1.高可用和灾备方案概览

高可用方案的评价以组件能正常对外提供服务为主，而灾备方案的评价以数据稳定同步和恢复时间尽量短为主，其他的还要求方案实现起来较简单，后期运维服务压力较小等。

当下业界比较流行的 mysql高可用灾备方案是主从复制和 galera，这里先对所有的方案进行简要介绍，然后详细介绍 基于主从复制这一种方案。

1.1 主从复制

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使用双节点数据库，搭建单向或者双向的半同步复制（semi sync replication）。在 5.7以后的版本中，由于 lossless replication、logical多线程复制等一些列新特性的引入，使得 mysql原生半同步复制更加可靠。

优点：

架构比较简单，使用原生半同步复制作为数据同步的依据
双节点，没有主机宕机后的选主问题，直接切换即可
双节点，需求资源少，部署简单

缺点：

完全依赖于半同步复制，如果半同步复制退化为异步复制，数据一致性无法得到保证
需要额外考虑 haproxy、keepalived的高可用机制

1.2 MHA

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MHA Manager会定时探测集群中的 master节点，当 master出现故障时，它可以自动将最新数据的 slave提升为新的 master，然后将所有其他的 slave重新指向新的 master，整个故障转移过程对应用程序完全透明。

优点：

可以进行故障的自动检测和转移;
可扩展性较好，可以根据需要扩展 mysql的节点数量和结构;
相比于双节点的 mysql复制，三节点/多节点的 mysql发生不可用的概率更低

缺点：

至少需要三节点，相对于双节点需要更多的资源;
逻辑较为复杂，发生故障后排查问题，定位问题更加困难;
数据一致性仍然靠原生半同步复制保证，仍然存在数据不一致的风险;
可能因为网络分区发生脑裂现象;

1.3 共享存储

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SAN的概念是允许存储设备和处理器（服务器）之间建立直接的高速网络（与 LAN相比）连接，通过这种连接实现数据的集中式存储。

使用共享存储时，mysql服务器能够正常挂载文件系统并操作，如果主库发生宕机，备库可以挂载相同的文件系统，保证主库和备库使用相同的数据。

优点：

两节点即可，部署简单，切换逻辑简单；
很好的保证数据的强一致性；
不会因为 mysql的逻辑错误发生数据不一致的情况；

缺点：

需要考虑共享存储的高可用；
价格昂贵；

1.4 Galera

在这里插入图片描述

基于 Galera的 mysql高可用集群，是多主数据同步的 mysql集群解决方案，使用简单，没有单点故障，可用性高。

优点：

多主写入，无延迟复制，能保证数据强一致性；
有成熟的社区，有互联网公司在大规模的使用；
自动故障转移，自动添加、剔除节点；

缺点：

需要为原生 mysql节点打 wsrep补丁
只支持 innodb储存引擎
至少三节点；

1.5 Paxos

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Paxos 算法解决的问题是一个分布式系统如何就某个值（决议）达成一致。这个算法被认为是同类算法中最有效的。Paxos与 mysql相结合可以实现在分布式的 mysql数据的强一致性。

优点：

多主写入，无延迟复制，能保证数据强一致性；
有成熟理论基础；
自动故障转移，自动添加、剔除节点；

缺点：

只支持 innodb储存引擎
至少三节点；

上面 5种方案只是介绍了其实现思路，并未描述实现细节，其中共享存储这种方案只适合用于做高可用，用于灾备不太合适。

下面将会详细介绍比较流行的主从复制方案的实现细节，所有步骤均在笔者的环境中验证通过，可以直接使用。

2.基于主从复制的高可用灾备方案

网上如何安装 mysql的文章非常多，这里就不做介绍了。

本方案选用的 mysq-5.7.36+ Keepalived-1.3.5。

方案架构如下（默认这两台服务器上都已安装了 mysql）：

主库1：192.168.5.21
主库2：192.168.5.22

2.1 搭建 MySQL双主备份环境

第1步，修改主1（192.168.5.21）的 my.cnf文件

vim /etc/my.cnf

# 内容如下
[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
symbolic-links=0
log-error=/var/log/mysqld.log
pid-file=/var/run/mysqld/mysqld.pid

# 配置server-id 每个MySQL实例的server-id都不能相同
server-id=1
# MySQL的日志文件的名字
log-bin=mysql_master
# 作为从库时 更新操作是否写入日志 on：写入  其他数据库以此数据库做主库时才能进行同步
log-slave-updates=on

# MySQL系统库的数据不需要同步 我们这里写了3个  更加保险
# 同步数据时忽略一下数据库 但是必须在使用use db的情况下才会忽略；如果没有使用use db 比如create user  数据还是会同步的
replicate-ignore-db=information_schema
replicate-ignore-db=mysql
replicate-ignore-db=performance_schema
replicate-ignore-db=sys
# 使用通配符忽略MySQL系统库的表  这样在create user时也不会进行同步了
replicate_wild_ignore_table=information_schema.%
replicate_wild_ignore_table=mysql.%
replicate_wild_ignore_table=performance_schema.%
replicate_wild_ignore_table=sys.%
# MySQL系统库的日志不计入binlog 这样更加保险了
binlog-ignore-db=information_schema
binlog-ignore-db=mysql
binlog-ignore-db=performance_schema
binlog-ignore-db=sys

第2步，修改主2（192.168.5.22）的 my.cnf文件

# 把主1上的配置文件复制到主2
scp /etc/my.cnf 192.168.5.12:/etc

# 然后修改下面两个配置即可
# 配置server-id=2
server-id=2
# MySQL的日志文件的名字，这里主要为了区分
log-bin=mysql_slave

第3步，重启MySQL服务并开放防火墙 3306端口

systemctl restart mysqld

firewall-cmd --add-port=3306/tcp --permanent
firewall-cmd --reload

第4步，配置主从

A.主（192.168.5.21），从（192.168.5.22）：

先在主1（192.168.5.21）上执行下面的命令：

mysql -uroot -pqwer2022

CREATE USER 'repl_master'@'%' IDENTIFIED WITH MYSQL_NATIVE_PASSWORD BY 'abcd2022';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'repl_master'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

# 查看主节点状态
SHOW MASTER STATUS;
+---------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
| File                | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB                                | Executed_Gtid_Set |
+---------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
| mysql_master.000001 |      761 |              | information_schema,mysql,performance_schema,sys |                   |
+---------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+

这里看到 binlog的文件名称（mysql_master.000001）和位置（761），接下来在主2（192.168.5.22）上进行操作：

mysql -uroot -pqwer2022

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.5.11',MASTER_PORT=3306,MASTER_USER='repl_master',MASTER_PASSWORD='abcd2022',MASTER_LOG_FILE='mysql_master.000001',MASTER_LOG_POS=761;
START SLAVE;

# 查看从库的状态，这里可以看下结果里面有没有异常
SHOW SLAVE STATUS;

B.主（192.168.5.22），从（192.168.5.21）：

先在主2（192.168.5.22）上执行下面的命令：

mysql -uroot -pqwer2022

CREATE USER 'repl_slave'@'%' IDENTIFIED WITH MYSQL_NATIVE_PASSWORD BY 'abcd2022';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'repl_slave'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

# 查看主节点状态
SHOW MASTER STATUS;
+---------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
| File                | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB                                | Executed_Gtid_Set |
+---------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
| mysql_slave.000001 |      759 |              | information_schema,mysql,performance_schema,sys |                   |
+---------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+

这里看到 binlog的文件名称（mysql_slave.000001）和位置（759），接下来在主1（192.168.5.21）上进行操作：

mysql -uroot -pqwer2022

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.5.12',MASTER_PORT=3306,MASTER_USER='repl_slave',MASTER_PASSWORD='abcd2022',MASTER_LOG_FILE='mysql_slave.000001',MASTER_LOG_POS=759;
START SLAVE;

# 查看从库的状态，这里可以看下结果里面有没有异常
SHOW SLAVE STATUS;

第5步，验证

在主1（192.168.5.21）上创建一个数据库，然后在主2（192.168.5.22）看是否同步过来，正常同步则成功，反之失败。

2.2 安装配置 Keepalived

注意：一定要确保 SELinux已关闭

第1步，安装 mysql-community-libs-compat

rpm -ivh mysql-community-libs-compat-5.7.36-1.el7.x86_64.rpm

第2步，安装 Keepalived

yum install keepalived,psmisc -y

第3步，配置 Keepalived

A.编辑主1（192.168.5.21）上的配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

# 内容如下
! Configuration File for keepalived

global_defs {
    
    
   notification_email {
    
    
     [email protected]
     [email protected]
     [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
   script_user root
   enable_script_security
}

vrrp_script chk_mysql {
    
    
    # 用于检测 mysql进程是否存在
    script "/usr/bin/killall -0 mysqld"
    interval 3
    fall 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    
    
    state MASTER
    interface ens192 # 【注意】这个网卡 ens192请用 ip addr中的实际值
    virtual_router_id 51
    priority 101
    advert_int 1
    authentication {
    
    
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
    
    
        192.168.5.198 # 【注意】这是一个虚拟IP，需要跟主机在同一个 IP段，且没有被别的机器使用
    }

    track_script {
    
    
        chk_mysql
    }
}

B.编辑主2（192.168.5.22）上的配置文件

把主1上修改过的配置文件复制到主2，然后修改下面几个配置项即可：

state BACKUP
interface ens192
# 数值越大优先级越高，从节点的数值要小于主节点的
priority 99

第4步，启动 Keepalived

systemctl start keepalived
# 查看虚拟IP是否已生效
ip addr
# 能看到这个 inet 192.168.5.198/32 scope global ens192即为正常

第5步，验证

使用一个 mysql的远程连接工具通过虚拟 IP（192.168.5.198）来连接 mysql，当关闭其中一个 mysql服务时，远程连接工具依旧能正常访问到 mysql服务即为正确。

3.总结

mysql 使用主从复制这种方案来实现高可用和灾备，操作简单且运行稳定，后期的运维压力也较小，应对普通的高可用或者灾备场景足矣。对于 Galera这种方案，适合于比较大规模的集群场景，且具有专业的运维人员参与才行。

MySQL高可用和灾备调研

1.高可用和灾备方案概览

1.1 主从复制

1.2 MHA

1.3 共享存储

1.4 Galera

1.5 Paxos

2.基于主从复制的高可用灾备方案

2.1 搭建 MySQL双主备份环境

第1步，修改主1（192.168.5.21）的 my.cnf文件

第2步，修改主2（192.168.5.22）的 my.cnf文件

第3步，重启MySQL服务并开放防火墙 3306端口

第4步，配置主从

第5步，验证

2.2 安装配置 Keepalived

第1步，安装 mysql-community-libs-compat

第2步，安装 Keepalived

第3步，配置 Keepalived

第4步，启动 Keepalived

第5步，验证

3.总结

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