Mysql进阶(4)——基于MHA的MySQL高可用架构

前言

MySQL高可用性大杀器之MHA

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DeNA公司youshimaton（现就职于 Facebook公司）开发，是一套优秀的作为MySQL高可用性环境下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。

该软件由两部分组成：MHA Manager（管理节点）和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节点上。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。

在MHA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的不丢失，但这并不总是可行的。例如，如果主服务器 硬件故障或无法通过ssh访问，MHA没法保存二进制日志，只进行故障转移而丢失了最新的数据。使用MySQL 5.5的半同步复制，可以大大降低数据丢失的风险。MHA可以与半同步复制结合起来。如果只有一个slave已经收到了最新的二进制日志，MHA可以将最 新的二进制日志应用于其他所有的slave服务器上，因此可以保证所有节点的数据一致性。

目前MHA主要支持一主多从的架构，要搭建MHA,要求一个复制集群中必须最少有三台数据库服务器，一主二从，即一台充当master，一台充当备用master，另外一台充当从库，因为至少需要三台服务器，出于机器成本的考虑，淘宝也在该基础上进行了改造，目前淘宝TMHA已经支持一主一从。

要求和原理：

（1）需要奇数个节点
（2）当一个master节点挂掉之后投票选出一个新的master，偶数个节点会出现票数相同的状况，但奇数个就不会
（3）所有数据节点的数据一致，每一台数据节点都有可能作为master
（4）每个节点都要安装master和slave插件；

实验环境：

主机名	IP	角色
server1	172.25.6.1	master
server2	172.25.6.2	slave（备master）
server3	172.25.6.3	slave
server4	172.25.6.4	MHA

配置过程

1.（1）重新配置server1的mysql服务

[root@server1 mysql]# systemctl stop mysqld
[root@server1 mysql]# vim /etc/my.cnf
[root@server1 mysql]# ls

29 server-id=1
30 gtid_mode=ON
31 enforce_gtid_consistency=ON
32 log_bin=binlog
33 log_slave_updates=ON

[root@server1 mysql]# pwd
/var/lib/mysql
[root@server1 mysql]# rm -fr *
[root@server1 mysql]# ls
[root@server1 mysql]# systemctl start mysqld
[root@server1 mysql]# grep password /var/log/mysqld.log
[root@server1 mysql]# mysql -p
mysql> alter user root@localhost identified by 'ZHOUpeng123.';
mysql> show databases;
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO repl@'172.25.6.%' IDENTIFIED BY 'ZHOUpeng123.';
mysql> SHOW MASTER STATUS;

（2）配置server2的mysql服务

[root@server2 ~]# systemctl stop mysqld
[root@server2 ~]# cd /var/lib/mysql
[root@server2 mysql]# ls
[root@server2 mysql]# rm -fr *
[root@server2 mysql]# ls
[root@server2 mysql]# vim /etc/my.cnf

server-id = 2
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=ON
log_slave_updates=ON
log_bin=binlog

[root@server2 mysql]# systemctl start mysqld
[root@server2 mysql]# grep password /var/log/mysqld.log
[root@server2 mysql]# mysql -p
mysql> alter user root@localhost identified by 'ZHOUpeng123.';
mysql> show databases;
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='172.25.6.1',MASTER_USER='repl',
MASTER_PASSWORD='ZHOUpeng123.',MASTER_AUTO_POSITION=1;
mysql> START SLAVE;
mysql> SHOW SLAVE STATUS\G

（3）配置server3的mysql服务

[root@server3 ~]# systemctl stop mysqld
[root@server3 ~]# cd /var/lib
[root@server3 lib]# cd mysql
[root@server3 mysql]# ls

server-id=3
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=ON
log_slave_updates=ON
log_bin=binlog
[root@server3 mysql]# rm -fr *
[root@server3 mysql]# ls
[root@server3 mysql]# vim /etc/my.cnf
[root@server3 mysql]# systemctl start mysqld
[root@server3 mysql]# grep password /var/log/mysqld.log
[root@server3 mysql]# mysql -p
mysql> alter user root@localhost identified by 'ZHOUpeng123.';
mysql> show databases;

mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='172.25.6.1',MASTER_USER='repl',
MASTER_PASSWORD='ZHOUpeng123.',MASTER_AUTO_POSITION=1;

mysql> START SLAVE;
mysql> SHOW SLAVE STATUS\G

2.测试主从复制

server1：

mysql> create database redhat;
mysql> use redhat;
mysql> create table usertb (
-> username varchar(10) not null,
-> password varchar(15) not null);
mysql> insert into usertb values ('user1','123');
mysql> select * from usertb;

server2：

mysql> select * from redhat.usertb;

server3：

mysql> select * from redhat.usertb;

备份数据库 :

[root@server1 ~]# mysqldump --all-databases --single-transaction --triggers
--routines --events --host=127.0.0.1 --port=3306 --user=root
--password=ZHOUpeng123. > test.sql

一、手动同步

1.server4上安装需要的软件

[root@server4 MHA-7]# yum install mha4mysql-manager-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm perl-*

2.生成ssh密钥，管理节点是不需要输入密码，将生成的公钥和私钥传给数据节点

[root@server4 ~]# ssh-keygen
[root@server4 ~]# ssh-copy-id server1
[root@server4 ~]# ssh-copy-id server2
[root@server4 ~]# ssh-copy-id server3

[root@server4 ~]# scp -r .ssh server1:
[root@server4 ~]# scp -r .ssh server2:
[root@server4 ~]# scp -r .ssh server3:

测试：

实现免密登陆

[root@server4 ~]# ssh server1
[root@server4 ~]# ssh server2
[root@server4 ~]# ssh server3

.
3.将节点的安装包传给数据节点

[root@server4 ~]# ls
MHA-7
[root@server4 ~]# cd MHA-7/
[root@server4 MHA-7]# ls
[root@server4 MHA-7]# scp -r mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm server1:/root/
[root@server4 MHA-7]# scp -r mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm server2:/root/
[root@server4 MHA-7]# scp -r mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm server3:/root/

4.数据节点安装

[root@server1 ~]# yum install -y mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
[root@server2 ~]# yum install -y mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
[root@server3 ~]# yum install -y mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm

5.管理节点创建一个目录，编辑配置文件

[root@server4 ~]# mkdir -p /etc/masterha
[root@server4 ~]# cd /etc/masterha/
[root@server4 masterha]# ls
[root@server4 masterha]#
[root@server4 masterha]# vim zp.cnf
[root@server4 masterha]#
[root@server4 masterha]# cd

[server default]
manager_workdir=/etc/masterha
manager_log=/var/log/masterha.log
master_binlog_dir=/etc/masterha
#master_ip_failover_script= /usr/local/bin/master_ip_failover
#master_ip_online_change_script= /usr/local/bin/master_ip_online_change
password=ZHOUpeng123.
user=root
ping_interval=1
remote_workdir=/tmp
repl_password=ZHOUpeng123.
repl_user=repl
#report_script=/usr/local/send_report
#secondary_check_script= /usr/local/bin/masterha_secondary_check -s server03 -s server02
#shutdown_script=""
ssh_user=root

[server1]
hostname=172.25.6.1
port=3306

[server2]
hostname=172.25.6.2
port=3306
candidate_master=1
check_repl_delay=0

[server3]
hostname=172.25.6.3
port=3306
no_master=1

6.管理节点ssh检查

[root@server4 ~]# masterha_check_ssh --conf=/etc/masterha/zp.cnf

7.数据节点授权

server1： 所有权限

mysql> grant all on *.* to root@'%' identified by 'ZHOUpeng123.';

server2 和 server3： 只读

mysql> set global read_only=1;

8.管理节点环境健康检查

[root@server4 ~]# masterha_check_repl --conf=/etc/masterha/app1.cnf
MySQL Replication Health is OK.

9. 手动替换master

（1）关闭当前的master节点的mysql服务

[root@server1 ~]# systemctl stop mysqld

（2）手动替换master节点

[root@server4 ~]# masterha_master_switch --master_state=dead
--conf=/etc/masterha/zp.cnf  --dead_master_host=172.25.6.1
--dead_master_port=3306 --new_master_host=172.25.6.2 --new_master_port=3306

（3）开启server1的master服务，将他的master改为server2

[root@server1 ~]# systemctl start mysqld[root@server1 ~]# mysql -p
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='172.25.6.2',MASTER_USER='repl',
MASTER_PASSWORD='ZHOUpeng123.',MASTER_AUTO_POSITION=1;               ##  打开slave
mysql> start slave;

测试：

server1:

mysql> show slave status\G

server2:

查看不出来

mysql> show slave status\G

server3:

mysql> show slave status\G

由此实现了当master节点出现故障，节点的手动切换；下面我们将要演示master节点的自动切换

二、自动切换

1.删除故障文件

[root@server4 ~]# cd /etc/masterha/
[root@server4 masterha]# ls
zp.cnf  zp.failover.complete
[root@server4 masterha]#
[root@server4 masterha]# rm -fr   zp.failover.complete
[root@server4 masterha]# ls

2.输入命令自动替换

masterha_master_switch --conf=/etc/masterha/zp.cnf --master_state=alive --
new_master_host=172.25.6.1 --new_master_port=3306 --orig_master_is_new_slave --
running_updates_limit=10000

测试
server1: 查看不到

mysql> mysql> show slave status\GEmpty set (0.00 sec)

server2和server3： master是server1

mysql> mysql> show slave status\G

三、自动切换

1.server4创建一个检测进程

[root@server4 masterha]# nohup masterha_manager
--conf=/etc/masterha/zp.cnf &> /dev/null &

[root@server4 masterha]# ps a

2.server1（当前master关闭myslq服务）

[root@server1 ~]# systemctl stop mysqld

3.server4上监控进程停止

4.server2上查看不到

mysql> show slave status\G

server3上查看到master是server2

5.server1重新开启master

[root@server1 ~]# systemctl start mysqld

配置主从复制

[root@server1 ~]# mysql -p

mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='172.25.6.2',MASTER_USER='repl',
MASTER_PASSWORD='ZHOUpeng123.',MASTER_AUTO_POSITION=1;
打开slave
mysql> start slave;

查看master是server2

mysql> show slave status\G

四、脚本控制（通过vip的漂移查看）

1.编辑配置文件，将以下两行的注释打开

master_ip_failover_script= /usr/local/bin/master_ip_failover
master_ip_online_change_script= /usr/local/bin/master_ip_online_change

2.编写两个脚本，主要内容如下：（脚本全文在本文尾附上）

[root@server4 ~]# vim master_ip_failover

[root@server4 ~]# vim master_ip_online_change

3.将这两个脚本复制到/usr/local/bin下

[root@server4 ~]# cp master_ip_* /usr/local/bin/

4.给两个脚本加上可执行权限

[root@server4 ~]# chmod +x /usr/local/bin/master_ip_*
[root@server4 ~]#
[root@server4 ~]# ll /usr/local/bin/master_ip_*

5.给server2（当前master）上添加一个vip

[root@server2 ~]# ip addr add 172.25.6.100/24 dev eth0
[root@server2 ~]# ip addr

6.server4 手动切换master到server1

[root@server4 bin]# masterha_master_switch --conf=/etc/masterha/zp.cnf
--master_state=alive --new_master_host=172.25.6.1 --new_master_port=3306
--orig_master_is_new_slave --running_updates_limit=10000

可以看到这个切换的过程

7.测试：

server1可以查看到vip

[root@server1 ~]# ip addr

[root@server2 ~]# ip addr	##server2上的vip自动删除

server3查看现在的master是server1

五、自动切换

1.删除故障文件

[root@server4 masterha]# ls
zp.cnf  zp.failover.complete
[root@server4 masterha]# rm -rf zp.failover.complete
[root@server4 masterha]# ls
zp.cnf

2.创建监控master的进程

[root@server4 masterha]# nohup masterha_manager --conf=/etc/masterha/zp.cnf &> /dev/null &

[root@server4 masterha]# ps a

3.server1关闭mysql服务

[root@server1 ~]# systemctl stop mysqld

4.监控master的进程挂掉

5.测试：

server2可以查看到vip

[root@server2 ~]# ip a

server3查看到master是server2

注意：每一次切换都会生成一个app1.failover.complete文件（简称故障文件），要将这个文件删除，否则会出错

创建一个监控master的进程，这个进程会实时监控master节点的状态，一旦master节点出现故障（宕机），server4（管理节点）就会自动执行/usr/local/bin下的两个脚本，在正常运行的节点中选择一个最新的来作为新的master节点，同时当前的进程更会挂掉，因为他监控的master已经不再当前集群

脚本详情

master_ip_failover

#!/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
);

my $vip = '172.25.6.100/24';
my $key = '1';
my $ssh_start_vip = "/sbin/ip addr add $vip dev eth0";
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ip addr del $vip dev eth0";

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 \" $ssh_start_vip \"`;
}
sub stop_vip() {
return 0  unless  ($ssh_user);
`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";
}

master_ip_online_change

#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings FATAL =>'all';

use Getopt::Long;

my $vip = '172.25.6.100/24';  # Virtual IP
my $key = "1";
my $ssh_start_vip = "/sbin/ip addr add $vip dev eth0";
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ip addr del $vip dev eth0";
my $exit_code = 0;

my (
$command,              $orig_master_is_new_slave, $orig_master_host,
$orig_master_ip,       $orig_master_port,         $orig_master_user,
$orig_master_password, $orig_master_ssh_user,     $new_master_host,
$new_master_ip,        $new_master_port,          $new_master_user,
$new_master_password,  $new_master_ssh_user,
);
GetOptions(
'command=s'                => \$command,
'orig_master_is_new_slave' => \$orig_master_is_new_slave,
'orig_master_host=s'       => \$orig_master_host,
'orig_master_ip=s'         => \$orig_master_ip,
'orig_master_port=i'       => \$orig_master_port,
'orig_master_user=s'       => \$orig_master_user,
'orig_master_password=s'   => \$orig_master_password,
'orig_master_ssh_user=s'   => \$orig_master_ssh_user,
'new_master_host=s'        => \$new_master_host,
'new_master_ip=s'          => \$new_master_ip,
'new_master_port=i'        => \$new_master_port,
'new_master_user=s'        => \$new_master_user,
'new_master_password=s'    => \$new_master_password,
'new_master_ssh_user=s'    => \$new_master_ssh_user,
);

exit &main();

sub main {

#print "\n\nIN SCRIPT TEST====$ssh_stop_vip==$ssh_start_vip===\n\n";

if ( $command eq "stop" || $command eq "stopssh" ) {

# $orig_master_host, $orig_master_ip, $orig_master_port are passed.
# If you manage master ip address at global catalog database,
# invalidate orig_master_ip here.
my $exit_code = 1;
eval {
print "\n\n\n***************************************************************\n";
print "Disabling the VIP - $vip on old master: $orig_master_host\n";
print "***************************************************************\n\n\n\n";
&stop_vip();
$exit_code = 0;
};
if ($@) {
warn "Got Error: $@\n";
exit $exit_code;
}
exit $exit_code;
}
elsif ( $command eq "start" ) {

# all arguments are passed.
# If you manage master ip address at global catalog database,
# activate new_master_ip here.
# You can also grant write access (create user, set read_only=0, etc) here.
my $exit_code = 10;
eval {
print "\n\n\n***************************************************************\n";
print "Enabling the VIP - $vip on new master: $new_master_host \n";
print "***************************************************************\n\n\n\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";
`ssh $orig_master_ssh_user\@$orig_master_host \" $ssh_start_vip \"`;
exit 0;
}
else {
&usage();
exit 1;
}
}

# A simple system call that enable the VIP on the new master
sub start_vip() {
`ssh $new_master_ssh_user\@$new_master_host \" $ssh_start_vip \"`;
}
# A simple system call that disable the VIP on the old_master
sub stop_vip() {
`ssh $orig_master_ssh_user\@$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";
}