基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

時間  2020-02-02
標籤 基於 mha 搭建 mysql replication 集羣 可用 架構 欄目 MySQL 简体版
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MHA架構介紹

MHA是Master High Availability的縮寫，它是目前MySQL高可用方面的一個相對成熟的解決方案，其核心是使用perl語言編寫的一組腳本，是一套優秀的做爲MySQL高可用性環境下故障切換和主從提高的高可用軟件。在MySQL故障切換過程當中，MHA能作到在0~30秒以內自動完成數據庫的故障切換操做，而且能在最大程度上保證數據的一致性，以達到真正意義上的高可用。前端

基於MHA的架構不像MMM那樣須要搭建主主複製，只須要搭建基本的主從複製架構便可。由於MHA在主庫掛掉時，是在多個從庫中選取出一個從庫做爲新的主庫。MHA集羣中的各節點彼此之間均須要基於ssh互信通訊，以實現遠程控制及數據管理功能。node

MHA提供了什麼功能：mysql

  • 能夠監控Master節點是否可用
  • 當Master不可用時，能在多個Slave中選舉出新的Master
  • 提供了主從切換和故障轉移功能，MHA會嘗試在宕機的Master上保存binlog，在最大程度上保證事務不丟失。但若是是Master所在的服務器已經沒法訪問，或硬件層面出現了問題，則沒法成功保存binlog
  • MHA能夠與半同步複製結合，避免從庫之間出現數據不一致的狀況
  • 支持MySQL基於GTID和基於日誌點的兩種複製方式

MHA故障轉移過程：git

  1. 嘗試使用ssh登陸到宕機崩潰的Master節點上保存二進制日誌事件（binlog events）;
  2. 從多個Slave中識別含有最新更新的Slave，將其做爲備選的Master；
  3. 而後基於該Slave同步差別的中繼日誌（relaylog）到其餘的Slave上；
  4. 接着同步從原Master上保存的二進制日誌事件（binlog events）；
  5. 將備選的Master提高爲新的Master；
  6. 使其餘的Slave鏈接新的Master進行復制；
  7. 在新的Master啓動vip地址，保證前端請求能夠發送到新的Master。

MHA的架構圖以下：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構github

動手搭建MHA架構

本文中所使用的機器說明：sql

名稱 IP 角色
master 192.168.190.151 主庫
slave-01 192.168.190.152 從庫
slave-02 192.168.190.154 從庫
manager 192.168.190.153 集羣管理節點（MHA）

環境版本說明：數據庫

  • 操做系統版本：CentOS 7
  • MySQL版本：8.0.19
  • MHA版本：0.58

另外的說明：vim

  • 會來了解MMM架構的小夥伴們想必都已經掌握了MySQL的安裝方式，並且介紹MySQL的安裝也有不少文章，因此本文爲了減小沒必要要的篇幅就不演示MySQL的安裝了，文中所用到的機器都已經提早安裝好了MySQL。

配置主從節點的配置文件

一、在全部主從節點上使用以下語句建立用於主從複製的MySQL用戶，由於每一個從庫都有可能會被選舉爲主庫，因此都須要擁有用於複製的用戶：centos

create user 'repl'@'%' identified with mysql_native_password by 'Abc_123456';
grant replication slave on *.* to 'repl'@'%';
flush privileges;

二、而後修改master節點上的MySQL配置文件：安全

[root@master ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
# 設置當前節點的id
server_id=101
# 開啓binlog，並指定binlog文件的名稱
log_bin=mysql_bin
# 開啓relay_log，並指定relay_log文件的名稱
relay_log=relay_bin
# 將relaylog的同步內容記錄到binlog中
log_slave_updates=on
# 開啓GTID複製模式
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=1

三、在slave-01的配置文件中也是添加同樣配置，只不過server_id不同：

[root@slave-01 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server_id=102
log_bin=mysql_bin
relay_log=relay_bin
log_slave_updates=on
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=1

四、接着是配置slave-02：

[root@slave-02 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server_id=103
log_bin=mysql_bin
relay_log=relay_bin
log_slave_updates=on
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=1

完成以上配置文件的修改後，分別重啓這三個節點上的MySQL服務：

[root@master ~]# systemctl restart mysqld
[root@slave-01 ~]# systemctl restart mysqld
[root@slave-02 ~]# systemctl restart mysqld

配置slave-01對master的主從關係

進入slave-01節點的MySQL命令行終端，分別執行以下語句來配置主從複製鏈路：

mysql> stop slave;  -- 中止主從同步
mysql> change master to master_host='192.168.190.151', master_port=3306, master_user='repl', master_password='Abc_123456', master_auto_position=1;  -- 配置master節點的鏈接信息
mysql> start slave;  -- 啓動主從同步

配置完主從複製鏈路後，使用show slave status\G;語句查看主從同步狀態，Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running的值均爲Yes才能表示主從同步狀態是正常的：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

配置slave-02對master的主從關係

一樣的步驟，進入slave-02節點的MySQL命令行終端，分別執行以下語句來配置主從複製鏈路：

mysql> stop slave;  -- 中止主從同步
mysql> change master to master_host='192.168.190.151', master_port=3306, master_user='repl', master_password='Abc_123456', master_auto_position=1;  -- 配置master節點的鏈接信息
mysql> start slave;  -- 啓動主從同步

配置完主從複製鏈路後，使用show slave status\G;語句查看主從同步狀態，Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running的值均爲Yes才能表示主從同步狀態是正常的：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

配置ssh免密登陸

配置集羣內全部主機之間可以經過ssh免密登陸，由於MHA是基於ssh去實現遠程控制及數據管理的。例如，故障轉移過程當中保存原Master節點的二進制日誌以及配置虛擬IP等。

一、生成ssh登陸密鑰：

[root@master ~]# ssh-keygen
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa): 
Enter passphrase (empty for no passphrase): 
Enter same passphrase again: 
Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:LzRXziRQPrqaKEteH6KrZpCiV6uGP6GTi6RonE7Hhms root@master
The key's randomart image is:
+---[RSA 2048]----+
|        ...      |
|         o       |
|          + o    |
|         . B     |
| .      S . o    |
|+ + .  . =       |
|=Bo*o.. o .      |
|%EOo.+ + .       |
|%XB*. +          |
+----[SHA256]-----+

二、將密鑰拷貝到其餘服務器上：

[root@master ~]# ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa root@192.168.190.151
[root@master ~]# ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa root@192.168.190.152
[root@master ~]# ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa root@192.168.190.154
[root@master ~]# ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa root@192.168.190.153

而後到集羣中其餘節點上進行一樣的操做，因爲是重複的操做這裏就不演示了。最後簡單測試下可否正常免密登陸便可：

[root@master ~]# ssh root@192.168.190.152
Last failed login: Sat Feb  1 15:29:38 CST 2020 from 192.168.190.151 on ssh:notty
There was 1 failed login attempt since the last successful login.  # 沒有要求輸入密碼，測試成功
Last login: Sat Feb  1 14:14:03 2020 from 192.168.190.1
[root@slave-01 ~]#

安裝MHA軟件包

一、首先在全部的節點上安裝mha4mysql-node軟件包，安裝包可到以下地址進行下載：

下載好的rpm文件以下：

[root@master ~]# ls *.rpm
mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
[root@master ~]#

在安裝該rpm包以前須要先安裝perl相關依賴：

[root@master ~]# yum -y install epel-release
[root@master ~]# yum -y install perl-DBD-MySQL perl-DBI ncftp

如今就能夠安裝mha4mysql-node了，命令以下：

[root@master ~]# rpm -ivh mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
  • Tips：另外的兩個Slave節點和監控節點按如上步驟安裝便可，這裏就不重複演示了

二、接着是在監控節點manager上安裝mha4mysql-manager軟件包，安裝包到以下地址進行下載：

下載好的rpm文件以下：

[root@manager ~]# ls *.rpm
mha4mysql-manager-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
[root@manager ~]#

一樣，在安裝該rpm包以前須要先安裝perl相關依賴：

[root@manager ~]# yum -y install epel-release
[root@manager ~]# yum -y install perl-Config-Tiny perl-Time-HiRes perl-Parallel-ForkManager perl-Log-Dispatch perl-DBD-MySQL ncftp

而後安裝mha4mysql-manager包，命令以下：

[root@manager ~]# rpm -ivh mha4mysql-manager-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm

配置MHA管理節點

一、建立MHA的配置文件存放目錄和工做目錄：

[root@manager ~]# mkdir /etc/mha
[root@manager ~]# mkdir /home/mysql_mha

二、建立MHA的配置文件，並添加以下內容：

[root@manager ~]# vim /etc/mha/mysql_mha.cnf
[server default]
# mha用於訪問數據庫的帳戶和密碼
user=mha
password=Abc_123456
# 指定mha的工做目錄
manager_workdir=/home/mysql_mha
# mha日誌文件的存放路徑
manager_log=/home/mysql_mha/manager.log
# 指定mha在遠程節點上的工做目錄
remote_workdir=/home/mysql_mha
# 可使用ssh登陸的用戶
ssh_user=root
# 用於主從複製的MySQL用戶和密碼
repl_user=repl
repl_password=Abc_123456
# 指定間隔多少秒檢測一次
ping_interval=1
# 指定master節點存放binlog日誌文件的目錄
master_binlog_dir=/var/lib/mysql
# 指定一個腳本，該腳本實現了在主從切換以後，將虛擬IP漂移到新的Master上
master_ip_failover_script=/usr/bin/master_ip_failover
# 指定用於二次檢查節點狀態的腳本
secondary_check_script=/usr/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.190.151 -s 192.168.190.152 -s 192.168.190.154

# 配置集羣中的節點信息
[server1]
hostname=192.168.190.151
# 指定該節點能夠參與Master選舉
candidate_master=1

[server2]
hostname=192.168.190.152
candidate_master=1

[server3]
hostname=192.168.190.154
# 指定該節點不能參與Master選舉
no_master=1

三、編寫配置文件中所配置的master_ip_failover腳本，該腳本是根據MHA的官方示例修改的，MHA默認並無提供。須要注意腳本中的幾處地方須要根據實際狀況進行修改，已用註釋標明：

[root@manager ~]# vim /usr/bin/master_ip_failover
#!/usr/bin/env perl

use strict;
use warnings FATAL => 'all';

use Getopt::Long;

my (
    $command, $orig_master_host, $orig_master_ip,$ssh_user,
    $orig_master_port, $new_master_host, $new_master_ip,$new_master_port,
    $orig_master_ssh_port,$new_master_ssh_port,$new_master_user,$new_master_password
);

# 這裏定義的虛擬IP能夠根據實際狀況進行修改
my $vip = '192.168.190.80/24';
my $key = '1';
# 這裏的網卡名稱 「ens32」 須要根據你機器的網卡名稱進行修改
my $ssh_start_vip = "sudo /sbin/ifconfig ens32:$key $vip";
my $ssh_stop_vip = "sudo /sbin/ifconfig ens32:$key down";
my $ssh_Bcast_arp= "sudo /sbin/arping -I bond0 -c 3 -A $vip";

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,
    'orig_master_ssh_port=i' => \$orig_master_ssh_port,
    'new_master_host=s'  => \$new_master_host,
    'new_master_ip=s'    => \$new_master_ip,
    'new_master_port=i'  => \$new_master_port,
    'new_master_ssh_port' => \$new_master_ssh_port,
    'new_master_user' => \$new_master_user,
    'new_master_password' => \$new_master_password

);

exit &main();

sub main {
    $ssh_user = defined $ssh_user ? $ssh_user : 'root';
    print "\n\nIN SCRIPT TEST====$ssh_user|$ssh_stop_vip==$ssh_user|$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();
        &start_arp();
            $exit_code = 0;
        };
        if ($@) {
            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 \"`;
}
sub stop_vip() {
    `ssh $ssh_user\@$orig_master_host \" $ssh_stop_vip \"`;
}

sub start_arp() {
    `ssh $ssh_user\@$new_master_host \" $ssh_Bcast_arp \"`;
}
sub usage {
    print
    "Usage: master_ip_failover --command=start|stop|stopssh|status --ssh_user=user --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";
}

還須要給該腳本添加可執行權限，不然MHA是沒法調用的：

[root@manager ~]# chmod a+x /usr/bin/master_ip_failover

四、根據配置文件中remote_workdir的配置，需在其餘節點上建立MHA的遠程工做目錄：

[root@master ~]# mkdir /home/mysql_mha
[root@slave-01 ~]# mkdir /home/mysql_mha
[root@slave-02 ~]# mkdir /home/mysql_mha

五、在配置文件中指定了讓manager使用mha這個用戶來訪問數據庫節點，因此須要在master節點上建立mha用戶：

create user 'mha'@'%' identified with mysql_native_password by 'Abc_123456';
grant all privileges on *.* to 'mha'@'%';
flush privileges;

六、完成以上全部步驟後，在manager節點上使用masterha_check_ssh和masterha_check_repl對配置進行檢查，其中masterha_check_ssh用於檢查ssh登陸是否正常，而masterha_check_repl則用於檢查主從節點的複製鏈路是否正常：

[root@manager ~]# masterha_check_ssh --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf
[root@manager ~]# masterha_check_repl --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf

執行結果以下：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

七、以上檢測都經過後，就能夠啓動MHA服務了。啓動命令以下：

[root@manager ~]# nohup masterha_manager --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf &

啓動完成後，可使用ps命令查看masterha_manager進程是否存在，以下存在則表明啓動成功：

[root@manager ~]# ps aux |grep masterha_manager
root       2842  0.3  1.1 299648 22032 pts/0    S    18:30   0:00 perl /usr/bin/masterha_manager --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf
root       2901  0.0  0.0 112728   976 pts/0    R+   18:31   0:00 grep --color=auto masterha_manager
[root@manager ~]#

八、最後咱們須要到master節點上，手動去配置虛擬IP。由於MHA只會在主從切換時漂移虛擬IP到新的Master節點，而不會在第一次啓動時主動去設置Master的虛擬IP，因此咱們須要手動設置。設置虛擬IP的命令以下：

[root@master ~]# ifconfig ens32:1 192.168.190.80/24

設置成功後，使用ip addr命令能夠看到網卡上綁定的虛擬IP：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

測試MHA服務

到此爲止，咱們就已經完成了MHA高可用架構的搭建，接下來咱們對其進行一些簡單的測試。例如，測試下是否能正常ping通虛擬IP，畢竟應用端訪問數據庫時鏈接的是虛擬IP，因此首先得確保虛擬IP是可以被訪問的。以下：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

能ping通以後，使用Navicat等遠程鏈接工具測試下可否正常經過虛擬IP鏈接上數據庫：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

肯定了虛擬IP能正常訪問後，接着測試MHA是否可以正常進行主從切換，首先將master節點上的MySQL服務給停掉，模擬Master宕機：

[root@master ~]# systemctl stop mysqld

正常狀況下，此時master節點上的網卡就不會再綁定該虛擬IP：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

而是會被MHA漂移到slave-01節點的網卡上，由於此時該Slave就是新的Master：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

接着進入slave-02節點上的MySQL命令行終端，確認下該Slave是否已經正常與新的Master進行同步。以前咱們配置slave-02的主庫是master，如今將master停掉後，能夠看到slave-02的Master_Host已經被MHA切換成了slave-01的IP：
基於MHA搭建MySQL Replication集羣高可用架構

通過以上測試後，能夠看到咱們搭建的MHA架構是可以正常運行的，已經使得Replication集羣擁有了基本的高可用能力，即使Master下線後也能正常從Slave中選舉新的Master並進行切換，也正確創建了其餘Slave與新Master的複製鏈路。

MHA架構優缺點

優勢：

  • 使用Perl腳本語言開發而且徹底開源，開發者能夠根據本身的需求進行二次開發
  • 可以支持基於GTID和基於日誌點的複製模式
  • MHA在進行故障轉移時更不易產生數據丟失
  • 在一個監控節點上能夠監控多個Replication集羣

缺點：

  • MHA默認不提供虛擬IP功能，須要自行編寫腳本或利用第三方工具來實現虛擬IP的配置
  • MHA啓動後只會對Master進行監控，不會對Slave進行監控，也沒法監控複製鏈路的狀況
  • 集羣環境須要可以經過ssh免密登陸，存在必定的安全隱患
  • MHA沒有提供對Slave的讀負載均衡功能，須要經過第三方工具來實現
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