MySQL之MHA高可用配置及故障切換實現詳細部署步驟

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一、MHA介紹

（一）、什麼是MHA

MHA（MasterHigh Availability）是一套優秀的MySQL高可用環境下故障切換和主從復制的軟件。
MHA 的出現就是解決MySQL 單點的問題。
MySQL故障切換過程中，MHA能做到0-30秒內自動完成故障切換操作。
MHA能在故障切換的過程中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。

（二）、MHA 的組成

MHA Node（數據節點）
MHA Node 運行在每臺 MySQL 服務器上。

MHA Manager（管理節點）
MHA Manager 可以單獨部署在一臺獨立的機器上，管理多個 master-slave 集群；也可以部署在一臺 slave 節點上。
MHA Manager 會定時探測集群中的 master 節點。當 master 出現故障時，它可以自動將最新數據的 slave 提升為新的 master， 然後將所有其他的 slave 重新指向新的 master。整個故障轉移過程對應用程序完全透明。

（三）、MHA 的特點

  • 自動故障切換過程中，MHA試圖從宕機的主服務器上保存二進制日志，最大程度的保證數據不丟失
  • 使用半同步復制，可以大大降低數據丟失的風險，如果隻有一個slave已經收到瞭最新的二進制日志，MHA可以將最新的二進制日志應用於其他所有的slave服務器上，因此可以保證所有節點的數據一致性
  • 目前MHA支持一主多從架構，最少三臺服務，即一主兩從

在這裡插入圖片描述

二、搭建 MySQL MHA

（一）、實驗思路：

1．MHA架構

1）數據庫安裝
2）一主兩從
3）MHA搭建

2．故障模擬

1）主庫失效
2）備選主庫成為主庫
3）原故障主庫恢復重新加入到MHA成為從庫

（二）、實驗步驟

MHA manager 節點服務器：CentOS7.4(64 位) manager/192.168.126.10 ，安裝MHA node 和 manager 組件
Master 節點服務器：CentOS7.4(64 位) mysql1/192.168.126.20 ，安裝mysql5.7、MHA node 組件
Slave1 節點服務器：CentOS7.4(64 位) mysql2/192.168.126.30，安裝mysql5.7、MHA node 組件
Slave2 節點服務器：CentOS7.4(64 位) mysql3/192.168.126.40，安裝mysql5.7、MHA node 組件

每臺機子關閉防火墻

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

1、安裝mysql15.7

Master、Slave1、Slave2 節點上安裝 mysql5.7 （mysql安裝詳見前期博文）

2、修改 Master、Slave1、Slave2 節點的主機名

hostnamectl set-hostname Mysql1
hostnamectl set-hostname Mysql2
hostnamectl set-hostname Mysql3

在這裡插入圖片描述

3、修改 Master、Slave1、Slave2 節點的 Mysql主配置文件/etc/my.cnf
##Master 節點##

vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server-id = 1
log_bin = master-bin
log-slave-updates = true

systemctl restart mysqld

在這裡插入圖片描述

##Slave1、Slave2 節點##

vim /etc/my.cnf
server-id = 2 						#三臺服務器的 server-id 不能一樣
log_bin = master-bin
relay-log = relay-log-bin
relay-log-index = slave-relay-bin.index

systemctl restart mysqld

在這裡插入圖片描述

4．在 Master、Slave1、Slave2 節點上都創建兩個軟鏈接

ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql /usr/sbin/
ln -s /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog /usr/sbin/

5．配置 mysql 一主兩從
（1）所有數據庫節點進行 mysql 授權

mysql -uroot -p
grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.126.%' identified by '123';		#從數據庫同步使用
grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.126.%' identified by 'manager';		#manager 使用

grant all privileges on *.* to 'mha'@'Mysql1' identified by 'manager';				#防止從庫通過主機名連接不上主庫
grant all privileges on *.* to 'mha'@'Mysql2' identified by 'manager';
grant all privileges on *.* to 'mha'@'Mysql3' identified by 'manager';
flush privileges;

在這裡插入圖片描述

（2）在 Master 節點查看二進制文件和同步點
show master status;

在這裡插入圖片描述

（3）在 Slave1、Slave2 節點執行同步操作

change master to master_host='192.168.126.20',master_user='myslave',master_password='123',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=1747; 

start slave;

（4）在 Slave1、Slave2 節點查看數據同步結果

show slave status\G		
//確保 IO 和 SQL 線程都是 Yes，代表同步正常。
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

在這裡插入圖片描述

（5）兩個從庫必須設置為隻讀模式：

set global read_only=1;

在這裡插入圖片描述

6．安裝 MHA 軟件
（1）所有服務器上都安裝 MHA 依賴的環境，首先安裝 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

（2）安裝 MHA 軟件包，先在所有服務器上必須先安裝 node 組件
對於每個操作系統版本不一樣，這裡 CentOS7.4 必須選擇 0.57 版本。
在所有服務器上必須先安裝 node 組件，最後在 MHA-manager 節點上安裝 manager 組件，因為 manager 依賴 node 組件。

安裝包：

所有的服務器上必須安裝node組件

cd /opt
tar zxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gz
cd mha4mysql-node-0.57
perl Makefile.PL
make && make install

（3）在 MHA manager 節點上安裝 manager 組件

cd /opt
tar zxvf mha4mysql-manager-0.57.tar.gz
cd mha4mysql-manager-0.57
perl Makefile.PL
make && make install

manager 組件安裝後在/usr/local/bin 下面會生成幾個工具，主要包括以下幾個：

  • masterha_check_ssh 檢查 MHA 的 SSH 配置狀況
  • masterha_check_repl 檢查 MySQL 復制狀況
  • masterha_manger 啟動 manager的腳本
  • masterha_check_status 檢測當前 MHA 運行狀態
  • masterha_master_monitor 檢測 master 是否宕機
  • masterha_master_switch 控制故障轉移（自動或者手動）
  • masterha_conf_host 添加或刪除配置的 server 信息
  • masterha_stop 關閉manager

在這裡插入圖片描述

#node 組件安裝後也會在/usr/local/bin 下面會生成幾個腳本（這些工具通常由 MHAManager 的腳本觸發，無需人為操作）主要如下：
save_binary_logs 保存和復制 master 的二進制日志
apply_diff_relay_logs 識別差異的中繼日志事件並將其差異的事件應用於其他的 slave
filter_mysqlbinlog 去除不必要的 ROLLBACK 事件（MHA 已不再使用這個工具）

purge_relay_logs 清除中繼日志（不會阻塞 SQL 線程）

在這裡插入圖片描述

7．在所有服務器上配置無密碼認證

（1）在 manager 節點上配置到所有數據庫節點的無密碼認證 

ssh-keygen -t rsa #一路按回車鍵
ssh-copy-id 192.168.126.20
ssh-copy-id 192.168.126.30
ssh-copy-id 192.168.126.40

在這裡插入圖片描述

在這裡插入圖片描述

（2）在 mysql1 上配置到數據庫節點 mysql2 和 mysql3 的無密碼認證

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.126.30
ssh-copy-id 192.168.126.40

（3）在 mysql2 上配置到數據庫節點 mysql1 和 mysql3 的無密碼認證

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.126.20
ssh-copy-id 192.168.126.40

（4）在 mysql3 上配置到數據庫節點 mysql1 和 mysql2 的無密碼認證

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.126.20
ssh-copy-id 192.168.126.30

8．在 manager 節點上配置 MHA

（1）在 manager 節點上復制相關腳本到/usr/local/bin 目錄 

cp -rp /opt/mha4mysql-manager-0.57/samples/scripts /usr/local/bin
//拷貝後會有四個執行文件

ll /usr/local/bin/scripts/

master_ip_failover #自動切換時 VIP 管理的腳本
master_ip_online_change #在線切換時 vip 的管理
power_manager  #故障發生後關閉主機的腳本

send_report  #因故障切換後發送報警的腳本

在這裡插入圖片描述

（2）復制上述的自動切換時 VIP 管理的腳本到 /usr/local/bin 目錄，這裡使用master_ip_failover腳本來管理 VIP 和故障切換

cp /usr/local/bin/scripts/master_ip_failover /usr/local/bin

（3）修改內容如下：（刪除原有內容，直接復制並修改vip相關參數）

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
);
#############################添加內容部分#########################################
my $vip = '192.168.126.200';									#指定vip的地址
my $brdc = '192.168.126.255';								#指定vip的廣播地址
my $ifdev = 'ens33';										#指定vip綁定的網卡
my $key = '1';												#指定vip綁定的虛擬網卡序列號
my $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key $vip";		#代表此變量值為ifconfig ens33:1 192.168.126.200
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key down";		#代表此變量值為ifconfig ens33:1 192.168.126.200 down
my $exit_code = 0;											#指定退出狀態碼為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";
}

在這裡插入圖片描述

（4）創建 MHA 軟件目錄並拷貝配置文件，這裡使用app1.cnf配置文件來管理 mysql 節點服務器

mkdir /etc/masterha
cp /opt/mha4mysql-manager-0.57/samples/conf/app1.cnf /etc/masterha

vim /etc/masterha/app1.cnf						#刪除原有內容，直接復制並修改節點服務器的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
password=manager
ping_interval=1
remote_workdir=/tmp
repl_password=123
repl_user=myslave
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.126.30 -s 192.168.126.40
shutdown_script=""
ssh_user=root
user=mha

[server1]
hostname=192.168.126.20
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.126.30
port=3306

[server3]
hostname=192.168.126.40
port=3306

[server default]
manager_log=/var/log/masterha/app1/manager.log　　　　　　#manager日志
manager_workdir=/var/log/masterha/app1.log　　　　　　　　#manager工作目錄
master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data/　　　　　　　　　#master保存binlog的位置，這裡的路徑要與master裡配置的binlog的路徑一致，以便MHA能找到
master_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failover　　#設置自動failover時候的切換腳本，也就是上面的那個腳本
master_ip_online_change_script=/usr/local/bin/master_ip_online_change　　#設置手動切換時候的切換腳本
password=manager			#設置mysql中root用戶的密碼，這個密碼是前文中創建監控用戶的那個密碼
ping_interval=1				#設置監控主庫，發送ping包的時間間隔，默認是3秒，嘗試三次沒有回應的時候自動進行failover
remote_workdir=/tmp			#設置遠端mysql在發生切換時binlog的保存位置
repl_password=123			#設置復制用戶的密碼
repl_user=myslave			#設置復制用戶的用戶
report_script=/usr/local/send_report　　　　　#設置發生切換後發送的報警的腳本
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.126.30 -s 192.168.126.40	#指定檢查的從服務器IP地址
shutdown_script=""			#設置故障發生後關閉故障主機腳本（該腳本的主要作用是關閉主機防止發生腦裂,這裡沒有使用）
ssh_user=root				#設置ssh的登錄用戶名
user=mha					#設置監控用戶root

[server1]
hostname=192.168.126.20
port=3306

[server2]
hostname=192.168.126.30
port=3306
candidate_master=1
#設置為候選master，設置該參數以後，發生主從切換以後將會將此從庫提升為主庫，即使這個主庫不是集群中最新的slave

check_repl_delay=0
#默認情況下如果一個slave落後master 超過100M的relay logs的話，MHA將不會選擇該slave作為一個新的master， 因為對於這個slave的恢復需要花費很長時間；通過設置check_repl_delay=0，MHA觸發切換在選擇一個新的master的時候將會忽略復制延時，這個參數對於設置瞭candidate_master=1的主機非常有用，因為這個候選主在切換的過程中一定是新的master

[server3]
hostname=192.168.126.40
port=3306

9．第一次配置需要在 Master 節點上手動開啟虛擬IP

/sbin/ifconfig ens33:1 192.168.126.200/24

在這裡插入圖片描述

10．在 manager 節點上測試 ssh 無密碼認證，如果正常最後會輸出 successfully，如下所示。

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

在這裡插入圖片描述

11．在 manager 節點上測試 mysql 主從連接情況，最後出現 MySQL Replication Health is OK 字樣說明正常。如下所示。

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

在這裡插入圖片描述

12．在 manager 節點上啟動 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 &

–remove_dead_master_conf：該參數代表當發生主從切換後，老的主庫的 ip 將會從配置文件中移除。
–manger_log：日志存放位置。

–ignore_last_failover：在缺省情況下，如果 MHA 檢測到連續發生宕機，且兩次宕機間隔不足 8 小時的話，則不會進行 Failover， 之所以這樣限制是為瞭避免 ping-pong 效應。該參數代表忽略上次 MHA 觸發切換產生的文件，默認情況下，MHA 發生切換後會在日志記目錄，也就是上面設置的日志app1.failover.complete文件，下次再次切換的時候如果發現該目錄下存在該文件將不允許觸發切換，除非在第一次切換後收到刪除該文件，為瞭方便，這裡設置為–ignore_last_failover。

13．查看 MHA 狀態，可以看到當前的 master 是 Mysql1 節點。

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

在這裡插入圖片描述

14. 查看 MHA 日志，也以看到當前的 master 是 192.168.126.20，如下所示。

cat /var/log/masterha/app1/manager.log | grep "current master"

在這裡插入圖片描述

查看 Mysql1 的 VIP 地址 192.168.126.200 是否存在，這個 VIP 地址不會因為 manager 節點停止 MHA 服務而消失。

ifconfig

//若要關閉 manager 服務，可以使用如下命令。
masterha_stop --conf=/etc/masterha/app1.cnf
或者可以直接采用 kill 進程 ID 的方式關閉。

在這裡插入圖片描述

（三）、故障模擬

#在 manager 節點上監控觀察日志記錄

tail -f /var/log/masterha/app1/manager.log

在這裡插入圖片描述

#在 Master 節點 Mysql1 上停止mysql服務

systemctl stop mysqld
或
pkill -9 mysql

在這裡插入圖片描述

#正常自動切換一次後，MHA 進程會退出。HMA 會自動修改 app1.cnf 文件內容，將宕機的 mysql1 節點刪除。查看 mysql2 是否接管 VIP
ifconfig

在這裡插入圖片描述

在這裡插入圖片描述

故障切換備選主庫的算法：
1．一般判斷從庫的是從（position/GTID）判斷優劣，數據有差異，最接近於master的slave，成為備選主。
2．數據一致的情況下，按照配置文件順序，選擇備選主庫。
3．設定有權重（candidate_master=1），按照權重強制指定備選主。
（1）默認情況下如果一個slave落後master 100M的relay logs的話，即使有權重，也會失效。
（2）如果check_repl_delay=0的話，即使落後很多日志，也強制選擇其為備選主。

故障修復步驟：

1．修復mysql 

systemctl restart mysqld

2．修復主從

#在現主庫服務器 Mysql2 查看二進制文件和同步點
show master status;
#在原主庫服務器 mysql1 執行同步操作
change master to master_host=‘192.168.126.30',master_user=‘myslave',master_password=‘123',master_log_file=‘master-bin.000001',master_log_pos=1747;

start slave;

show slave status\G

在這裡插入圖片描述

3．在 manager 節點上修改配置文件app1.cnf（再把這個記錄添加進去，因為它檢測掉失效時候會自動消失）

vim /etc/masterha/app1.cnf
......
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.126.20 -s 192.168.126.40
......
[server1]
hostname=192.168.126.30
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.126.20
port=3306

[server3]
hostname=192.168.126.40
port=3306

在這裡插入圖片描述

4．在 manager 節點上啟動 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 &

在這裡插入圖片描述

在這裡插入圖片描述

#解決中英字不兼容報錯的問題
dos2unix /usr/local/bin/master_ip_failover

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