MySQL之MHA高可用配置及故障切换——超详细的理论+实验！

一、案例知识点

1.1、什么是MHA

• 日本DeNA公司 youshimaton（现就职于 Facebook公司）开发
• 一套优秀的作为MySQL高可用性环境下故障切换和主从提升的高可用软件
• 支持故障切换
• 在MySQL故障切换过程中，MHA能做到在0~30秒之内自动完成数据库的故障切换操作，并且在进行故障切换的过程中，MHA能在最大程度上保证数据的一致性，以达到真正意义上的高可用
• MHA还提供在线主库切换的功能，能够安全地切换当前运行的主库到一个新的主库中(通过将从库提升为主库),大概0.5-2秒内即可完成

1.2、MHA的组成

• MHA Manager (管理节点)
• MHA Node (数据节点)
• 注意：Manager承载在Node上，需要先装Node

1.3、为什么使用MHA？

• 传统mysql主从架构存在单点故障的问题

• 传统架构中，只有一个mysql主服务器，所以当出现单点故障的时候，整个服务器群集就会瘫痪掉
• 为了解决这种情况，我们需要在主服务器宕机的时候，重新建立一台主服务器，负责监控等工作

        当我们做MySQL的读写分离与主从复制时，一台主服务器下面连着多台从服务器，如果当主服务器挂掉之后，就会出现单点故障的问题，所以我们需要用到 MHA 高可用的故障切换。

1.4、MHA特点

• 自动故障切换过程中，MHA试图从宕机的主服务器上保存二进制日志，最大程度的保证数据不丢失
• 使用半同步复制，可以大大降低数据丢失的风险
• 目前MHA支持一主多从架构，最少三台服务，即一主两从

二、MHA案例

2.1、实验拓扑

2.2、实验环境

主机	IP地址	操作系统
mysql1（主）	20.0.0.23	centos-7.6-x86_64
mysql2（从/主备）	20.0.0.24	centos-7.6-x86_64
mysql3（从）	20.0.0.25	centos-7.6-x86_64
Manger	20.0.0.22	centos-7.6-x86_64

2.3、实验目的

• 通过MHA监控MySQL数据库，在故障时自动进行切换，不影响业务
• 当主库失效时，备选数据库库自动成为主库

2.4、实验过程

注意

因为操作系统是centos7，所以要下载MHA 0.57版本，MHA对于版本要求很高！

2.4.1、安装 MySQL 数据库

三台数据库服务器需要先安装MySQL数据库，如果不会安装可以看一下我之前的博客
博客地址：安装数据库博客地址

2.4.2、配置 MySQL的主从复制

1. 安装完数据库之后做网络

mysql 1：

[root@mysql1 ~]# vi /etc/hosts  ## 添加下面三句话
20.0.0.23 mysql1
20.0.0.24 mysql2
20.0.0.25 mysql3
==》》 wq

mysql 2：

[root@mysql2 ~]# vi /etc/hosts  ## 添加下面三句话
20.0.0.23 mysql1
20.0.0.24 mysql2
20.0.0.25 mysql3
==》》 wq

mysql 3：

[root@mysql3 ~]# vi /etc/hosts  ## 添加下面三句话
20.0.0.23 mysql1
20.0.0.24 mysql2
20.0.0.25 mysql3
==》》 wq

2. 每台数据库都进行 ping 测试一下

[root@mysql2 ~]# ping mysql1
PING mysql1 (20.0.0.23) 56(84) bytes of data.
64 bytes from mysql1 (20.0.0.23): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.293 ms
64 bytes from mysql1 (20.0.0.23): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.383 ms

[root@mysql1 cmake-2.8.6]# ping mysql2
PING mysql2 (20.0.0.24) 56(84) bytes of data.
64 bytes from mysql2 (20.0.0.24): icmp_seq=1 ttl=64 time=1.17 ms
64 bytes from mysql2 (20.0.0.24): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.392 ms

[root@mysql1 cmake-2.8.6]# ping mysql3
PING mysql3 (20.0.0.25) 56(84) bytes of data.
64 bytes from mysql3 (20.0.0.25): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.317 ms
64 bytes from mysql3 (20.0.0.25): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.338 ms 

3. 修改 Master 的主配置文件/etc/my.cnf 文件，三台服务器的 server-id 不能一样

mysql 1：

[root@Mysql1 ~]# cat /etc/my.cnf
#default-character-set=utf8  ## 这句话注释掉，不然健康检查过不去
[mysqld]
server-id = 1
log_bin = master-bin
log-slave-updates = true  ## 允许从服务器同步
==》》wq
[root@mysql1 ~]# systemctl restart mysqld

mysql 2：

配置从服务器1：
在/etc/my.cnf 中修改或者增加下面内容。
[root@Mysql2 ~]# vim /etc/my.cnf
#default-character-set=utf8  ## 这句话注释掉，不然健康检查过不去
server-id = 2 
log_bin = master-bin
relay-log = relay-log-bin 
relay-log-index = slave-relay-bin.index 
==》》wq
[root@mysql1 ~]# systemctl restart mysqld

mysql 3：

配置从服务器2：
在/etc/my.cnf 中修改或者增加下面内容。
[root@Mysql2 ~]# vim /etc/my.cnf
#default-character-set=utf8  ## 这句话注释掉，不然健康检查过不去
server-id = 3 
log_bin = master-bin
relay-log = relay-log-bin 
relay-log-index = slave-relay-bin.index 
==》》wq
[root@mysql1 ~]# systemctl restart mysqld

4. Mysql1、Mysql2、Mysql3 分别做两个软链接

[root@Mysql1 ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql /usr/sbin/     ## 不建立软链接，系统识别不了，健康检查会报错
[root@Mysql1 ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog /usr/sbin/

5. 配置 MySQL 一主两从

① MySQL 主从配置相对比较简单。需要注意的是授权。步骤如下：

在所有数据库节点上授权两个用户，一个是从库同步使用，另外一个是 manager 使用。
mysql> grant replication slave on *.* to 'myslave'@'20.0.0.%' identified by '123';    ## 主从复制授权
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'20.0.0.%' identified by 'manager';        ## 三个数据库可以被manger所管理
mysql> flush privileges;

② 在 Mysql1 主机上查看二进制文件和同步点

mysql> show master status;
+-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File              | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| master-bin.000001 |     895 |              |                  |                   |
+-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+

③ 接下来在 Mysql2 和 Mysql3 分别执行同步。

mysql> change master to master_host='20.0.0.23',master_user='myslave',master_password='123',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=895; 
mysql> start slave;

④ 查看 IO 和 SQL 线程都是 yes 代表同步是否正常。

分别在mysql 2 和 mysql 3 查看

mysql> show slave status\G;
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

⑤ 必须设置两个从库为只读模式：

mysql> set global read_only=1;
mysql> flush privileges;

2.4.3、安装 MHA 软件

1. 创建现网源（如果当时YUM仓库安装的是本地源的话，必须要创建现网源）

[root@mysql1 ~]# cd /etc/yum.repos.d/  
[root@mysql1 yum.repos.d]# mv backup/CentOS-Base.repo ./
[root@mysql1 yum.repos.d]# ll
total 8
drwxr-xr-x. 2 root root  163 Oct 21 02:21 backup
-rw-r--r--. 1 root root 1664 Nov 23  2018 CentOS-Base.repo
-rw-r--r--. 1 root root  116 Sep 13 21:35 local.repo
[root@mysql1 yum.repos.d]# yum clean all
[root@mysql1 yum.repos.d]# yum makecache

2. 所有4台服务器上都安装 MHA 依赖的环境，首先安装 epel 源。

[root@MHA-manager ~]# yum install epel-release --nogpgcheck -y
yum install -y perl-DBD-MySQL \
perl-Config-Tiny \
perl-Log-Dispatch \
perl-Parallel-ForkManager \
perl-ExtUtils-CBuilder \
perl-ExtUtils-MakeMaker \
perl-CPAN

3. MHA 软件包对于每个操作系统版本不一样，这里 CentOS7.4 必须选择 0.57 版本，
   在<注意：所有服务器>上必须先安装 node 组件，最后在 MHA-manager 节点上安装 manager 组件，
   因为 manager 依赖 node 组件，下面都是在 Mysql1 上操作演示安装 node 组件。

[root@Mysql1 ~]# tar zxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gz
[root@Mysql1 ~]# cd mha4mysql-node-0.57
[root@mysql1 mha4mysql-node-0.57]# ls
AUTHORS  COPYING  inc  Makefile.PL  META.yml  rpm
bin      debian   lib  MANIFEST     README    t

[root@Mysql1 mha4mysql-node-0.57]# perl Makefile.PL
[root@Mysql1 mha4mysql-node-0.57]# make && make install

4. 在 MHA-manager 上安装 manager 组件（！注意：一定要先安装node 组件才能安装manager 组件）

[root@MHA-manager ~]# tar zxvf mha4MHA-manager-0.57.tar.gz 
[root@MHA-manager ~]# cd mha4MHA-manager-0.57

[root@localhost mha4mysql-manager-0.57]# ls
AUTHORS  COPYING  inc  Makefile.PL  META.yml  rpm      t
bin      debian   lib  MANIFEST     README    samples  tests

[root@MHA-manager mha4MHA-manager-0.57]# perl Makefile.PL
[root@MHA-manager mha4MHA-manager-0.57]# make && make install

5. 配置无密码认证

 1. 在 manager 上配置到所有数据库节点的无密码认证
[root@MHA-manager ~]# ssh-keygen -t rsa          //一路按回车键
[root@MHA-manager ~]# ssh-copy-id 20.0.0.23   ## 按yes，然后输入 root 密码
[root@MHA-manager ~]# ssh-copy-id 20.0.0.24
[root@MHA-manager ~]# ssh-copy-id 20.0.0.25

 2. 在 Mysql1 上配置到数据库节点Mysql2和Mysql3的无密码认证
[root@Mysql1 ~]# ssh-keygen -t rsa          //一路按回车键
[root@Mysql1 ~]# ssh-copy-id 20.0.0.24   ## 按yes，然后输入 root 密码
[root@Mysql1 ~]# ssh-copy-id 20.0.0.25

 3. 在 Mysql2 上配置到数据库节点Mysql1和Mysql3的无密码认证
[root@Mysql2 ~]# ssh-keygen -t rsa          //一路按回车键
[root@Mysql2 ~]# ssh-copy-id 20.0.0.23   ## 按yes，然后输入 root 密码
[root@Mysql2 ~]# ssh-copy-id 20.0.0.25

 4. 在 Mysql3 上配置到数据库节点Mysql1和Mysql2的无密码认证
[root@Mysql3 ~]# ssh-keygen -t rsa          //一路按回车键
[root@Mysql3 ~]# ssh-copy-id 20.0.0.23   ## 按yes，然后输入 root 密码
[root@Mysql3 ~]# ssh-copy-id 20.0.0.24

6. 配置 MHA

• 在 manager 节点上复制相关脚本到/usr/local/bin 目录。

[root@MHA-manager ~]# cp -ra /root/mha4mysql-manager-0.57/samples/scripts /usr/local/bin
//拷贝后会有四个执行文件

[root@atlas ~]# ll /usr/local/bin/scripts/
总用量 32
-rwxr-xr-x 1 mysql mysql 3648 5 月 31 2015 master_ip_failover  #自动切换时 VIP 管理的脚本
-rwxr-xr-x 1 mysql mysql 9872 5 月 25 09:07 master_ip_online_change #在线切换时 vip 的管理
-rwxr-xr-x 1 mysql mysql 11867 5 月 31 2015 power_manager #故障发生后关闭主机的脚本
-rwxr-xr-x 1 mysql mysql 1360 5 月 31 2015 send_report #因故障切换后发送报警的脚本

• 复制上述的自动切换时 VIP 管理的脚本到/usr/local/bin 目录，这里使用脚本管理 VIP，

[root@MHA-manager ~]# cp /usr/local/bin/scripts/master_ip_failover /usr/local/bin

• 修改内容如下：（删除原有内容，直接复制）

[root@MHA-manager ~]#vim /usr/local/bin/master_ip_failover

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings FATAL => 'all';

use Getopt::Long;

my (
$command, $ssh_user, $orig_master_host, $orig_master_ip,
$orig_master_port, $new_master_host, $new_master_ip, $new_master_port
);
#############################添加内容部分#########################################
my $vip = '192.168.195.200';
my $brdc = '192.168.195.255';
my $ifdev = 'ens33';
my $key = '1';
my $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key $vip";
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key down";
my $exit_code = 0;
##################################################################################
GetOptions(
'command=s' => \$command,
'ssh_user=s' => \$ssh_user,
'orig_master_host=s' => \$orig_master_host,
'orig_master_ip=s' => \$orig_master_ip,
'orig_master_port=i' => \$orig_master_port,
'new_master_host=s' => \$new_master_host,
'new_master_ip=s' => \$new_master_ip,
'new_master_port=i' => \$new_master_port,
);

exit &main();

sub main {
    
    

print "\n\nIN SCRIPT TEST====$ssh_stop_vip==$ssh_start_vip===\n\n";

if ( $command eq "stop" || $command eq "stopssh" ) {
    
    

my $exit_code = 1;
eval {
    
    
print "Disabling the VIP on old master: $orig_master_host \n";
&stop_vip();
$exit_code = 0;
};
if ($@) {
    
    
warn "Got Error: $@\n";
exit $exit_code;
}
exit $exit_code;
}
elsif ( $command eq "start" ) {
    
    

my $exit_code = 10;
eval {
    
    
print "Enabling the VIP - $vip on the new master - $new_master_host \n";
&start_vip();
$exit_code = 0;
};
if ($@) {
    
    
warn $@;
exit $exit_code;
}
exit $exit_code;
}
elsif ( $command eq "status" ) {
    
    
print "Checking the Status of the script.. OK \n";
exit 0;
}
else {
    
    
&usage();
exit 1;
}
}
sub start_vip() {
    
    
`ssh $ssh_user\@$new_master_host \" $ssh_start_vip \"`;
}
# A simple system call that disable the VIP on the old_master
sub stop_vip() {
    
    
`ssh $ssh_user\@$orig_master_host \" $ssh_stop_vip \"`;
}

sub usage {
    
    
print
"Usage: master_ip_failover --command=start|stop|stopssh|status --orig_master_host=host --orig_master_ip=ip --orig_master_port=port --new_master_host=host --new_master_ip=ip --new_master_port=port\n";
}

①、：% s/^#//  把全文的开头的#号删除
②、  第一行开头加上#号   #!/usr/bin/env perl
③、my $vip = '20.0.0.200';     ## 漂移地址，改成自己网段的IP
       my $brdc = '20.0.0.255';   ## 改成自己网段

• 创建 MHA 软件目录并拷贝配置文件

[root@MHA-manager ~]# mkdir /etc/masterha
[root@MHA-manager ~]# cp /root/mha4mysql-manager-0.57/samples/conf/app1.cnf /etc/masterha/

[root@MHA-manager ~]# vim /etc/masterha/app1.cnf

[server default]
manager_log=/var/log/masterha/app1/manager.log
manager_workdir=/var/log/masterha/app1
master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data
master_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failover
master_ip_online_change_script=/usr/local/bin/master_ip_online_change
password=manager
ping_interval=1
remote_workdir=/tmp
repl_password=123
repl_user=myslave
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 20.0.0.24 -s 20.0.0.25
shutdown_script=""
ssh_user=root
user=mha

[server1]
hostname=20.0.0.23
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=20.0.0.24
port=3306

[server3]
hostname=20.0.0.25
port=3306

7. 测试 ssh 无密码认证，如果正常最后会输出 successfully，如下所示。

[root@MHA-manager ~]# masterha_check_ssh -conf=/etc/masterha/app1.cnf

Tue Nov 26 23:09:46 2019 - [debug]  Connecting via SSH from [email protected](192.168.195.131:22) to [email protected](192.168.195.130:22)..
Tue Nov 26 23:09:47 2019 - [debug]   ok.
Tue Nov 26 23:09:47 2019 - [info] All SSH connection tests passed successfully.

8. 测试健康状态

root@MHA-manager ~]# masterha_check_repl -conf=/etc/masterha/app1.cnf   ## 测试健康状态

Checking the Status of the script.. OK 
Tue Nov 26 23:10:29 2019 - [info]  OK.
Tue Nov 26 23:10:29 2019 - [warning] shutdown_script is not defined.
Tue Nov 26 23:10:29 2019 - [info] Got exit code 0 (Not master dead).

MySQL Replication Health is OK.

• 注意：第一次配置需要去主服务器master上手动开启虚拟IP

[root@Mysql1 ~]# /sbin/ifconfig ens33:1 20.0.0.200/24
[root@Mysql1 ~]# ifconfig 查看一下
如果是最小化安装需要先安装网络组件
[root@mysql1 ~]# yum -y install net-tools
[root@Mysql1 ~]# ifconfig
ens33:1: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 20.0.0.200  netmask 255.0.0.0  broadcast 20.255.255.255
        ether 00:0c:29:a4:3e:ec  txqueuelen 1000  (Ethernet)

9. 启动 MHA，在manager服务器上

[root@MHA-manager ~]# nohup masterha_manager --conf=/etc/masterha/app1.cnf --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover < /dev/null > /var/log/masterha/app1/manager.log 2>&1 &
[1] 129929

[root@localhost ~]# jobs  ## 查看后台运行的任务
[1]+  Running                 nohup masterha_manager --conf=/etc/masterha/app1.cnf --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover < /dev/null > /var/log/masterha/app1/manager.log 2>&1 &

10. 查看 MHA 状态，可以看到当前的 master 是 Mysql1 节点

[root@MHA-manager ~]# masterha_check_status --conf=/etc/masterha/app1.cnf
app1 (pid:32493) is running(0:PING_OK), master:20.0.0.23  ## master是20.0.0.23，对的

11. 查看 MHA 日志，也以看到当前的 master 是 20.0.0.23

[root@MHA-manager ~]# cat /var/log/masterha/app1/manager.log

Tue Nov 26 23:12:30 2019 - [info] Checking master_ip_failover_script status:
Tue Nov 26 23:12:30 2019 - [info]   /usr/local/bin/master_ip_failover --command=status --ssh_user=root --orig_master_host=20.0.0.23 --orig_master_ip=20.0.0.23 --orig_master_port=3306 

2.5、验证

• 我们先把主数据库给关闭，查看漂移地址是否漂移

[root@MHA-manager ~]#tailf /var/log/masterha/app1/manager.log     ## 启用监控观察日志记录
[root@mysql1 ~]# systemctl stop mysqld  ## 关闭主数据库mysql1上的数据库

• 现在我们去Manger查看日志，查看漂移地址是否漂移成功

我们可以在日志里面看到漂移地址已经成功
20.0.0.25(20.0.0.25:3306): OK: Applying all logs succeeded. Slave started, replicating from 20.0.0.24(20.0.0.24:3306)

我们现在去mysql2查看一下网卡配置信息，漂移地址已经漂移成功！
[root@mysql2 ~]# ifconfig
ens33:1: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 20.0.0.200  netmask 255.0.0.0  broadcast 20.255.255.255
        ether 00:0c:29:a4:3e:ec  txqueuelen 1000  (Ethernet)

再查看一下mysql 1的网卡配置信息
[root@mysql2 ~]# ifconfig
已经没有 ens33:1 虚拟接口信息