MySQL——MHA高可用群集架构

MHA高可用配置及故障切换

前言

MHA目前在MySQL高可用方面是一个相对成熟的解决方案，它由日本DeNA公司youshimaton(现就职于Facebook公司)开发，是一套优秀MySQL故障切换和主从提升的高可用软件。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。

一、MHA特点

• 自动故障切换过程中，MHA视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的不丢似乎
• 使用MySQL 5.5的半同步复制，可以大大降低数据丢失的风险

二、MHA的组成

• MHA Manager（管理节点）
• MHA Node（数据节点）

MHA Manager可以单独部署在一台独立的机器上管理多个master-slave集群，也可以部署在一台slave上。MHA Node运行在每台MySQL服务器上，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。

三、 传统的Mysql主从架构存在的问题

• 单点故障

四、MHA示例

拓扑：

环境：

1、3台mysql服务器（1台主服务器、2台从服务器（其中一台为主备））

2、1台Manager

3、所有节点都需要安装Node组件

相关安装包已上传至百度网盘：链接: https://pan.baidu.com/s/1AjmqtFIfUP0vPhSn6bNDfQ 提取码: f45d

centos7-1 主服务器	192.168.17.157
centos7-2 从服务器（主备）	192.168.17.129
centos7-3 从服务器	192.168.17.135
centos7-5 manager	192.168.17.158

1) 安装MySQL数据库

Mysql安装这里就不在赘述，具体安装步骤：

[https://blog.csdn.net/ML908/article/details/103859623]:

2) 配置MySQL一主两从

主服务器配置

#更改mysql主配置文件，并开启服务

[root@master ~]#  vim /etc/my.cnf

[mysqld]
server-id = 1
log_bin = master-bin
log-slave-updates = true

#主从配置，授权（一个是从库同步使用的用户myslave，另外一个是manager使用监控用户mha）

mysql> grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.17.%' identified by'123';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.17.%' identified by 'manager';
mysql> flush privileges;

#下面三条授权按理论是不用添加的，但是做案例实验环境时候通过MHA 检查MySQL 主从有报错,
报两个从库通过主机名连接不上主库，所以所有数据库加上下面的授权

mysql> grant all privileges on *.* to 'mha' @'master' identified by'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha' @'slave1z' identified by'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha' @'slave2' identified by'manager';

#刷新

mysql> flush privileges;

#查看主服务器二进制文件和同步点

mysql>show master status;

从服务器配置

另一台从服务器配置相同，唯一不同的就是把主配置文件my.cnf 中的server-id改一下即可（服务器id不能相同）

#更改mysql主配置文件，并开启服务

[root@slave1z ~]#  vim /etc/my.cnf

[mysqld]
server-id = 2
log_bin = master-bin
relay-log = relay-log-bin
relay-log-index = slave-relay-bin.index

#主从配置，授权（一个是从库同步使用的用户myslave，另外一个是manager使用监控用户mha）

mysql> grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.17.%' identified by'123';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.17.%' identified by 'manager';
mysql> flush privileges;

#下面三条授权按理论是不用添加的，但是做案例实验环境时候通过MHA 检查MySQL 主从有报错,
报两个从库通过主机名连接不上主库，所以所有数据库加上下面的授权

mysql> grant all privileges on *.* to 'mha' @'master' identified by'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha' @'slave1z' identified by'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha' @'slave2' identified by'manager';

#执行同步

mysql> change master to master_host='192.168.17.157',master_user='myslave',master_password='123',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=3041;
mysql> start slave;					//开启从库同步

#查看状态（IO和SQL线程都是yes代表同步正常）

mysql> show slave status\G;

#设置从服务器为只读模式

mysql> set global read_only=1;

#验证主从复制功能

3) 安装MHA软件

#首先，所有服务器（manger及mysql）上都安装MIA依赖的环境

所有服务器安装epel源，per环境

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

所有服务器安装node 组件

[root@master ~]# mount.cifs //192.168.17.1/mysql /abc
[root@master ~]# cd /abc
[root@master abc]# tar zxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gz -C /opt
[root@master abc]# cd /opt/mha4mysql-node-0.57/
[root@master mha4mysql-node-0.57]# perl Makefile.PL 
[root@master mha4mysql-node-0.57]# make && make install

#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 ~]# cd /abc
[root@mha abc]# tar zxvf mha4mysql-manager-0.57.tar.gz -C /opt
[root@mha abc]# cd /opt/mha4mysql-manager-0.57/
[root@mha mha4mysql-manager-0.57]# perl Makefile.PL
[root@mha mha4mysql-manager-0.57]# make && make install

manager 安装后在/usr/local/bin 下面会生成几个工具，主要包括以下几个:
masterha_check_ssh 检查MHA 的SSH配置状况
masterha_check_repl 检查MySQL复制状况
masterha_manger 启动manager的脚本
masterha_check_status 检测当前MHA运行状态
masterha_master_monitor 检测master 是否宕机
masterha_master_switch 控制故障转移(自动或者手动)
masterha_conf_host 添加或删除配置的server 信息
masterha_stop 关闭manager

node 安装后也会在/usr/local/bin 下面会生成几个脚本(这些工具通常由MHAManager 的脚本触发，无需人为操作)
主要如下:
save_binary_logs 保存和复制master 的二进制日志
apply_diff_relay_logs 识别差异的中继日志事件并将其差异的事件应用于其他的slave
filter_mysqlbinlog 去除不必要的ROLLBACK事件(MHA 已不再使用这个工具)
purge_relay_logs 清除中继日志(不会阻塞SQL线程)

4) 配置无密码认证

#在manager上配置到所有数据库节点的无密码认证

[root@mha ~]# ssh-keygen -t rsa		//非对称密钥形式，无密码认证，全部按回车键
[root@mha ~]# ssh-copy-id 192.168.17.157
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
[email protected]'s password: 				//输入主服务器密码

[root@mha ~]# ssh-copy-id 192.168.17.129          //以上述步骤一致
[root@mha ~]# ssh-copy-id 192.168.17.135

#在master上配置到数据库节点slave1z和slave2的无密码认证

[root@master ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@master ~]# ssh-copy-id 192.168.17.129
[root@master ~]# ssh-copy-id 192.168.17.135

#在slave1z 上配置到数据库节点master和slave2的无密码认证

[root@slave1z ~]# ssh-keygen -t rsa 
[root@slave1z ~]# ssh-copy-id 192.168.17.157
[root@slave1z ~]# ssh-copy-id 192.168.17.135

#在slave2上配置到数据库节点master和slave1z的无密码认证

[root@slave2 ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@slave2 ~]# ssh-copy-id 192.168.17.157
[root@slave2 ~]# ssh-copy-id 192.168.17.129

5) 配置MySQL MHA高可用

#在manager节点上复制相关脚本到/usr/local/bin目录

[root@mha ~]# cp -ra /opt/mha4mysql-manager-0.57/samples/scripts/ /usr/local/bin
[root@mha ~]# ll /usr/local/bin/scripts/
总用量 32
-rwxr-xr-x. 1 1001 1001  3648 5月  31 2015 master_ip_failover
-rwxr-xr-x. 1 1001 1001  9870 5月  31 2015 master_ip_online_change
-rwxr-xr-x. 1 1001 1001 11867 5月  31 2015 power_manager
-rwxr-xr-x. 1 1001 1001  1360 5月  31 2015 send_report

#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 ~]# cp /usr/local/bin/scripts/master_ip_failover /usr/local/bin/
[root@mha ~]# 
#修改脚本（删除原有内容，直接复制）
[root@mha ~]# vim /usr/local/bin/master_ip_failover
…………省略内容
my (
  $command,        $ssh_user,         $orig_master_host,
  $orig_master_ip, $orig_master_port, $new_master_host,
  $new_master_ip,  $new_master_port,  $new_master_user,
  $new_master_password
);
//添加以下内容
my $vip = '192.168.17.200';
my $brdc = '192.168.17.255';
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;
#my $ssh_start_vip = "/usr/sbin/ip addr add $vip/24 brd $brdc dev $ifdev label $ifdev:$key;/usr/sbin/arping -q -A -c 1 -I $ifdev $vip;iptables -F;";
#my $ssh_stop_vip = "/usr/sbin/ip addr del $vip/24 dev $ifdev label $ifdev:$key";

#创建 MHA 软件目录并拷贝配置文件

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

#修改配置文件内容（删除原有内容）

[root@mha ~]# vim /etc/masterha/app1.cnf 
[server default]
manager_log =/var/log/masterha/app1/manager.log		//manager日志
manager_workdir=/var/log/masterha/app1			//manager工作目录
master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data 		//master保存binlog的位置
master_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failover		//设置自动failover时候的切换脚本
master_ip_online_change_script=/usr/local/bin/master_ip_online_change 	//设置手动切换时候的脚本
password=manager		//设置mysql中root用户的密码，这个密码是前文中创建监控用户的那个密码
ping_interval=1
remote_workdir=/tmp
repl_password=123
repl_user=myslave
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.17.129 -s 192.168.17.135 shutdown_script=""
ssh_user=root
user=mha			//设置监控用户root

[server1]
hostname=192.168.17.157
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname= 192.168.17.129
port= 3306

[server3]
hostname=192.168.17.135
port=3306

#测试SSH密钥验证

[root@mha .ssh]#  masterha_check_ssh -conf=/etc/masterha/app1.cnf
…………省略
Mon Jan 13 15:43:41 2020 - [debug]   ok.
Mon Jan 13 15:43:42 2020 - [info] All SSH connection tests passed successfully.

#测试主从连接验证

[root@mha .ssh]#  masterha_check_repl -conf=/etc/masterha/app1.cnf
…………省略
Mon Jan 13 15:53:28 2020 - [info] Got exit code 0 (Not master dead).
MySQL Replication Health is OK.

如报错：mysqlbinlog: [ERROR] unknown variable ‘default-character-set=utf8’

解决方法：

在所有从服务器上/etc/my.cnf注释掉clinet段default-character-set=utf8mb4

更改所有字符集UTF8为utf8mb4

#配置虚拟IP（注意：第一次配置需要去master上手动开启虚拟IP）

[root@master ~]# /sbin/ifconfig ens33:1 192.168.17.200/24

#启动 MHA

[root@mha .ssh]#  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] 73161

–remove_dead_master_conf 该参数代表当发生主从切换后，老的主库的 ip 将会从配置文件中移除。
–manger_log 日志存放位置。
–ignore_last_failover 在缺省情况下，如果 MHA 检测到连续发生宕机，且两次宕机间
隔不足 8 小时的话，则不会进行 Failover，之所以这样限制是为了避免 ping-pong 效应。该
参数代表忽略上次 MHA 触发切换产生的文件，默认情况下，MHA 发生切换后会在日志记
目录，也就是上面设置的日志 app1.failover.complete 文件，下次再次切换的时候如果发现
该目录下存在该文件将不允许触发切换，除非在第一次切换后收到删除该文件，为了方便，
这里设置为–ignore_last_failover

验证：

#查看 MHA 状态

[root@mha .ssh]# masterha_check_status --conf=/etc/masterha/app1.cnf
app1 (pid:52852) is running(0:PING_OK), master:192.168.17.157

#查看 master 的 VIP 地址 192.168.17.200 是否存在？,这个 VIP 地址不会因为
manager 节点停止 MHA 服务而消失。

6) 模拟master故障切换

#启用监控观察日志记录

[root@mha .ssh]# tailf /var/log/masterha/app1/manager.log 

#关闭服务，查看master的变化

切换备选主库的算法：
1.一般判断从库的是从（position/GTID）判断优劣，数据有差异，最接近于master的slave，成为备选主。
2.数据一致的情况下，按照配置文件顺序，选择备选主库。
3.设定有权重（candidate_master=1），按照权重强制指定备选主。
1）默认情况下如果一个slave落后master 100M的relay logs的话，即使有权重，也会失效。
2）如果check_repl_delay=0的话，即使落后很多日志，也强制选择其为备选主。

#客户机可以通过虚拟ip，连接上数据库

#现在我们可以在新的主库上看到新创建的表，原本的从服务器也同步了数据库