MySQL高可用之KeepAlived+雙主

時間  2020-02-21
標籤 mysql 用之 keepalived 欄目 MySQL 简体版
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MySQL高可用之KeepAlived雙主

生產環境中一臺mysql主機存在單點故障，因此要確保mysql的高可用性，即兩臺MySQL服務器。若是其中有一臺MySQL服務器掛掉後，另一臺能立馬接替其進行工做。
MySQL的高可用方案通常有以下幾種：keepalived+雙主，MHA，PXC，MMM，Heartbeat+DRBD等，比較經常使用的是keepalived+雙主，MHA和PXC。
主要介紹利用 keepalived 實現 MySQL 數據庫的高可用。 Keepalived+mysql雙主來實現MySQL-HA，咱們必須保證兩臺MySQL數據庫的數據徹底同樣。mysql

基本思路

兩臺MySQL互爲主從關係，經過Keepalived配置虛擬IP，實現當其中的一臺MySQL數據庫宕機後，應用可以自動切換到另一臺MySQL數據庫，保證系統的高可用。算法

環境

Mysql版本：mysql 5.7
Keepalived: keepalived-1.2.20
主機 操做系統 mysql-VIP IP地址
mysql-master01 CentOS 7 192.168.10.100 192.168.1.1
mysql-master02 CentOS 7 192.168.10.100 192.168.1.8

1、配置兩臺服務器主主同步

該過程的第一部分就是master記錄二進制日誌。在每一個事務更新數據完成以前， master在二進制日誌記錄這些改變。MySQL將事務寫入二進制日誌。在事件寫入二進制日誌完成後， master通知存儲引擎提交事務。 下一步就是slave將master的binary log拷貝到它本身的中繼日誌。首先，slave開始一個工做線程——I/O線程。I/O線程在master上打開一個普通的鏈接，而後開始binlog dump process。Binlog dump process從master的二進制日誌中讀取事件，若是已經同步了master，它會睡眠並等待master產生新的事件。I/O線程將這些事件寫入中繼日誌。 SQL slave thread（SQL從線程）處理該過程的最後一步。SQL線程從中繼日誌讀取事件，並重放其中的事件而更新slave的數據，使其與master中的數據一致。只要該線程與I/O線程保持一致，中繼日誌一般會位於OS的緩存中，因此中繼日誌的開銷很小。 主主同步就是兩臺機器互爲主的關係，在任何一臺機器上寫入都會同步。 若mysql主機開啓了防火牆，須要關閉防火牆或建立規則。 sql

一、修改MySQL配置文件 兩臺MySQL均要開啓binlog日誌功能。

開啓方法：在MySQL配置文件[MySQLd]段中加上log-bin=MySQL-bin選項，兩臺MySQL的server-ID不能同樣，默認狀況下兩臺MySQL的serverID都是1需將其中一臺修改成2便可。

mysql-master01:
[root@mysql-master01 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
basdir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
pid-file=/usr/local/mysql/data/mysqld.pid
log-error=/usr/local/mysql/data/mysql.err
socket=/tmp/mysql.sock
log-bin=mysql-bin   //二進制日誌
server-id=1
relay-log=relay-bin         //中繼日誌，存儲全部主庫TP過來的binlog事件
relay-log-index=relay-bin.index
auto_increment_increment=2  
auto_increment_offset=1     
[root@mysql-master01 ~]# systemctl restart mysqld

mysql-master02:
[root@mysql-master02 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
basdir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
pid-file=/usr/local/mysql/data/mysqld.pid
log-error=/usr/local/mysql/data/mysql.err
socket=/tmp/mysql.sock
log-bin=mysql-bin
server-id=2
relay-log=relay-bin
relay-log-index=relay-bin.index
auto_increment_increment=2
auto_increment_offset=2
[root@mysql-master02 ~]# systemctl restart mysqld

PS：master1和master2只有server-id不一樣和 auto-increment-offset不一樣數據庫

mysql中有自增加字段，在作數據庫的主主同步時須要設置自增加的兩個相關配置：auto_increment_offset和auto_increment_increment。
auto-increment-increment表示自增加字段每次遞增的量，其默認值是1。它的值應設爲整個結構中服務器的總數，本案例用到兩臺服務器，因此值設爲2。
auto-increment-offset是用來設定數據庫中自動增加的起點(即初始值)。由於這兩能服務器都設定了一次自動增加值2，因此它們的起點必須得不一樣，這樣才能避免兩臺服務器數據同步時出現主鍵衝突，主鍵自增：防止由於網絡問題發生故障，致使數據衝突 vim

二、將mysql-master01設爲mysql-master02的主服務器 在mysql-master01主機上建立受權帳戶，容許在mysql-master02(192.168.1.8)主機上鍊接

[root@mysql-master01 ~]# mysql -uroot -p123.com
mysql> grant replication slave on *.* to rep@'192.168.1.%' identified by '123';
mysql> flush privileges;

查看master1的當前binlog狀態信息後端

mysql> show master status;

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在mysql-master02上將mysql-master01設爲自已的主服務器並開啓slave功能。
[root@mysql-master02 ~]# mysql -uroot -p123.com
mysql> change master to master_host='192.168.1.1',master_user='rep',master_password='123',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=608;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.01 sec)

mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

針對MySQl的防火牆規則：
    設置規則：
        #iptables I INPUT –p tcp –dport 3306 –j ACCEPT
        #service iptables save
    或者關閉防火牆
        #systemctl stop firewalld

查看從的狀態，如下兩個值必須爲yes,表明從服務器能正常鏈接主服務器緩存

PS :若是是克隆，會報UUID相同的錯誤信息，致使Slave_IO_Running爲NO，這種狀況直接到任意一臺主機的/usr/local/mysql/data/auto.cnf文件，將裏面的UUID刪除，重啓mysql服務就行。bash

mysql> show slave status\G

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三、將mysql-master02設爲mysql-master01的主服務器 在mysql-master02主機上建立受權帳戶，容許在mysql-master01(192.168.1.1)主機上鍊接

mysql-master02:
mysql>  grant replication slave on *.* to rep@'192.168.1.%' identified by '123';
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)

mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

查看mysql-master02的當前binlog狀態信息服務器

mysql> show master status;

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在mysql-master01上將mysql-master02設爲自已的主服務器並開啓slave功能。網絡

mysql> change master to master_host='192.168.1.8',master_user='rep',master_password='123',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=608;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.01 sec)

mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

防火牆同上。
查看從的狀態，如下兩個值必須爲yes,表明從服務器能正常鏈接主服務器

mysql> show slave status\G

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四、測試主主同步 在mysql-master01上建立要同步的數據庫如test_db，並在test_db中建立一張測試表如tab1

mysql> create database test_db;
mysql> use test_db;
mysql> create table tab1(id int);
查看mysql-master02主機是否同步了mysql-master01上的數據變化
mysql> show databases;

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mysql> use test_db;
mysql> show tables;

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在mysql-master02主機上向tab1表中插入數據，查看mysql-master01是否同步了數據

mysql> insert into tab1 values(1);
mysql> select * from tab1;

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使用mysql-master01查看：

mysql> select  * from tab1;

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雙主同步完成

PS：若主MYSQL服務器已經存在，只是後期才搭建從MYSQL服務器，在置配數據同步前應先將主MYSQL服務器的要同步的數據庫拷貝到從MYSQL服務器上（如先在主MYSQL上備份數據庫，再用備份在從MYSQL服務器上恢復）.

2、keepalived的安裝配置實現高可用

下面就來完成keepalived的高可用性。 keepalived是集羣管理中保證集羣高可用的一個軟件解決方案，其功能相似於heartbeat，用來防止單點故障 keepalived是以VRRP協議爲實現基礎的，VRRP全稱Virtual RouterRedundancy Protocol，即虛擬路由冗餘協議。 虛擬路由冗餘協議，能夠認爲是實現路由器高可用的協議，即將N臺提供相同功能的路由器組成一個路由器組，這個組裏面有一個master和多個backup，master上面有一個對外提供服務的vip，master會發組播（組播地址爲224.0.0.18），當backup收不到vrrp包時就認爲master宕掉了，這時就須要根據VRRP的優先級來選舉一個backup當master。這樣的話就能夠保證路由器的高可用了。keepalived主要有三個模塊，分別是core 、check和vrrp。core模塊爲keepalived的核心，負責主進程的啓動、維護以及全局配置文件的加載和解析。check負責健康檢查，包括常見的各類檢查方式。vrrp模塊是來實現VRRP協議的。

一、在mysql-master01和mysql-master02上安裝軟件包keepalived 。安裝keepalived軟件包與服務控制在編譯安裝Keepalived以前，必須先安裝內核開發包kernel-devel以及openssl-devel、popt-devel等支持庫。

[root@mysql-master01 ~]# yum install kernel-devel openssl-devel popt-devel
[root@mysql-master02 ~]# yum install kernel-devel openssl-devel popt-devel
下載keepalived包：
https://www.keepalived.org/

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編譯安裝：

[root@mysql-master01 ~]#  tar zxf keepalived-2.0.20.tar.gz 
[root@mysql-master01 ~]#  cd keepalived-2.0.20/
[root@mysql-master01 keepalived-2.0.20]# ./configure --prefix=/ && make && make install
###第二臺省略…

PS：如不知道keepalived須要哪些依賴包，可到下載後的源碼解壓目錄下查看INSTALL 文件內容， 執行makeinstall操做以後，會自動生成/etc/init.d/keepalived腳本文件，但還須要手動添加爲系統服務，這樣就可使用service、chkconfig工具來對keepalived服務程序進行管理了。

針對keepalived的防火牆規則：
        添加規則：
            # firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter OUTPUT 0 --in-interfaceenp0s3 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT
            # firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0 --in-interfaceenp0s3 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT
            # firewall-cmd --reload
        關閉防火牆：
            # systemctl stop firewalld

二、修改Keepalived的配置文件 keepalived只有一個配置文件keepalived.conf，裏面主要包括如下幾個配置區域，分別是global_defs、vrrp_instance和virtual_server

 global_defs：主要是配置故障發生時的通知對象以及機器標識。
 vrrp_instance：用來定義對外提供服務的VIP區域及其相關屬性。
 virtual_server：虛擬服務器定義

mysql-master01主機上的keepalived.conf文件的修改：

[root@mysql-master01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived     //註釋

global_defs {
   router_id mysql-master01     //keepalived服務器的一個標識
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP        //指定keepalived的角色, 兩臺配置此處均是BACKUP,設爲BACKUP將根據優先級決定主或從
    interface ens33     //指定HA監測網絡的接口
virtual_router_id 51    //虛擬路由標識，這個標識是一個數字(取值在0-255之間,用來區分多個instance的VRRP組播)，同一個vrrp實例使用惟一的標識,確保和master2相同，同網內不一樣集羣此項必須不一樣,不然發生衝突。
priority 100    //用來選舉master的，要成爲master，該項取值範圍是1-255（在此範圍以外會被識別成默認值100）,此處master2上設置爲50
nopreempt   //不搶佔，即容許一個priority比較低的節點做爲master，即便有priority更高的節點啓動
advert_int 1    //發VRRP包的時間間隔，即多久進行一次master選舉（能夠認爲是健康查檢時間間隔）
    authentication {    //認證區域，認證類型有PASS和HA（IPSEC），推薦使用PASS（密碼只識別前8位）
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }   
    virtual_ipaddress {     //VIP區域，指定vip地址
        192.168.1.100
    }   
}   

virtual_server 192.168.1.100 3306 { //設置虛擬服務器，須要指定虛擬IP地址和服務端口，IP與端口之間用空格隔開
    delay_loop 6    //設置運行狀況檢查時間，單位是秒
    lb_algo rr      //設置後端調度算法，這裏設置爲rr，即輪詢算法
    lb_kind DR      //設置LVS實現負載均衡的機制，有NAT、TUN、DR三個模式可選
    persistence_timeout 50  //會話保持時間，單位是秒。這個選項對動態網頁是很是有用的，爲集羣系統中的session共享提供了一個很好的解決方案。有了這個會話保持功能，用戶的請求會被一直分發到某個服務節點，直到超過這個會話的保持時間。
    protocol TCP    //指定轉發協議類型，有TCP和UDP兩種
    real_server 192.168.1.1 3306 {  //配置服務節點1，須要指定real server的真實IP地址和端口，IP與端口之間用空格隔開
    notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh
        weight 1    //配置服務節點的權值，權值大小用數字表示，數字越大，權值越高，設置權值大小爲了區分不一樣性能的服務器
    notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh    //檢測到realserver的mysql服務down後執行的腳本
        TCP_CHECK {
            connect_port 3306   //健康檢查端口
            connect_timeout 3   //鏈接超時時間
            retry 3 //重連次數
            delay_before_retry 3    //重連間隔時間
        } 
    } 
}

mysql-master01上有關keepalived.conf的具體配置以下：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id mysql-master01
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    nopreempt
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}

virtual_server 192.168.1.100 3306 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
    real_server 192.168.1.1 3306 {
    notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 3306
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

編寫腳本文件中對應的腳本，並啓動服務

[root@mysql-master01 ~]# mkdir /etc/keepalived/bin/
[root@mysql-master01 ~]# vim /etc/keepalived/bin/mysql.sh
#!/bin/bash
pkill keepalived
[root@mysql-master01 ~]# chmod +x /etc/keepalived/bin/mysql.sh  
//添加執行權限，否則沒有權限執行腳本，則關閉不了keepalived
[root@mysql-master01 ~]# systemctl start keepalived.service

mysql-master02主機上的keepalived.conf文件的修改：

[root@mysql-master01 ~]# scp /etc/keepalived/keepalived.conf 192.168.1.8:/etc/keepalived/
[root@mysql-master02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id mysql-master02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 50
    nopreempt
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    } 
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100 
    } 
} 

virtual_server 192.168.1.100 3306 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr 
    lb_kind DR 
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
    real_server 192.168.1.8 3306 {
    notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 3306
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        } 
    }
}

編寫腳本，並啓動服務

[root@mysql-master02 ~]# mkdir /etc/keepalived/bin/
[root@mysql-master02 ~]# vim /etc/keepalived/bin/mysql.sh
#!/bin/bash
pkill keepalived
[root@mysql-master02 ~]# chmod +x /etc/keepalived/bin/mysql.sh
[root@mysql-master02 ~]# systemctl start keepalived.service

三、測試 在mysql-master01和mysql-master02分別執行命令查看mysql-master01和mysql-master02對VIP（羣集虛擬IP）的控制權。

mysql-master01:

[root@mysql-master01 ~]# ip a

MySQL高可用之KeepAlived+雙主

mysql-master02:

[root@mysql-master02 ~]# ip a

MySQL高可用之KeepAlived+雙主

模擬mysql-master01宕機，查看是否會自動關閉keepalived服務，而且漂移地址轉換到了mysql-master02

[root@mysql-master01 ~]#  ps -ef |grep keep

MySQL高可用之KeepAlived+雙主
mysql-master02：

[root@mysql-master02 ~]# ip a

MySQL高可用之KeepAlived+雙主

由於兩臺keepalived的配置文件都關閉了佔先權，因此即便mysql-master01的服務再次啓動，漂移地址也依然在mysql-master02上。
MySQL高可用之KeepAlived+雙主
MySQL高可用之KeepAlived+雙主

總結：

Keepalived+mysql雙主通常來講，中小型規模的時候，採用這種架構是最省事的。 在master節點發生故障後，利用keepalived的高可用機制實現快速切換到備用節點。

在這個方案裏，須要注意的地方：

一、採用keepalived做爲高可用方案時，兩個節點最好都設置成BACKUP模式，避免由於意外狀況下（好比腦裂（經過心跳機制來監聽對方狀態,若是心跳失效,每臺電腦都認爲對方失效了,從而把本身提高爲主,致使數據不一致））相互搶佔致使往兩個節點寫入相同數據而引起衝突； 二、把兩個節點的auto_increment_increment（自增步長）和auto_increment_offset（自增起始值）設成不一樣值。其目的是爲了不master節點意外宕機時，可能會有部分binlog未能及時複製到slave上被應用，從而會致使slave新寫入數據的自增值和原先master上衝突了，所以一開始就使其錯開；可是，若是有合適的容錯機制能解決主從自增ID衝突的話，也能夠不這麼作； 三、slave節點服務器配置不要太差，不然更容易致使複製延遲。做爲熱備節點的slave服務器，硬件配置不能低於master節點； 四、若是對延遲問題很敏感的話，可考慮使用MariaDB分支版本，或者直接上線MySQL 5.7最新版本，利用多線程複製的方式能夠很大程度下降複製延遲；

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