MHA高可用配置及故障切换

什么都学
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解决MySQL主从复制单点故障的方案 keepalived + MySQL 主备 可能会出现主备数据不一致的问题

MMM 双主 (vip) 多从 可能会出现脑裂问题

MHA 一主多从 采用时master得高可用

一、MHA的概述

1.1什么是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。

1.2MHA的组成

  • MHA Node (数据节点)

    • MHA Node 运行在每台MySQL服务器上

  • 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。

1.3 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。

二、HMA高可用配置实验

2.1HMA搭建准备

节点服务器系统主机名IP地址安装工具及服务
MHA manager 服务器CentOS7.4(64 位)manager192.168.100.50MHA node 和 manager 组件
Master 服务器CentOS7.4(64 位)mysql1192.100.100.10MHA node 组件
Slave1 服务器CentOS7.4(64 位)mysql2192.168.100.20MHA node 组件
Slave2 服务器CentOS7.4(64 位)mysql3192.168.100.40MHA node 组件

1.给四台服务器配置环境

systemctl stop firewalld  服务关闭防火墙
setenforce 0

2.修改Master、Slave1、Slave2节点的主机名

 ##Master 节点##
 hostnamectl set-hostname mysql1
 su
 ​
 ##Slave1节点##
 hostnamectl set-hostname mysql2
 su
 ​
 ##Slave2节点##
 hostnamectl set-hostname mysql3
 su

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3.在Master、Slave1、Slave2添加主机映射关系

 #三台添加同样的配置
 vim /etc/hosts
 192.168.100.10 mysql1
 192.168.100.20 mysql2
 192.168.100.40 mysql3

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

Master节点，开启二进制日志。

Slave1、Slave2 节点，开启二进制日志和中继日志。

 ##Master 节点##
 vim /etc/my.cnf
 [mysqld]
 server-id = 1
 log_bin = master-bin         #开启二进制日志，指定存放位置
 log-slave-updates = true     #允许slave从master复制数据时可以写入到自己的二进制日志中
 ​
 systemctl restart mysqld     #重启mysql
 ​
 ##Slave1节点##
 vim /etc/my.cnf
 [mysqld]
 server-id = 2               #三台服务器的 server-id 不能相同
 log_bin = master-bin
 relay-log = relay-log-bin
 relay-log-index = slave-relay-bin.index
 ​
 systemctl restart mysqld
 ​
 ##Slave2节点##
 vim /etc/my.cnf
 [mysqld]
 server-id = 3               #三台服务器的 server-id 不能相同
 log_bin = master-bin
 relay-log = relay-log-bin
 relay-log-index = slave-relay-bin.index
 ​
 systemctl restart mysqld     #重启mysql

master节点 image.png

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5.在 Master、Slave1、Slave2 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/
 ​
ls /usr/sbin/mysql*     #查看软链接

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6.登录数据库进行授权

对slave和manager进行授权。

 ##----（1）所有数据库节点进行mysql主从同步的授权------##
 grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.100.%' identified by '123123';   #从服务器同步使用
 
 
 ##---（2）所有数据库节点，授权给manager服务器-----##
 
 grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.100.%' identified by 'manager';  
 #为了防止因主机名导致的连接不上问题，再次对登录地址进行授权
 ​
 grant all privileges on *.* to 'mha'@'mysql1' identified by 'manager';              
 grant all privileges on *.* to 'mha'@'mysql2' identified by 'manager';
 grant all privileges on *.* to 'mha'@'mysql3' identified by 'manager';
 ​
 flush privileges;   #刷新权限

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7.配置主从同步

 ##（1）在 Master 节点查看二进制文件和同步点（即偏移量）##
 show master status;
 ##（2）在 Slave1、Slave2 节点执行同步操作##
 change master to master_host='192.168.100.10',master_user='myslave',master_password='123123',master_log_file='mysql-bin.000012',master_log_pos=773; 
 ​
 start slave;     #开启同步，如有报错执行 reset slave;
 ​
 ##（3）在 Slave1、Slave2 查看节点状态##
 show slave status\G     
 //确保 IO 和 SQL 线程都是 Yes，代表同步正常。
 Slave_IO_Running: Yes
 Slave_SQL_Running: Yes
 ​
 #一般 "Slave_IO_Running: No" 的可能原因：
  1. 网络不通 
  2. my.cnf配置有问题（server-id重复）
  3. 密码、file文件名、pos偏移量不对 
  4. 防火墙没有关闭 
 ​
 ##（4）两个从库必须设置为只读模式##
 set global read_only=1;
 ​
 ##（5）在Master主库插入数据，测试数据库同步##
 create database test1; 
 use test1;
 create table shop(id int);
 insert into shop values (1);
 ​
 #从数据库中验证是否同步成功
 select * from test1.shop;

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三、配置MHA

1.所有服务器安装MHA软件

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组件 依赖 node 组件。

 ##（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
 ​
 #安装 MHA依赖环境
yum install -y perl-DBD-MySQL \
perl-Config-Tiny \
perl-Log-Dispatch \
perl-Parallel-ForkManager \
perl-ExtUtils-CBuilder \
perl-ExtUtils-MakeMaker \
perl-CPAN
 ​
 ##（2）安装 MHA 软件包，必须先在所有服务器上安装 node 组件##
 #将安装包上传到/opt/目录中，解压安装node组件##
 cd /opt/
 tar zxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gz
 cd mha4mysql-node-0.57
 perl Makefile.PL
 make && make install
 ​
 ##（3）最后在 MHA manager 节点上安装 manager 组件##（manager组件依赖node 组件）
 cd /opt/
 tar zxvf mha4mysql-manager-0.57.tar.gz
 cd mha4mysql-manager-0.57
 perl Makefile.PL
 make && make install
 ​
 ​
 ​
 ------------------虚线以内是注释--------------------------------------------------
 ​
 #manager 组件安装后在/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
 ​
 #node 组件安装后也会在/usr/local/bin 下面会生成几个脚本（这些工具通常由 MHAManager 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）
 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------

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3.2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               #一路按回车键，生成密钥。"-t rsa"指定密钥的类型。
 ssh-copy-id 192.168.100.10    #将公钥传给所有数据库节点，形成免密码连接登录
 ssh-copy-id 192.168.100.20
 ssh-copy-id 192.168.100.40
 ​
 ##（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 192.168.100.20    #将公钥传给两个从节点，形成免密码连接登录
 ssh-copy-id 192.168.100.40
 ​
 ##（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 192.168.100.10
 ssh-copy-id 192.168.100.40
 ​
 ##（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 192.168.100.10
 ssh-copy-id 192.168.100.20

（1）在 manager 节点上配置到所有数据库节点的无密码认证

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image.png （2）在 mysql1 上配置到数据库节点 mysql2 和 mysql3 的无密码认证

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image.png （3）在 mysql2 上配置到数据库节点 mysql1 和 mysql3 的无密码认证

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image.png （4）在 mysql3 上配置到数据库节点 mysql1 和 mysql2 的无密码认证

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3.3在manager节点配置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/
 ​
 ------------ 虚线内是注释 -------------------------------------------------------
 master_ip_failover          #自动切换时 VIP 的管理脚本
 master_ip_online_change     #在线切换时 VIP 的管理脚本
 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
 --------------------------------------------------------------------------------
 ​
 ​
 ##（2）复制上述的自动切换时 VIP 的管理脚本到 /usr/local/bin 目录，这里使用master_ip_failover脚本来管理 VIP 和故障切换
 cp /usr/local/bin/scripts/master_ip_failover /usr/local/bin
 ​
 ​
 ##（3）修改内容如下：（删除原有内容，直接复制并修改vip相关参数。可在拷贝前输入 :set paste 解决vim粘贴乱序问题）
 vim /usr/local/bin/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
 );
 ​
 #############################添加内容部分#########################################
 my $vip = '192.168.100.100';                             #指定vip的地址
 my $brdc = '192.168.100.255';                            #指定vip的广播地址
 my $ifdev = 'ens33';                                    #指定vip绑定的网卡
 my $key = '1';                                          #指定vip绑定的虚拟网卡序列号
 my $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key $vip";   #代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.100.100
 my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key down";    #代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.100.100 down
 my $exit_code = 0;                                      #指定退出状态码为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";
 }

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3.4manager节点编辑配置文件，管理 mysql 节点服务器

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。

 mkdir /etc/masterha
 cp /opt/mha4mysql-manager-0.57/samples/conf/app1.cnf /etc/masterha/   #复制配置文件
 ​
 vim /etc/masterha/app1.cnf   #删除原有内容，直接复制并修改节点服务器的IP地址
 [server default]
 manager_log=/var/log/masterha/app1/manager.log
 manager_workdir=/var/log/masterha/app1
 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=mha
 password=manager
 ping_interval=1
 remote_workdir=/tmp
 repl_password=123
 repl_user=myslave
 secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.100.20 -s 192.168.100.40
 shutdown_script=""
 ssh_user=root
 user=mha
 ​
 [server1]
 hostname=192.168.100.10
 port=3306
 ​
 [server2]
 candidate_master=1
 check_repl_delay=0
 hostname=192.168.100.20
 port=3306
 ​
 [server3]
 hostname=192.168.100.40
 port=3306
 
 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------
[server default]
manager_log=/var/log/masterha/app1/manager.log　　　　　　#manager日志
manager_workdir=/var/log/masterha/app1　　　　　　　　    #manager工作目录
master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data/　　　　　　　　　#master保存binlog的位置，这里的路径要与master里配置的binlog的路径一致，以便MHA能找到
master_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failover　　#设置自动failover时候的切换脚本，也就是上面的那个脚本
master_ip_online_change_script=/usr/local/bin/master_ip_online_change　　#设置手动切换时候的切换脚本
user=mha					#设置mysql用户
password=manager			#设置mysql用户的密码，这个密码是前文中创建监控用户的那个密码
ping_interval=1				#设置监控主库，发送ping包的时间间隔，默认是3秒，尝试三次没有回应的时候自动进行failover
remote_workdir=/tmp			#设置远端mysql在发生切换时binlog的保存位置
repl_password=123123			#设置复制用户的密码
repl_user=myslave			#设置复制用户的用户
report_script=/usr/local/send_report　　　　　#设置发生切换后发送的报警的脚本
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.100.20 -s 192.168.100.40	#指定检查的从服务器IP地址
shutdown_script=""			#设置故障发生后关闭故障主机脚本（该脚本的主要作用是关闭主机防止发生脑裂,这里没有使用）
ssh_user=root				#设置ssh的登录用户名

[server1]
hostname=192.168.80.10
port=3306

[server2]
hostname=192.168.80.20
port=3306
candidate_master=1
#设置为候选master，设置该参数以后，发生主从切换以后将会将此从库提升为主库，即使这个从库不是集群中最新的slave

check_repl_delay=0
#默认情况下如果一个slave落后master 超过100M的relay logs的话，MHA将不会选择该slave作为一个新的master， 因为对于这个slave的恢复需要花费很长时间；通过设置check_repl_delay=0，MHA触发切换在选择一个新的master的时候将会忽略复制延时，这个参数对于设置了candidate_master=1的主机非常有用，因为这个候选主在切换的过程中一定是新的master

[server3]
hostname=192.168.100.40
port=3306
----------------------------------------------------------------------------------------------------------

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3.5第一次配置需要在Master节点手动配置虚拟IP

 /sbin/ifconfig ens33:1 192.168.100.100/24

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3.6、在 manager 节点上测试 ssh 无密码认证

masterha_check_ssh -conf=/etc/masterha/app1.cnf

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3.7、在 manager 节点上测试 mysql 主从连接情况

masterha_check_repl -conf=/etc/masterha/app1.cnf

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3.8在manage节点启动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 &
 ​
 ​
 ------------------------------以下都是注释-----------------------------------------------------------
 ​
 --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（来回切换导致脑裂）。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 app1.failover.complete 日志文件中记录，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删除该文件，为了方便，这里设置为--ignore_last_failover。
 ​
 -------------------------------------------------------------------------------------
 ​
 ●使用&后台运行程序：结果会输出到终端；使用Ctrl+C发送SIGINT信号，程序免疫；关闭session发送SIGHUP信号，程序关闭。
 ●使用nohup运行程序：结果默认会输出到nohup.out；使用Ctrl+C发送SIGINT信号，程序关闭；关闭session发送SIGHUP信号，程序免疫。
 ●使用nohup和&配合来启动程序 nohup ./test &：同时免疫SIGINT和SIGHUP信号。
 ​
 -------------------------------------------------------------------------------------

image.png

3.9、在 manager 节点上查看 MHA 状态 和 MHA 日志，可以看到 master的地址

image.png

 #查看 MHA 状态，可以看到当前的 master 是 Mysql1 节点。
 masterha_check_status --conf=/etc/masterha/app1.cnf
 ​
 #查看 MHA 日志，也可以看到当前的 master 是 192.168.72.192
 cat /var/log/masterha/app1/manager.log | grep "current master"

四、故障模拟

#在 manager 节点上监控观察日志记录
tail -f /var/log/masterha/app1/manager.log

#在 Master 节点 Mysql1 上停止mysql服务
systemctl stop mysqld
或
pkill -9 mysql

#正常自动切换一次后，MHA 进程会退出。HMA 会自动修改 app1.cnf 文件内容，将宕机的 mysql1 节点删除。查看 mysql2 是否接管 VIP
ifconfig

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。

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