数据库应用---MySQL高可用群集（MHA）

简介

• MHA（Master High Availability）目前在MySQL高可用方面是一个相对成熟的解决方案，它由日本人youshimaton开发，是一套优秀的MySQL故障切换和主从提升的高可用软件。
• 在故障切换过程中，MHA能做到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能最大程度上保证数据库的一致性，以达到真正意义上的高可用。

1.案例概述

• 传统的MySQL主从架构存在的问题：单点故障
  

1.1 案例前置概述

• MHA概述：
  —套优秀的MySQL高可用环境下故障切换和主从复制的软件;
  MySQL故障过程中，MHA能做到0~30秒内自动完成故障切换。

• MHA的组成：
  MHA Manager(管理节点)
  MHA Node(数据节点)

• MHA–基于一主多从架构

1.2 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

2.案例实施

2.1 实验思路

• MHA架构

1）数据库安装
2）一主两从
3）MHA搭建

• 故障模拟

1）主库失效
2）备选主库成为主库
3）从库2将备选主库指向主库

• 故障修复

1）坏库修复、启动
2）在修复好的库上建立新主从关系
3）修改manager配置文件，添加修好的库的记录
4）重启mha

2.2 案例环境与需求

• 案例环境

MHA-M-manager服务器		IP：192.168.140.20	管理节点，安装manager组件
master节点，主服务器		IP：192.168.140.13	安装node组件
slave1节点，从服务器		IP：192.168.140.14	安装node组件
slave2节点，从服务器		IP：192.168.140.15	安装node组件

• 案例需求
  本案例要求通过MHA监控MySQL数据库在故障时进行自动切换，不影响业务。

2.3 案例实现思路

• 安装MySQL数据库
• 配置MySQL一主两从
• 安装MHA软件
• 配置无密码认证
• 配置MySQL MHA高可用
• 模拟master故障切换

注意：

在三台MySQL节点上需分别安装数据库，MySQL版本使用 5.6.36 版本，cmake版本使用 2.8.6

2.4 搭建MHA高可用群集的步骤

2.4.1 安装MySQL数据库

• 安装编译依赖的环境

[root@master ~]# yum -y install ncurses-devel gcc-c++ perl-Module-Install

如果安装时报错，perl-Module没有可用软件包

cd /etc/yum.repos.d			//添加repo源文件
wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo

• 安装 gmake 编译软件

[root@master ~]# tar zxvf cmake-2.8.6.tar.gz
[root@master ~]# cd cmake-2.8.6
[root@master cmake-2.8.6]# ./configure
[root@master cmake-2.8.6]# gmake && gmake install

• 安装 MySQL 数据库

[root@master ~]# tar -zxvf mysql-5.6.36.tar.gz
[root@master ~]# cd mysql-5.6.36
[root@master mysql-5.6.36]# cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \
-DDEFAULT_CHARSET=utf8 \
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \
-DWITH_EXTRA_CHARSETS=all \
-DSYSCONFDIR=/etc
[root@master mysql-5.6.36]# make && make install
[root@master mysql-5.6.36]# cp support-files/my-default.cnf /etc/my.cnf
[root@master mysql-5.6.36]# cp support-files/mysql.server /etc/rc.d/init.d/mysqld
[root@master ~]# chmod +x /etc/rc.d/init.d/mysqld
[root@master ~]# chkconfig --add mysqld
[root@master ~]# echo "PATH=$PATH:/usr/local/mysql/bin" >> /etc/profile
[root@master ~]# source /etc/profile
[root@master ~]# groupadd mysql
[root@master ~]# useradd -M -s /sbin/nologin mysql -g mysql
[root@master ~]# chown -R mysql.mysql /usr/local/mysql
[root@master ~]# mkdir -p /data/mysql
[root@master ~]# /usr/local/mysql/scripts/mysql_install_db --basedir=/usr/local/mysql \
--datadir=/usr/local/mysql/data --user=mysql

• 修改 Master 的主配置文件/etc/my.cnf 文件

配置主服务器
[root@master ~]# vi /etc/my.cnf
[mysqld]
server-id = 1
log_bin = master-bin
log-slave-updates = true
[root@master ~]# systemctl start mysql

配置从服务器1：
在/etc/my.cnf 中修改或者增加下面内容。
[root@slave1 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server-id = 2 //修改
log_bin = master-bin
relay-log = relay-log-bin //增加
relay-log-index = slave-relay-bin.index //增加
[root@slave1 ~]# systemctl start mysql

这里要注意 server-id 不能相同。
需要删除字符集utf8的语句

配置从服务器2：
在/etc/my.cnf 中修改或者增加下面内容。
[root@slave2 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server-id = 3	 //修改
log_bin = master-bin
relay-log = relay-log-bin 	//增加
relay-log-index = slave-relay-bin.index	 //增加
[root@slave2 ~]# systemctl start mysql

• 主服务器和从服务器都分别做两个软链接，软链接是为 MHA 服务的

以主服务器为例
[root@master ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql /usr/sbin/
[root@master ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog /usr/sbin/
[root@master ~]# /usr/local/mysql/bin/mysqld_safe --user=mysql &

2.4.2 配置 MySQL 一主两从

• 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即对主从服务器都需授权
  一个是从库同步使用，另外一个是 manager 使用

mysql> grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.140.%' identified by '123';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.140.%' identified by 'manager';
mysql> flush privileges;

• 在 master 主机上查看二进制文件和同步点

主服务器上

mysql> show master status;
+-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File              | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| master-bin.000002 |      120 |              |                  |                   |
+-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

从服务器slave1和slave2上

mysql> change master to master_host='192.168.140.13',master_user='myslave',master_password='123',master_log_file='master-bin.000002',master_log_pos=120;
mysql> start slave;

• 从服务器上查看 IO 和 SQL 线程都是 yes 代表同步是否正常

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

• 必须设置两个从库为只读模式

mysql> set global read_only=1;

• 在 master 主库上插入两条数据，测试是否同步

mysql> create database test_db;
mysql> use test_db;
mysql> create table test(id int(10),name varchar(48));
mysql> insert into test values(1,'luchen');
mysql> insert into test values(2,'xiaoshishu');

• 在两个从库分别查询得

mysql> select * from test_db.test;
+------+------------+
| id   | name       |
+------+------------+
|    1 | luchen     |
|    2 | xiaoshishu |
+------+------------+
2 rows in set (0.00 sec)

此刻表示主从复制搭建完成

2.4.3 安装MHA软件

• 所有服务器上都安装 MHA 依赖的环境，首先安装 epel 源
  

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

• 在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。

注意：MHA 软件包对于每个操作系统版本不一样，这里 CentOS7.3 必须选择 0.57 版本

(1) 首先导入软件包，在所有服务器上先安装 node 组件

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在 master主 上操作演示安装 node 组件

[root@master ~]# tar zxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gz
[root@master ~]# cd mha4mysql-node-0.57
[root@master mha4mysql-node-0.57]# perl Makefile.PL
*** Module::AutoInstall version 1.06
*** Checking for Perl dependencies...
[Core Features]
- DBI        ...loaded. (1.627)
- DBD::mysql ...loaded. (4.023)
*** Module::AutoInstall configuration finished.
Checking if your kit is complete...
Looks good
Writing Makefile for mha4mysql::node
Writing MYMETA.yml and MYMETA.json
[root@master mha4mysql-node-0.57]# make
[root@master mha4mysql-node-0.57]# make install
[root@master mha4mysql-node-0.57]# ll /usr/local/bin

Node 安装后会在/usr/local/bin 下面会生成几个脚本（这些工具通常由 MHA-Manager 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）

(2) 在 MHA-manager 上安装 manager 组件

[root@mha ~]# tar zxvf mha4mysql-manager-0.57.tar.gz
[root@mha ~]# cd mha4mysql-manager-0.57/
[root@mha mha4mysql-manager-0.57]# perl Makefile.PL
*** Module::AutoInstall version 1.06
*** Checking for Perl dependencies...
[Core Features]
- DBI                   ...loaded. (1.627)
- DBD::mysql            ...loaded. (4.023)
- Time::HiRes           ...loaded. (1.9725)
- Config::Tiny          ...loaded. (2.14)
- Log::Dispatch         ...loaded. (2.41)
- Parallel::ForkManager ...loaded. (1.18)
- MHA::NodeConst        ...loaded. (0.57)
*** Module::AutoInstall configuration finished.
Checking if your kit is complete...
Looks good
Writing Makefile for mha4mysql::manager
[root@mha mha4mysql-manager-0.57]# make && make install
[root@mha mha4mysql-manager-0.57]# ll /usr/local/bin

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

2.4.4 配置无密码认证

(1) 在 manager 上配置到所有节点的无密码认证

[root@mha ~]# ssh-keygen -t rsa	//输入命令后按回车即可
[root@mha ~]# ssh-copy-id 192.168.140.13
[root@mha ~]# ssh-copy-id 192.168.140.14
[root@mha ~]# ssh-copy-id 192.168.140.15

(2) 在 master 上配置到数据库节点的无密码认证

[root@master ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@master ~]# ssh-copy-id 192.168.140.14
[root@master ~]# ssh-copy-id 192.168.140.15

(3) 在 slave1 上配置到数据库节点的无密码认证

[root@slave1 ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@slave1 ~]# ssh-copy-id 192.168.140.13
[root@slave1 ~]# ssh-copy-id 192.168.140.15

(4) 在 slave2 上配置到数据库节点的无密码认证

[root@slave2 ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@slave2 ~]# ssh-copy-id 192.168.140.13
[root@slave2 ~]# ssh-copy-id 192.168.140.14

2.4.5 配置MHA

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

[root@mha ~]# cp -ra /root/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

master_ip_failover #自动切换时 VIP 管理的脚本
master_ip_online_change #在线切换时 vip 的管理
power_manager #故障发生后关闭主机的脚本
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，也是推荐的一种方式，生产环境不太建议使用 keepalived

[root@mha ~]# cp /usr/local/bin/scripts/master_ip_failover /usr/local/bin

• 修改master_ip_failover配置文件

[root@mha ~]# vi /usr/local/bin/master_ip_failover		//修改配置文件
#!/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 = '192.168.140.150';
my $brdc = '192.168.140.255';
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";
##################################################################################
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";
}

• 创建 MHA 软件目录并拷贝配置文件

[root@mha ~]# mkdir /etc/masterha
[root@mha ~]# cp /root/mha4mysql-manager-0.57/samples/conf/app1.cnf /etc/masterha
[root@mha ~]# vi /etc/masterha/app1.cnf		//修改配置文件
[server default]
manager_workdir=/var/log/masterha/app1
manager_log=/var/log/masterha/app1/manager.log
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/script/master_ip_online_change
password=manager
user=mha
ping_interval=1
remote_workdir=/tmp
repl_password=123
repl_user=myslave
secondary_check_script= /usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.140.14 -s 192.168.140.15
shutdown_script=""
ssh_user=root
[server1]
hostname=192.168.140.13
port=3306
[server2]
hostname=192.168.140.14
port=3306
candidate_master=1
check_repl_delay=0
[server3]
hostname=192.168.140.15
port=3306

2.4.6 测试 ssh 无密码认证

• 先做健康检查

[root@mha ~]# masterha_check_ssh --conf=/etc/masterha/app1.cnf
...
Wed Dec 30 10:14:52 2020 - [info] All SSH connection tests passed successfully.

2.4.7 测试 MySQL 主从连接情况

[root@mha ~]# masterha_check_repl --conf=/etc/masterha/app1.cnf
...
MySQL Replication Health is OK.

• 如果出现测试主从情况报错
  

需要在三台数据库服务器添加以下授权，并刷新

mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'master' identified by 'manager';		
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave1' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave2' identified by 'manager';
mysql> flush privileges;
##其中master、slave1、slave2均表示主机名。mha表示用户名，manage表示密码(依据脚本配置)

2.4.8 启动MHA服务

[root@mha ~]# 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] 59378

• 启动配置详解

--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。

2>&1		##等同于混合输出

• 查看 MHA 状态，可以看到当前的master节点

[root@mha ~]# masterha_check_status --conf=/etc/masterha/app1.cnf
app1 (pid:59378) is running(0:PING_OK), master:192.168.140.13

• 查看 MHA 日志，也以看到当前的 master 是 192.168.140.13

[root@mha ~]# cat /var/log/masterha/app1/manager.log
...	//省略部分信息
Wed Dec 30 10:23:58 2020 - [info] 
192.168.140.13(192.168.140.13:3306) (current master)
 +--192.168.140.14(192.168.140.14:3306)
 +--192.168.140.15(192.168.140.15:3306)

• 查看 master服务器上 的 VIP 地址 192.168.140.150 是否存在？这个 VIP 地址不会因为manager 节点停止 MHA 服务而消失。

注：第一次启动mha，主库上并不会主动的生成vip地址，需要手动开启

[root@master ~]# ifconfig ens33:1 192.168.140.150/24 up	//手动开启VIP地址
[root@master ~]# ip addr		//查看虚拟地址

此刻表示MySQL MHA高可用配置完成

2.5 模拟故障

• 在主库上

[root@master ~]# pkill mysqld

• 在mha服务器上查看日志，发现主从切换

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

• 在切换后的master服务器上查看虚拟地址是否转移

[root@slave1 ~]# ip addr		

查看当前备选服务器，即在slave2上查看相关状态

mysql> show slave status\G;

补充：

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。

2.6 故障修复

• 修复主从

在两台备上slave1、slave2

mysql> stop slave;
mysql> change master to master_host='192.168.140.13',master_user='myslave',master_password='123',master_log_file='master-bin.000003',master_log_pos=670;
mysql> start slave;

注：健康检查主从关系，如果报mha授权登录失败，需要重新再给mha账户授权！！！

• 修改配置文件(再把这个记录添加进去，因为它检测掉失效时候会自动消失)

[root@mha ~]# vi /etc/masterha/app1.cnf
[server1]
hostname=192.168.140.13
port=3306

• 启动manager（在manager那台机器上）

[root@mha ~]# masterha_stop --conf=/etc/masterha/app1.cnf
[root@mha ~]# 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 &

• 还有一个点需要注意

dos2unix /usr/local/bin/master_ip_failover 解决中英字不兼容报错的问题
另外，master_ip_failover需要有执行权限
rm -rf /var/log/masterha/app1.log/app1.failover.complete