MySQL高可用之MHA架构

2023年 10月 1日 30.2k 0

一、MHA概述

1.什么是 MHA

MHA(MasterHigh Availability)是一套优秀的MySQL高可用环境下故障切换和主从复制的软件。

MHA 的出现就是解决MySQL 单点故障的问题。

MySQL故障切换过程中,MHA能做到0-30秒内自动完成故障切换操作。

MHA能在故障切换的过程中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。

2 . MHA 的组成组件

1)MHA Node(数据节点)

  • MHA Node 运行在每台 MySQL 服务器上。

2)MHA Manager(管理节点)

  • 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 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。

3 MHA 的特点

  • 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,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支持一主多从架构,最少三台服务器,即一主两从。

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MySQL MHA搭建准备

1 实验思路

1)MHA架构:①数据库安装 ②一主两从 ③MHA搭建

2)故障模拟:①主库失效 ②备选主库成为主库 ③原故障主库恢复重新加入到MHA成为从库

 部署MHA实现MySQL高可用

#manager服务器
192.168.67.107

1 首先实现主从复制

2 前置准备

#主服务器
192.168.67.100

#从服务器1
192.168.67.102
#从服务器2
192.168.67.103

 #manager服务器
    192.168.67.107

1.Master、Slave1、Slave2 节点上安装 mysql5.7

2.修改 Master、Slave1、Slave2 节点的主机名

systemctl disable --now firewalld
setenforce 0
#关闭防火墙和selinux策略

hostnamectl set-hostname mysql1
hostnamectl set-hostname mysql2
hostnamectl set-hostname mysql3
hostnamectl set-hostname manager
#修改主机名(4台机器均要修改)

image.png

#为了方便之后可以使用主机名进行通信(4台机器均要修改)
vim /etc/hosts
#添加地址映射
192.168.47.100 mysql1
192.168.47.102 mysql2
192.168.47.103 mysql3
192.168.47.107 manager

image.png

3.修改 Master、Slave1、Slave2 节点的 Mysql主配置文件/etc/my.cnf

vim /etc/my.cnf
#编辑配置文件,添加二进制日志和中继日志

[mysqld]
server-id = 1
log_bin = mysql-bin
binlog_format = mixed
log-slave-updates = 1
relay-log = relay-log-bin
relay-log-index = relay-log-bin.index

systemctl restart mysqld

image.png

image.png

image.png

image.png

重启mysql

systemctl restart mysqld

MySQL高可用之MHA架构-1

4.在 Master、Slave1、Slave2 、manager节点上都创建两个软链接

ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql /usr/sbin/
ln -s /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog /usr/sbin/
#建立软连接

MySQL高可用之MHA架构-2

时间同步

yum install ntp -y

vim /etc/ntp.conf
--末尾添加--
server 127.127.80.0							#设置本地是时钟源,注意修改网段
fudge 127.127.80.0 stratum 8				#设置时间层级为8(限制在15内)

service ntpd start

image.png

从服务器设置

yum install ntp ntpdate -y

service ntpd start
/usr/sbin/ntpdate 192.168.47.100				#进行时间同步

 crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.47.100

systemctl status crond
保证计划性周期任务开启,这个crond也必须开启

MySQL高可用之MHA架构-3

5.配置 mysql 一主两从

grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.47.%' identified by '123123';
#从数据库同步使用主从复制授权

grant all  on *.* to 'manager'@'192.168.47.%' identified by 'admin123';
# 故障转移授权

image.png

#防止从库通过主机名连接不上主库
grant all  on *.* to 'manager'@'Mysql1' identified by 'admin123';
grant all  on *.* to 'manager'@'Mysql2' identified by 'admin123';
grant all  on *.* to 'manager'@'Mysql3' identified by 'admin123';

flush privileges;

show  master status;
在` Master` 节点查看二进制文件和同步点

image.png

(3)在 Slave1、Slave2 节点执行同步操作

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change master to master_host='192.168.47.100',master_port=3306,master_user='myslave',master_password='123123',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=2337;

start slave;

MySQL高可用之MHA架构-4

image.png

MySQL高可用之MHA架构-5

(4)在 Slave1、Slave2 节点查看数据同步结果

show slave statusG;	
//确保 IO 和 SQL 线程都是 Yes,代表同步正常。

image.png

5)两个从库必须设置为只读模式:

set global read_only=1;

image.png

6)插入数据测试数据库同步

 ##在 Master 主库插入条数据,测试是否同步##
 create database kgc;
 use kgc;
create table ky31(id int,name varchar(10),age int,sex char(1),primary key(id));
insert into ky31 values (1,'yhy',18,'女'),(2,'lzq',88,'男'),(3,'scj',100,'男');

MySQL高可用之MHA架构-6

image.png

MySQL高可用之MHA架构-7

MySQL高可用之MHA架构-8

6.安装 MHA 软件

(1)所有服务器上都安装 MHA 依赖的环境,首先安装 epel 源
yum install epel-release --nogpgcheck -y

yum install -y perl-DBD-MySQL 
perl-Config-Tiny 
perl-Log-Dispatch 
perl-Parallel-ForkManager 
perl-ExtUtils-CBuilder 
perl-ExtUtils-MakeMaker 
perl-CPAN
安装依赖环境

MySQL高可用之MHA架构-9

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给mysql1,2,3拖入安装包mha4mysql-node-0.57.tar.gz。

manager 服务器1:拖入安装包mha4mysql-manager-0.57.tar.gz ;mha4mysql-node-0.57.tar.gz 。

(2)安装 MHA 软件包,先在所有服务器上必须先安装 node 组件
对于每个操作系统版本不一样,这里 CentOS7.4 必须选择 0.57 版本。
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。
cd /opt
tar zxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gz
cd mha4mysql-node-0.57
perl Makefile.PL
make && make install

7-1,7-2,7-3,7-7全部同步操作解压,安装node

image.png

image.png

去managre节点操作

(3)在 MHA manager 节点上安装 manager 组件
cd /opt
tar zxvf mha4mysql-manager-0.57.tar.gz
cd mha4mysql-manager-0.57
perl Makefile.PL
make && make install

MySQL高可用之MHA架构-10

7.在所有服务器上配置无密码认证

1)在 manager 节点上配置到所有数据库节点的无密码认证
    ssh-keygen -t rsa 指定算法				#一路按回车键
ssh-copy-id 192.168.47.100
ssh-copy-id 192.168.47.102
ssh-copy-id 192.168.47.103

MySQL高可用之MHA架构-11

MySQL高可用之MHA架构-12

image.png

2)在 mysql1 上配置到数据库节点 mysql2 和 mysql3 的无密码认证
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.47.102
ssh-copy-id 192.168.47.103

image.png

image.png

(3)在 mysql2 上配置到数据库节点 mysql1 和 mysql3 的无密码认证
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.47.100
ssh-copy-id 192.168.47.103

image.png

(4)在 mysql3 上配置到数据库节点 mysql1 和 mysql2 的无密码认证
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.47.100
ssh-copy-id 192.168.47.102

MySQL高可用之MHA架构-13

image.png

测试免交互登录

MySQL高可用之MHA架构-14

主从服务器上安装sshpass软件实现免交互登录软件

MySQL高可用之MHA架构-15

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编写ssh客户端免交互配置文件主从同操作修改

 vim /etc/ssh/ssh_config 

image.png

验证

MySQL高可用之MHA架构-16

MySQL高可用之MHA架构-17

8.在 manager 节点上配置 MHA

1)在 manager 节点上复制相关脚本到/usr/local/bin 目录
cp -rp /opt/mha4mysql-manager-0.57/samples/scripts /usr/local/bin
//拷贝后会有四个执行文件
ll /usr/local/bin/scripts/

----------------------------------------------
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

MySQL高可用之MHA架构-18

mv master_ip_failover  ../
移动故障切换脚本到上层目录
vim  master_ip_failover 
将原有内容删除;替换新的故障转移脚本
#!/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 = '192.168.80.200';
my $brdc = '192.168.80.255';
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 "nnIN SCRIPT TEST====$ssh_stop_vip==$ssh_start_vip===nn";

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=portn";
}
为了防止复制粘贴出现格式问题:set paste

image.png

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image.png

创建 MHA 软件目录并拷贝配置文件,这里使用app1.cnf配置文件来管理 mysql 节点服务器

创建相关目录(所有节点)

mkdir -p /opt/mysql-mha/mha-node

image.png

manager节点创建manager组件需要的工作目录

mkdir -p /opt/mysql-mha/mha

MySQL高可用之MHA架构-19

编写配置文件

vim  /opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf


[server default]
manager_log=/opt/mysql-mha/manager.log
manager_workdir=/opt/mysql-mha/mha
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/master_ip_online_change
user=manager
password=admin123
port=3306
ping_interval=1
remote_workdir=/opt/mysql-mha/mha-node
repl_user=aaa-slave
repl_password=123123
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.47.102 -s 192.168.47.103
shutdown_script=""
ssh_user=root

[server1]
hostname=192.168.47.100
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.47.102
port=3306

[server3]
hostname=192.168.47.103
port=3306

image.png

MySQL高可用之MHA架构-20

9.第一次配置需要在 Master 节点上手动开启虚拟IP

image.png

10.在 manager 节点上测试 ssh 无密码认证,如果正常最后会输出 successfully,如下所示。

masterha_check_ssh -conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf

MySQL高可用之MHA架构-21

11.在 manager 节点上测试 mysql 主从连接情况,最后出现 MySQL Replication Health is OK 字样说明正常。如下所示。

 masterha_check_repl -conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf

image.png

12.在 manager 节点上启动 MHA

nohup masterha_manager 
--conf=/etc/masterha/app1.cnf 
--remove_dead_master_conf 
--ignore_last_failover  /var/log/manager.log 2>&1 &

ps aux | grep manager

image.png

  •   masterha_check_status -conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf
    
     #查看 MHA 状态
    

    image.png

  •  cat /opt/mysql-mha/manager.log | grep "current master"
    
     #查看 MHA 日志
    

    image.png

    image.png

    15

     ifconfig 
     #查看vip地址是否存在
    

    MySQL高可用之MHA架构-22

    11. 故障切换转移

     masterha_stop -conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf
    #关闭manager
     或
     #直接采用 kill 进程 ID 的方式关闭
    

    image.png

    1 实现故障切换

    #在manager节点
    tail -f /opt/mysql-mha/manager.log
    #实时查看manager运行日志
    

    MySQL高可用之MHA架构-23

    #模拟故障
    #mysql1挂掉了
    #前往mysql1
    systemctl stop mysqld
    #关闭服务
    

    image.png

    #返回manager查看
    

    image.png

    #前往新master查看vip在不在
    ifconfig
    

    image.png

    #前往原master查看vip还在不在
    ifconfig
    

    MySQL高可用之MHA架构-24

    #如何证明这个新master是master
    #前往另一台slave数据库服务器
    show slave statusG;
    #查看同步情况
    

    image.png

    masterha_check_status --conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf
    #查看MHA当前状态
    

    MySQL高可用之MHA架构-25

     vi /opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf
    #查看配置文件状况
    

    image.png

    #小结:
    正常自动切换一次后,MHA 进程会自动退出。MHA 会自动修改 mysql_mha.cnf 文件内容,将宕机的 master 节点删除

    #故障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 故障修复

    #在主服务器重新启动mysql服务
    systemctl start mysqld
    

    image.png

    #查看现master二进制文件和同步点
    show master status;
    #查看二进制文件名和同步点
    

    MySQL高可用之MHA架构-26

    #在原主库服务器 mysql1 执行同步操作
    change master to master_host='192.168.47.102',master_port=3306,master_user='myslave',master_password='123123',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos= 2458;
    #指定master的IP地址、用户名、密码、二进制文件、同步点
    
    start slave;
    #开启同步
    
    show slave statusG;
    #查看同步情况
    

    image.png

    #在 manager 节点上修改配置文件
    vi /opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf
    
    ......
    secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.67.100 -s 192.168.67.103
    ......
    
    [server1]
    hostname=192.168.67.102
    port=3306
    
    [server2]
    candidate_master=1
    check_repl_delay=0
    hostname=192.168.67.100
    port=3306
    
    [server3]
    hostname=192.168.67.103
    port=3306
    

    image.png

    nohup masterha_manager 
    --conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf 
    --remove_dead_master_conf 
    --ignore_last_failover  /var/log/mha_manager.log 2>&1 &
    #在 manager 节点上启动 MHA
    
     ps -aux |grep manager
     #查看进程是否启动成功
    

    image.png

    masterha_check_status --conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf
    #查看MHA状态
    

    image.png

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