MySQL資料庫的MHA高可用集群部署及故障切換

一、MHA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.MHA 的組成

MHA Node（資料節點）

• 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，

2.MHA 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

安裝mysql資料庫：Shell腳本一鍵原始碼編譯安裝MySQL
mha4mysql-manager-0.57.tar.gz
mha4mysql-node-0.57.tar.gz

鏈接：相關安裝包
提取碼：5fi8

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

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

實驗準備
在三臺MySQL服務器上安裝MySQL，使用腳本一鍵安裝

• 關閉防火墻和安全機制

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

三臺mysql服務器上查看是否已啟動服務

netstat -natp | grep 3306

1.修改mysql節點的主機名

mysql1：192.168.2.4

hostnamectl set-hostname mysql1
su -

mysql2：192.168.2.5

hostnamectl set-hostname mysql2
su -

mysql3：192.168.2.6

hostnamectl set-hostname mysql3
su -

2.修改三臺MySQL服務器的主組態檔/etc/my.cnf，并創建命令軟鏈接

mysql1：192.168.2.4

vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server-id = 11
log_bin = master-bin
log-slave-updates = true

systemctl restart mysqld

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

mysql2：192.168.2.5
mysql3：192.168.2.6

vim /etc/my.cnf
server-id = 12  
#server-id = 13  mysql3則為13，三臺服務器 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

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

3.配置MySQL一主兩從

（1）所有MySQL服務器進行MySQL授權

mysql -uroot -pabc123
grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.2.%' identified by 'abc123';
grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.2.%' identified by 'manager';
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;

（2）在Master節點查看二進制檔案和同步點

mysql1：192.168.2.4

show master status;
#每個人的二進制檔案名或者偏移量都可能不一樣，記住自己的

（3）在 Slave1、Slave2 節點執行同步操作

mysql2：192.168.2.5
mysql3：192.168.2.6

change master to master_host='192.168.2.4',master_user='myslave',master_password='abc123',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=1743;

start slave;

show slave status\G
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

#一般 Slave_IO_Running: No 的可能性：
#網路不通
#my.cnf配置有問題
#密碼、file檔案名、pos偏移量不對
#防火墻沒有關閉

（4）Slave1、Slave2 節點設定為只讀模式

mysql2：192.168.2.5
mysql3：192.168.2.6

set global read_only=1;
#改回讀寫狀態set global read_only=0;

（5）主從復制驗證

mysql1：192.168.2.4
創建庫及表

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

mysql2：192.168.2.5
mysql3：192.168.2.6
從服務器上驗證

4.安裝 MHA 軟體

（1）所有服務器上都安裝 MHA 依賴的環境

MHAmanager：192.168.2.7
mysql1：192.168.2.4
mysql2：192.168.2.5
mysql3：192.168.2.6
首先安裝 epel 源，需要在線源安裝
再在所有服務器上安裝 node 組件

#安裝在線源
mv /etc/yum.repos.d/repos.bak/CentOS-* /etc/yum.repos.d/
yum list

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 node軟體包

MHAmanager：192.168.2.7
mysql1：192.168.2.4
mysql2：192.168.2.5
mysql3：192.168.2.6
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，

#將軟體包mha4mysql-node-0.57.tar.gz放入/opt目錄下
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

MHAmanager：192.168.2.7

#將軟體包mha4mysql-manager-0.57.tar.gz放入/opt目錄下
cd /opt
tar zxvf mha4mysql-manager-0.57.tar.gz
cd mha4mysql-manager-0.57
perl Makefile.PL
make && make install

manager 組件安裝后在/usr/local/bin 下面會生成幾個工具

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）

5.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

MHAmanager：192.168.2.7

ssh-keygen -t rsa 				#一路按回車鍵
ssh-copy-id 192.168.2.4
ssh-copy-id 192.168.2.5
ssh-copy-id 192.168.2.6

（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
mysql1：192.168.2.4

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.2.5
ssh-copy-id 192.168.2.6

（3）在 mysql2 上配置到資料庫節點 mysql1 和 mysql3 的無密碼認證
mysql2：192.168.2.5

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.2.4
ssh-copy-id 192.168.2.6

（4）在 mysql3 上配置到資料庫節點 mysql1 和 mysql2 的無密碼認證
mysql3：192.168.2.6

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.2.4
ssh-copy-id 192.168.2.5

6.在 manager 節點上配置 MHA

MHAmanager：192.168.2.7

（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

#復制后會有四個執行檔案
ll /usr/local/bin/scripts/

（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

#先清空原有內容
echo '' > /usr/local/bin/master_ip_failover

#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 = '192.168.2.200';							#指定vip的地址
my $brdc = '192.168.2.255';							#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 ens33:1 192.168.2.200
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key down";	#代表此變數值為ifconfig ens33:1 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";
}

（3）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
[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_user=myslave
repl_password=123123
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.2.5 -s 192.168.2.6
shutdown_script=""
ssh_user=root

[server1]
hostname=192.168.2.4
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.2.5
port=3306

[server3]
hostname=192.168.2.6
port=3306

#--------------------------組態檔解釋--------------------------------------------------------------------------
[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
user=mha					#設定監控用戶root
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1秒，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_user=myslave			#設定復制用戶的用戶
repl_password=123123		#設定復制用戶的密碼
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 192.168.2.5 -s 192.168.2.6	#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

[server1]
hostname=192.168.2.4
port=3306

[server2]
hostname=192.168.2.5
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=192.168.2.6
port=3306

7.第一次配置需要在 Master 節點上手動開啟虛擬IP

mysql1：192.168.2.4

/sbin/ifconfig ens33:1 192.168.2.200/24

8.在 manager 節點上測驗 ssh 無密碼認證

MHAmanager：192.168.2.7

masterha_check_ssh -conf=/etc/masterha/app1.cnf
#如果正常最后會輸出 successfully；
#如果失敗可以去配置服務器無密碼認證的地方看看有沒有問題或者查看app1.cnf檔案是否配置出錯

9.在 manager 節點上測驗 mysql 主從連接情況

MHAmanager：192.168.2.7

masterha_check_repl -conf=/etc/masterha/app1.cnf
#最后出現 MySQL Replication Health is OK 字樣說明正常；
#出現MySQL Replication Health is NOT OK!的，可以去看一下mysql服務器上的軟鏈接是否少創建-->本文位置：2、修改三臺MySQL服務器的主組態檔/etc/my.cnf，并創建命令軟鏈接

10.在 manager 節點上啟動 MHA

MHAmanager：192.168.2.7

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 &


#------------------------組件解釋----------------------------------------------------------------------------------
--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，

11.查看相關狀態

MHAmanager：192.168.2.7
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

MHAmanager：192.168.2.7
查看 MHA 日志，也以看到當前的 master 是 192.168.2.4

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

mysql1：192.168.2.4
查看 Mysql1 的 VIP 地址，查看 Mysql1 的 VIP 地址 192.168.2.200 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

補充：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

1.故障模擬

（1）在 manager 節點上監控觀察日志記錄

MHAmanager：192.168.2.7

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

（2）在 Master 節點 Mysql1 上停止mysql服務

mysql1：192.168.2.4

systemctl stop mysqld
或
pkill -9 mysql

（3）查看 mysql2 是否接管 VIP

mysql2：192.168.2.5

ifconfig

（4）回到manager 節點上監控觀察日志記錄

MHAmanager：192.168.2.7

故障切換備選主庫的演算法：
1）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，
2）資料一致的情況下，按照組態檔順序，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，

• 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，
• 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，

2.故障修復步驟

（1）修復mysql

mysql1：192.168.2.4

systemctl restart mysqld
netstat -natp | grep 3306

（2）修復主從

在現主庫服務器 Mysql2 查看二進制檔案和同步點
mysql2：192.168.2.5

mysql -uroot -pabc123 -e 'show master status;'
#在資料庫中執行show master status;

在原主庫服務器 mysql1 執行同步操作
mysql1：192.168.2.4

change master to master_host='192.168.2.5',master_user='myslave',master_password='abc123',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=1743;

start slave;
show slave status\G

（3）在 manager 節點上修改組態檔app1.cnf

MHAmanager：192.168.2.7
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 192.168.2.4 -s 192.168.2.6
......
[server1]
hostname=192.168.2.5
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.2.4
port=3306

[server3]
hostname=192.168.2.6
port=3306

（4）在 manager 節點上啟動 MHA

MHAmanager：192.168.2.7

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

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 &

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