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MariaDB Helm 部署（Kubernetes） ​

使用 Bitnami Helm Chart 在 Kubernetes 上部署 MariaDB，涵蓋 Standalone 與 Galera 多 Master 同步兩種架構。

概述 ​

MariaDB 是廣泛使用的開源關聯式資料庫，為 MySQL 的社群分支。在 Kubernetes 環境中，透過 Bitnami 提供的 Helm Chart 可以快速部署 MariaDB，支援兩種主要架構模式：Standalone（單節點）與 Galera Cluster（多 Master 同步寫入）。

Standalone 模式適合開發環境或讀寫負載較低的場景，部署簡單、資源消耗低。Galera Cluster 則透過 Galera 同步複製協定（wsrep）實現多節點同步寫入，適合需要高可用性的生產環境，但在節點故障與叢集重建方面需要更多維運經驗。

本文記錄了在 K8S（地端）與 AKS（Azure）兩種環境下的完整部署歷程，包含 TLS 憑證設定、Galera 叢集故障修復、性能調優等實戰經驗。

核心內容 ​

Standalone vs. Galera 架構選擇 ​

Standalone 使用 bitnami/mariadb Chart，部署單一 Primary 節點，透過 NodePort 對外暴露服務。適合非關鍵業務或開發測試環境，優點是部署與升級流程簡單，不需處理叢集同步問題。

Galera Cluster 使用 bitnami/mariadb-galera Chart，部署多個對等節點（每個節點均可讀寫）。生產環境建議至少 3 個副本以避免腦裂（split-brain）。Galera 的同步複製機制確保所有節點資料一致，但當節點故障時，叢集重建流程較為複雜，可能需要手動指定 bootstrap 節點或透過 VolumeSnapshot 還原 PVC。

TLS 憑證設定 ​

Galera Chart 支援兩種 TLS 設定方式：

  1. 自動產生憑證：設定 tls.autoGenerated=true，Helm 自動產生自簽憑證，適合內部環境快速啟用加密。
  2. 使用自帶憑證：先將企業憑證建立為 Kubernetes Secret，再透過 tls.certificatesSecret 指定。適合需要使用正式憑證的環境。

實戰經驗： AKS 環境曾因 TLS 憑證相關錯誤導致 Pod 無法恢復，最終決定移除 TLS 重新架設。若加密需求不高，可考慮在應用層處理加密，簡化資料庫層的維運複雜度。

Galera 叢集故障修復與重建 ​

Galera 叢集在節點故障時，可能需要以下修復策略：

  1. 單節點緊急運作：將 replicaCount 設為 1，搭配 persistence.existingClaim 掛載存活節點的 PVC，先恢復服務。
  2. 強制 Bootstrap：使用 galera.bootstrap.forceBootstrap=true 與 galera.bootstrap.bootstrapFromNode 指定從特定節點啟動叢集。
  3. VolumeSnapshot 重建：將所有 Pod 停止後，從存活的 PVC 建立 VolumeSnapshot，還原至其他 PVC，再重新安裝 Helm Chart。

InnoDB 性能調優 ​

針對高負載場景，可透過 extraFlags 傳入 InnoDB 參數進行調優。關鍵調優方向包括：

  • Buffer Pool：innodb-buffer-pool-size 設為可用記憶體的 60-70%
  • I/O 能力：調高 innodb-io-capacity 與 I/O 執行緒數
  • 連線管理：增加 max-connections 與 thread-cache-size
  • 查詢監控：啟用 slow-query-log 並設定合理的 long-query-time
  • Query Cache：在高並發寫入場景下建議關閉（query-cache-type=0）

關鍵要點 ​

  • Standalone 用 bitnami/mariadb，Galera 用 bitnami/mariadb-galera，兩者為不同的 Helm Chart
  • Galera 生產環境建議 3 副本；緊急時可降為 1 副本維持服務，但需注意後續重建流程
  • TLS 在 Galera 環境下可能增加故障排除難度，需權衡安全性與維運成本
  • Helm Upgrade 時務必傳入現有密碼（從 Secret 取得），否則會被重設
  • AKS 環境使用 managed-premium StorageClass，K8S 地端使用 nfs-client

實際應用 ​

本部署方案用於支撐企業內部多個業務系統的關聯式資料庫需求。Standalone 部署於地端 K8S 叢集供開發測試使用，Galera 部署於 AKS 供生產環境使用。透過 Azure Internal LoadBalancer 對內網暴露服務，搭配 Prometheus Exporter 部署模式 可實現資料庫監控。

部署設定參考 ​

以下為實際部署時使用的完整設定，供日後查詢與複製使用。

環境參數 ​

項目K8S StandaloneAKS Galera（最新）
Helm Chartbitnami/mariadb 18.2.5bitnami/mariadb-galera 13.2.6
Image預設bitnamilegacy/mariadb-galera:12.0.2
StorageClassnfs-clientmanaged-premium
PVC 容量100Gi依 PVC 擴容
副本數11（曾為 3）
CPU Request—3
Memory Request—12Gi
Service 類型NodePort (30306)ClusterIP + Internal LB
Internal LB IP—10.30.196.60

Standalone 安裝指令（K8S） ​

bash
helm install k8s-mariadb bitnami/mariadb \
  --version 18.2.5 \
  --namespace mariadb \
  --set global.storageClass="nfs-client" \
  --set primary.persistence.size=100Gi \
  --set primary.service.nodePorts.mysql="30306" \
  --set auth.rootPassword="MA245BKzW" \
  --set primary.service.type="NodePort"

Galera 安裝指令 — 自動產生憑證（K8S） ​

bash
helm install k8s-mariadb-galera bitnami/mariadb-galera \
  --namespace mariadb \
  --set global.storageClass="nfs-client" \
  --set service.type="NodePort" \
  --set service.nodePorts.mysql=30306 \
  --set persistence.size=50Gi \
  --set rootUser.password="MA245BKzW" \
  --set tls.enabled="true" \
  --set tls.autoGenerated="true" \
  --set replicaCount=2 \
  --set resourcesPreset="2xlarge"

Galera 安裝指令 — 使用自帶憑證（K8S） ​

bash
# 建立憑證 Secret
kubectl create secret generic certificates-tls-secret \
  --from-file=./wiwynn2023.crt \
  --from-file=./wiwynn2023.key \
  --from-file=./ca.crt \
  -n mariadb

# 安裝 Helm Chart
helm install k8s-mariadb-galera bitnami/mariadb-galera \
  --namespace mariadb \
  --set global.storageClass="nfs-client" \
  --set service.type="NodePort" \
  --set service.nodePorts.mysql=30306 \
  --set persistence.size=50Gi \
  --set rootUser.password="MA245BKzW" \
  --set tls.enabled="true" \
  --set tls.certificatesSecret="certificates-tls-secret" \
  --set tls.certFilename="wiwynn2023.crt" \
  --set tls.certKeyFilename="wiwynn2023.key" \
  --set tls.certCAFilename="ca.crt" \
  --set replicaCount=3 \
  --set resourcesPreset="2xlarge"

AKS Galera — 性能最佳化版（最新設定） ​

bash
helm upgrade aks-mariadb-galera bitnami/mariadb-galera \
  --namespace mariadb \
  --set global.storageClass="managed-premium" \
  --set service.type="ClusterIP" \
  --set rootUser.password="MA245BKzW" \
  --set galera.mariabackup.password="B1E85EpkdT" \
  --set replicaCount=1 \
  --set resources.requests.cpu=3 \
  --set resources.requests.memory=12Gi \
  --set image.repository="bitnamilegacy/mariadb-galera" \
  --set image.tag=12.0.2 \
  --set extraFlags="--innodb-buffer-pool-size=8G \
    --innodb-log-file-size=512M \
    --innodb-log-buffer-size=64M \
    --innodb-io-capacity=2000 \
    --innodb-io-capacity-max=4000 \
    --innodb-read-io-threads=8 \
    --innodb-write-io-threads=8 \
    --innodb-flush-neighbors=0 \
    --innodb-lru-scan-depth=2048 \
    --max-connections=500 \
    --thread-cache-size=100 \
    --tmp-table-size=64M \
    --max-heap-table-size=64M \
    --read-rnd-buffer-size=4M \
    --query-cache-type=0 \
    --query-cache-size=0 \
    --slow-query-log=1 \
    --long-query-time=2 \
    --sync-binlog=1 \
    --binlog-cache-size=1M \
    --max-allowed-packet=64M \
    --performance-schema=ON \
    --log-queries-not-using-indexes=OFF" \
  --wait

AKS LoadBalancer Service ​

yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: aks-mariadb-galera-loadbalancer
  namespace: mariadb
  annotations:
    service.beta.kubernetes.io/azure-load-balancer-internal: "true"
    service.beta.kubernetes.io/azure-load-balancer-ipv4: 10.30.196.60
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app.kubernetes.io/instance: aks-mariadb-galera
    app.kubernetes.io/name: mariadb-galera
  ports:
    - name: mariadb
      protocol: TCP
      port: 3306
      targetPort: 3306

AKS 部署參數演進摘要 ​

日期事件ReplicasCPUMemory備註
2024/07/03初始安裝32xlarge preset2xlarge preset含 TLS 憑證
2024/08/06重新架設32xlarge preset2xlarge preset移除 TLS
2025/07/21緊急修復128Gi單節點運作，使用 existingClaim
2025/08/25重建 Cluster328GiVolumeSnapshot 還原 PVC
2025/10/06切換 Image1312Gibitnamilegacy/mariadb-galera:12.0.2
2025/10/28性能最佳化1312GiInnoDB 參數調優、Slow Query Log

連線資訊 ​

項目K8S StandaloneK8S / AKS Galera
叢集內 DNSk8s-mariadb.mariadb.svc.cluster.local:3306k8s-mariadb-galera.mariadb.svc.cluster.local:3306
帳號rootroot
對外存取NodePort 30306AKS Internal LB 10.30.196.60:3306

操作指令 ​

取得 Standalone 密碼：

bash
kubectl get secret --namespace mariadb k8s-mariadb \
  -o jsonpath="{.data.mariadb-root-password}" | base64 -d

取得 Galera 密碼：

bash
echo "$(kubectl get secret --namespace mariadb k8s-mariadb-galera \
  -o jsonpath="{.data.mariadb-root-password}" | base64 -d)"

Standalone 叢集內連線測試：

bash
kubectl run k8s-mariadb-client --rm --tty -i --restart='Never' \
  --image docker.io/bitnami/mariadb:11.3.2-debian-12-r8 \
  --namespace mariadb \
  --command -- sleep infinity

mysql -h k8s-mariadb.mariadb.svc.cluster.local -uroot -p my_database

Galera Helm Upgrade（需帶入現有密碼）：

bash
helm upgrade --namespace mariadb k8s-mariadb-galera \
  oci://registry-1.docker.io/bitnamicharts/mariadb-galera \
  --set rootUser.password=$(kubectl get secret --namespace mariadb k8s-mariadb-galera \
    -o jsonpath="{.data.mariadb-root-password}" | base64 -d) \
  --set db.name=my_database \
  --set galera.mariabackup.password=$(kubectl get secret --namespace mariadb k8s-mariadb-galera \
    -o jsonpath="{.data.mariadb-galera-mariabackup-password}" | base64 -d)

Galera 緊急修復 — 強制 Bootstrap：

bash
  --set podManagementPolicy=Parallel \
  --set galera.bootstrap.forceBootstrap=true \
  --set galera.bootstrap.bootstrapFromNode=1 \
  --set galera.bootstrap.forceSafeToBootstrap=true

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來源 ​