解壓縮在三台 VM 的 C:/，並重新將最外層目錄命名為 mysql。如果需要的話可以把 C:\mysql\bin 加入環境變數，之後就不用特地 cd C:\mysql\bin 就能使用相關的工具了喔！

▲ MySQL NDB Cluster 下載點截圖，請選擇 Windows (x86, 64-bit), ZIP Archive。

▲ 解壓縮並重新命名最外層的資料夾為 mysql，結果如上。

步驟二：配置 NDB_MGMD 節點

連入 NDB_MGMD，先打開檔案總管來到 C:\mysql\bin，建立 my.ini 並寫入：

[mysql_cluster]
# Options for management node process
config-file=C:/mysql/bin/config.ini

接著再建立 config.ini 並寫入：

[NDBD DEFAULT]
NoOfReplicas=2
DataMemory=1024M
IndexMemory=256M

[MYSQLD DEFAULT]

[NDB_MGMD DEFAULT]
DataDir=C:/mysql

[TCP DEFAULT]

[NDB_MGMD]
NodeId=1
HostName=192.168.1.131

[MYSQLD]
NodeId=2
HostName=192.168.1.133

[MYSQLD]
NodeId=3
HostName=192.168.1.134

[NDBD]
NodeId=4
HostName=192.168.1.133
DataDir=C:/mysql/data

[NDBD]
NodeId=5
HostName=192.168.1.134
DataDir=C:/mysql/data

這份設定檔是用來設定 MySQL Cluster 的，它定義了幾個重要的設定。首先，在 NDBD DEFAULT 部分，設定了每個資料片段的複本數量為 2，這是我們的節點數量，這樣可以確保資料的冗餘性。同時，也指定了每個資料節點的資料和索引能使用的 RAM 大小。接著，在 NDB_MGMD DEFAULT 部分，指定了管理節點的資料儲存目錄。在後續的部分中，分別定義了管理節點、SQL 節點和資料節點的相關設定。這些設定包括節點的 ID、主機名或 IP 地址，以及資料節點的數據儲存目錄。總體來說，這份設定檔確保了 MySQL Cluster 的正確運作。

接著以管理員權限執行終端機（命令提示字元）跑：

cd C:\mysql\bin
ndb_mgmd -f C:/mysql/bin/config.ini --configdir=C:/mysql/bin --reload

到這邊，管理節點已運作，再開一個以管理員權限執行的終端機（命令提示字元）跑：

cd C:\mysql\bin
ndb_mgm

這個是與管理節點互動的工具，稍後可以打 ALL STATUS 與 SHOW 查看各節點狀態。

步驟三：配置 SQL_NODE_1、SQL_NODE_2 節點

接著我們同時連入 SQL_NODE_1 及 SQL_NODE_2，這兩個要做的事情是完全一樣的，因此就一起做沒問題！先開檔案總管來到 C:\mysql，接著建立一個 my.ini 並寫入：

[mysqld]
# Options for mysqld process:
ndbcluster # run NDB storage engine
ndb-connectstring=192.168.1.131 # location of management server

[mysql_cluster]
# Options for data node process:
ndb-connectstring=192.168.1.131 # location of management server

接著以管理員權限執行終端機（命令提示字元）跑：

cd C:\mysql\bin
mysqld --initialize-insecure

這邊將初始化 SQL 節點，資料將被清空，請謹慎使用！這個指令會建立一個空資料庫，root 預設無密碼，完成後可以確認 C:\mysql\data 路徑是否有包含資料了！這指令僅首次需要執行，未來只要執行後續的指令以啟動資料節點及 SQL 節點。

以管理員權限執行終端機（命令提示字元）跑以下指令啟動資料節點：

ndbd

※ 注意！到這邊先暫緩，可以連到 NDB_MGMD 去看 ndb_mgm 的畫面是否有對應節點已啟動的訊息（也可以用 ALL STATUS 指令確認），有再往後做。

以管理員權限執行終端機（命令提示字元）跑以下指令啟動 SQL 節點：

mysqld --console

--console 是為了可以在終端機（命令提示字元）查看相關資訊，未來可不必加直接執行 SQL 節點。

步驟四：用 ndb_mgm 工具確認所有節點正常運行

連入 NDB_MGMD，查看剛剛的 ndb_mgm 工具，輸入 SHOW，將跑出以下資訊：

Cluster Configuration
---------------------
[ndbd(NDB)] 2 node(s)
id=4 @192.168.1.133 (mysql-8.0.36 ndb-8.0.36, Nodegroup: 0, *)
id=5 @192.168.1.134 (mysql-8.0.36 ndb-8.0.36, Nodegroup: 0)

[ndb_mgmd(MGM)] 1 node(s)
id=1 @192.168.1.131 (mysql-8.0.36 ndb-8.0.36)

[mysqld(API)] 2 node(s)
id=2 @192.168.1.133 (mysql-8.0.36 ndb-8.0.36)
id=3 @192.168.1.134 (mysql-8.0.36 ndb-8.0.36)

這樣就是所有節點都已經正常運作！

步驟五：NDB_MGMD 上安裝 MySQL Router

MySQL Router 我這邊選擇安裝在 NDB_MGMD 上，請先到官方網站下載：https://dev.mysql.com/downloads/router/

這邊是有完整安裝檔的，不需要自行解壓縮了！

▲ 我選擇 8.0.36 版本，請選擇 Windows (x86, 64-bit), MSI Installer 的下載點。

安裝完後執行檔路徑會在 C:\Program Files\MySQL\MySQL Router 8.0\bin，若有需要可以將這個路徑加入環境變數，未來使用 mysqlrouter 工具時會更加方便，不用在 cd。

接著我在 C: 下開了 myrouter 資料夾，並在當中新建了 mysqlrouter.conf 並寫入：

[DEFAULT]
name=router
user=mysql_router
keyring_path=C:\myrouter\keyring

[routing:basic_failover]
bind_address=0.0.0.0
bind_port=7000
destinations=192.168.1.133:3306,192.168.1.134:3306
mode=read-write
protocol=classic

接著以管理員權限執行終端機（命令提示字元）跑以下指令啟動 MySQL Router：

cd C:\Program Files\MySQL\MySQL Router 8.0\bin
mysqlrouter --config=C:/myrouter/mysqlrouter.conf

這樣就啟動 MySQL Router 了！

步驟六：使用客戶端測試資料庫

這邊我使用 phpmyadmin 來做測試連線。請務必注意！正式環境 root 請一定要設定密碼，我目前是無密碼可直接登入！另外請確保資料表皆以 ndbcluster 為引擎新建，這樣才會同步於各個節點！

▲ 我先以兩個不同的 phpmyadmin 連了 192.168.1.133:3306 跟 192.168.1.134:3306，一邊加資料，另一邊也會同步，這樣就成功了！接著再開一個 phpmyadmin 連 192.168.1.131:7000，接著 MySQL Router 自動幫我分配到 192.168.1.133:3306，所有資料都能看到，太棒了！