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MHA高可用及故障切換

2022-12-07 08:11:04 其他

一、MHA的概述

1.1 MHA的概念

  • 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體，
  • MHA 的出現就是解決MySQL 單點的問題，
  • MySQL故障切換程序中，MHA能做到0-30秒內自動完成故障切換操作，
  • MHA能在故障切換的程序中最大程度上保證資料的一致性，以達到真正意義上的高可用，

1.2MHA 的組成

（1）MHA Node（資料節點）：MHA Node 運行在每臺 MySQL 服務器上，
（2）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，它可以自動將最新資料的 slave 提升為新的 master， 然后將所有其他的 slave 重新指向新的 master，整個故障轉移程序對應用程式完全透明，

1.3MHA 的特點

  • 自動故障切換程序中，MHA試圖從宕機的主服務器上保存二進制日志，最大程度的保證資料不丟失
  • 使用半同步復制，可以大大降低資料丟失的風險，如果只有一個slave已經收到了最新的二進制日志，MHA可以將最新的二進制日志應用于其他所有的slave服務器上，因此可以保證所有節點的資料一致性
  • 目前MHA支持一主多從架構，最少三臺服務，即一主兩從

二、搭建 MySQL MHA的操作步驟

2.1實驗思路

（1）MHA架構

  • 資料庫安裝
  • 一主兩從
  • MHA搭建

（2）故障模擬

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

2.2環境準備

  • MHA manager 節點服務器：CentOS7.4manager/192.168.10.10，安裝MHA node 和 manager 組件
  • Master 節點服務器：CentOS7.4mysql1/192.168.10.100，安裝mysql5.7、MHA node 組件
  • Slave1 節點服務器：CentOS7.4mysql2/192.168.10.101，安裝mysql5.7、MHA node 組件
  • Slave2 節點服務器：CentOS7.4mysql3/192.168.10.102，安裝mysql5.7、MHA node 組件
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0　

2.3修改 Master、Slave1、Slave2 節點的主機名

Master、Slave1、Slave2 節點上安裝 mysql5.7

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

2.4修改 Master、Slave1、Slave2 節點的 Mysql主組態檔/etc/my.cnf

Master：

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

slave1，slave2：

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　　

2.5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/　

2.6配置 mysql 一主兩從

（1）所有資料庫節點進行 mysql 授權

mysql -uroot -p
grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.10.%' identified by '123456';  　　　　#從資料庫同步使用
grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.10.%' identified by 'manager';   　　　　　　　　#manager 使用
 
grant all privileges on *.* to 'mha'@'master' identified by 'manager';  　　　　　　　　　　　　#防止從庫通過主機名連接不上主庫
grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave1' identified by 'manager';
grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave2' identified by 'manager';
flush privileges;　　

（2）在 Master 節點查看二進制檔案和同步點

show master status;

（3）在 Slave1、Slave2 節點執行同步操作

change master to master_host='192.168.10.100',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=1215;
 
start slave;　

（4）在 Slave1、Slave2 節點查看資料同步結果

show slave status\G           #### 確保 IO 和 SQL 執行緒都是 Yes，代表同步正常，
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes　

（5）兩個從庫必須設定為只讀模式

set global read_only=1;　

（6）插入資料測驗資料庫同步

在 Master 主庫插入條資料，測驗是否同步

create database test_db;
use test_db;
create table test(id int);
insert into test(id) values (1);

2.7安裝 MHA 軟體

（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 軟體包，先在所有服務器上必須先安裝 node 組件

對于每個作業系統版本不一樣，這里 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，最后在 MHA-manager 節點上安裝 manager 組件，因為 manager 依賴 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　　

(1)manager 組件安裝后在/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 添加或洗掉配置的 server 資訊
  • masterha_stop 關閉manager

(2)node 組件安裝后也會在/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并將其差異的事件應用于其他的 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 執行緒）

2.8在所有服務器上配置無密碼認證

（1）在 manager 節點上配置到所有資料庫節點的無密碼認證

ssh-keygen -t rsa #一路按回車鍵
ssh-copy-id 192.168.10.100
ssh-copy-id 192.168.10.101
ssh-copy-id 192.168.10.102　

（2）在 mysql1 上配置到資料庫節點 mysql2 和 mysql3 的無密碼認證

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.10.101
ssh-copy-id 192.168.10.102　

（3）在 mysql2 上配置到資料庫節點 mysql1 和 mysql3 的無密碼認證

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.10.100
ssh-copy-id 192.168.10.102　

（4）在 mysql3 上配置到資料庫節點 mysql1 和 mysql2 的無密碼認證

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.10.100
ssh-copy-id 192.168.10.101

2.9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

拷貝后會有四個執行檔案:
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 #故障發生后關閉主機的腳本
  • send_report #因故障切換后發送報警的腳本

（2）復制上述的自動切換時 VIP 管理的腳本到 /usr/local/bin 目錄，這里使用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：（洗掉原有內容，直接復制并修改vip相關引數）

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 = '192.168.10.200';    #指定vip的地址
my $brdc = '192.168.10.255';   #指定vip的廣播地址
my $ifdev = 'ens33';    #指定vip系結的網卡
my $key = '1';  #指定vip系結的虛擬網卡序列號
my $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key $vip";   #代表此變數值為ifconfig ens33:1 192.168.10.200
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key down";    #代表此變數值為ifconfig ens33:1 192.168.10.200 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";
}　　　　

（4）創建 MHA 軟體目錄并拷貝組態檔，這里使用app1.cnf組態檔來管理 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  #洗掉原有內容，直接復制并修改節點服務器的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=123456
repl_user=myslave
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.10.101 -s 192.168.10.102
shutdown_script=""
ssh_user=root
user=mha
 
[server1]
hostname=192.168.10.100
port=3306
 
[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.10.101
port=3306
 
[server3]
hostname=192.168.10.102
port=3306　　
引數解釋：
[server default]
manager_log=/var/log/masterha/app1/manager.log　　　　　　                   #manager日志
manager_workdir=/var/log/masterha/app1.log　　　　　　　　                    #manager作業目錄
master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data/　　　　　　　　　                    #master保存binlog的位置，這里的路徑要與master里配置的binlog的路徑一致，以便MHA能找到
master_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failover　　            #設定自動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　　  #設定手動切換時候的切換腳本
password=manager                                                       #設定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                                                            #設定監控主庫，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                                                    #設定遠端mysql在發生切換時binlog的保存位置
repl_password=123456                                                    #設定復制用戶的密碼
repl_user=myslave                                                      #設定復制用戶的用戶
report_script=/usr/local/send_report　　　　　                               #設定發生切換后發送的報警的腳本
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.10.101 -s 192.168.10.102  #指定檢查的從服務器IP地址
shutdown_script=""                                                      #設定故障發生后關閉故障主機腳本（該腳本的主要作用是關閉主機防止發生腦裂,這里沒有使用）
ssh_user=root                                                               #設定ssh的登錄用戶名
user=mha                                                                #設定監控用戶root
 
[server1]
hostname=192.168.10.100
port=3306
 
[server2]
hostname=192.168.10.101
port=3306
candidate_master=1
#設定為候選master，設定該引數以后，發生主從切換以后將會將此從庫提升為主庫，即使這個從庫不是集群中最新的slave
 
check_repl_delay=0
#默認情況下如果一個slave落后master 超過100M的relay logs的話，MHA將不會選擇該slave作為一個新的master， 因為對于這個slave的恢復需要花費很長時間；通過設定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，這個引數對于設定了candidate_master=1的主機非常有用，因為這個候選主在切換的程序中一定是新的master
 
[server3]
hostname=192.168.10.102
port=3306

2.10第一次配置需要在 Master 節點上手動開啟虛擬IP

/sbin/ifconfig ens33:1 192.168.10.200/24　

2.11在 manager 節點上測驗 ssh 無密碼認證

如果正常最后會輸出 successfully，如下所示：

[root@server /opt]#masterha_check_ssh -conf=/etc/masterha/app1.cnf
Tue Dec 6 00:25:28 2022 - [warning] Global configuration file /etc/masterha_default.cnf not found. Skipping.
Tue Dec 6 00:25:28 2022 - [info] Reading application default configuration from /etc/masterha/app1.cnf..
Tue Dec 6 00:25:28 2022 - [info] Reading server configuration from /etc/masterha/app1.cnf..
.....................
Tue Dec 6 00:25:29 2022 - [debug] Connecting via SSH from [email protected](192.168.10.101:22) to [email protected](192.168.10.102:22)..
Tue Dec 6 00:25:30 2022 - [debug] ok.
Tue Dec 6 00:25:31 2022 - [info] All SSH connection tests passed successfully.

2.12在 manager 節點上測驗 mysql 主從連接情況

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

2.13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 &　　　

引數解釋：

  • --remove_dead_master_conf：該引數代表當發生主從切換后，老的主庫的 ip 將會從組態檔中移除，
  • --manger_log：日志存放位置，
  • --ignore_last_failover：在預設情況下，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了避免 ping-pong 效應，該引數代表忽略上次 MHA 觸發切換產生的檔案，默認情況下，MHA 發生切換后會在日志記目錄，也就是上面設定的日志app1.failover.complete檔案，下次再次切換的時候如果發現該目錄下存在該檔案將不允許觸發切換，除非在第一次切換后收到洗掉該檔案，為了方便，這里設定為--ignore_last_failover，

2.14查看 MHA 狀態

masterha_check_status --conf=/etc/masterha/app1.cnf　#####可以看到當前的 master 是 Mysql1 節點

2.15查看 MHA 日志

cat /var/log/masterha/app1/manager.log | grep "current master"　    #####也以看到當前的 master 是 192.168.10.102

2.16查看 Mysql1 的 VIP 地址 是否存在

ifconfig　　　　　　　#####這個 VIP 地址不會因為 manager 節點停止 MHA 服務而消失

#######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 行程 ID 的方式關閉，

三、故障模擬以及故障恢復的步驟

3.1故障模擬

1、在 manager 節點上監控觀察日志記錄

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

2、在 Master 節點 Mysql1 上停止mysql服務

systemctl stop mysqld
或
pkill -9 mysql　

3、正常自動切換一次后，MHA 行程會退出，HMA 會自動修改 app1.cnf 檔案內容，將宕機的 mysql1 節點洗掉，查看 mysql2 是否接管 VIP

ifconfig　

3.2故障切換備選主庫的演算法

  • 一般判斷從庫的是從（position/GTID）判斷優劣，資料有差異，最接近于master的slave，成為備選主，
  • 資料一致的情況下，按照組態檔順序，選擇備選主庫，
  • 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落后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，即使落后很多日志，也強制選擇其為備選主，

3.3故障修復步驟

（1）修復mysql

systemctl restart mysqld　　

（2）修復主從

1、在現主庫服務器 Mysql2 查看二進制檔案和同步點

show master status;　　

2、在原主庫服務器 mysql1 執行同步操作

change master to master_host='192.168.10.101',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000002',master_log_pos=154;
 
start slave;

（3）在 manager 節點上修改組態檔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）

vi /etc/masterha/app1.cnf
......
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.10.100 -s 192.168.10.102
......
[server1]
hostname=192.168.10.101
port=3306
 
[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.10.100
port=3306
 
[server3]
hostname=192.168.10.102
port=3306　　　

（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 &　

解決中英字不兼容報錯的問題：

dos2unix /usr/local/bin/master_ip_failover

四、實體操作：搭建MySQL MHA

環境準備：

  • MHA manager 節點服務器：CentOS7.4manager/192.168.10.10，安裝MHA node 和 manager 組件
  • Master 節點服務器：CentOS7.4mysql1/192.168.10.100，安裝mysql5.7、MHA node 組件
  • Slave1 節點服務器：CentOS7.4mysql2/192.168.10.101，安裝mysql5.7、MHA node 組件
  • Slave2 節點服務器：CentOS7.4mysql3/192.168.10.102，安裝mysql5.7、MHA node 組件

4.1搭建主從復制（一主兩從）

1、關閉所有服務器的防火墻

2、修改Master、Slave1、Slave2節點主機名

 3、在所有服務器上/etc/host添加IP與主機名的決議并進行ping測驗

 4、修改Master、Slave1、Slave2節點的Mysql主組態檔/etc/my.cnf

Master節點：

Slave1、Slave2節點：

 5、在Master、Slave1、Slave2節點上都創建兩個軟連接

 6、所有資料庫節點進行mysql授權（一主兩從）

 

 7、在Master節點上查看二進制檔案和同步點

 8、在Slave1、Slave2節點執行同步操作，并查看資料同步結果

 9、兩個庫必須設定成只讀模式

10、插入資料測驗資料庫同步

4.2MHA搭建

1、所有服務器上都按照mha依賴的環境，首先按照epel源

 

2、安裝 MHA 軟體包，先在所有服務器上必須先安裝 node 組件

3、在 MHA manager 節點上安裝 manager 組件

 4、在所有服務器上配置無密碼認證

（1）在 manager 節點上配置到所有資料庫節點的無密碼認證

（2） 在 mysql1 上配置到資料庫節點 mysql2 和 mysql3 的無密碼認證

（3） 在 mysql2 上配置到資料庫節點 mysql1 和 mysql3 的無密碼認證

（4）在 mysql3 上配置到資料庫節點 mysql1 和 mysql2 的無密碼認證

5、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

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

（3）修改內容如下：（洗掉原有內容，直接復制并修改vip相關引數）

（4） 創建 MHA 軟體目錄并拷貝組態檔，這里使用app1.cnf組態檔來管理 mysql 節點服務器

 （5）第一次配置需要在 Master 節點上手動開啟虛擬IP

（6） 在 manager 節點上測驗 ssh 無密碼認證，如果正常最后會輸出 successfully

 （7） 在 manager 節點上測驗 mysql 主從連接情況，最后出現 MySQL Replication Health is OK 字樣說明正常

（8）在 manager 節點上啟動 MHA

（9） 查看 MHA 狀態，可以看到當前的 master 是 Mysql1 節點，

 （10） 查看 MHA 日志，也以看到當前的 master 是 192.168.10.100

（11） 查看 Mysql1 的 VIP 地址 192.168.10.200 是否存在，這個 VIP 地址不會因為 manager 節點停止 MHA 服務而消失

在master查看VIP資訊：

 對manager 節點停止 MHA 服務：

 

4.3故障模擬

1、在 manager 節點上監控觀察日志記錄

 2、在 Master 節點 Mysql1 上停止mysql服務

3、 正常自動切換一次后，MHA 行程會退出，MHA 會自動修改 app1.cnf 檔案內容，將宕機的 mysql1 節點洗掉，查看 mysql2 是否接管 VIP

查看master的IP：

在mysql2 服務器中查看IP：

在manager服務器查看日志記錄并在mysql2 服務器中查看mysql2是否接管 VIP，manager服務器上的日志記錄：

4.4故障修復

1、修復mysql，在mysql1重啟服務

2、修復主從

（1） 在現主庫服務器 Mysql2 查看二進制檔案和同步點

（2）在原主庫服務器 mysql1 執行同步操作

（3）在 manager 節點上修改組態檔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）

（4）master宕機之后，MHA服務會停止，修改完檔案之后要開啟MHA服務，即恢復故障

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