数据库中的MHA高可用配置及故障切换

一、MHA概述

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

二、MHA组成

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，即一主两从

三、案例拓扑图

四、搭建步骤

1、搭建环境

Manager节点服务器

Master节点服务器

Slave1节点服务器

Slave2节点服务器

2、Master节点服务器配置

①关闭防火墙

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld

setenforce 0

②修改MySQL主配置文件/etc/my.cnf

-----------添加-----------

server-id = 1

log_bin = master-bin

log-slave-updates = true

③重启服务

systemctl restart mysqld

④修改节点的主机名

hostnamectl set-hostname Mysql1

⑤设置软连接

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

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

#将mysql命令和mysql日志文件软连接到/usr/sbin，便于系统的识别

⑥配置mysql主从—主

mysql -u root -p #进入mysql

GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO ‘myslave’@‘192.168.200.%’ IDENTIFIED BY ‘123456’;

GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO ‘mha’@‘192.168.200.%’ 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’;

⑦在Master节点查看二进制文件和同步点

SHOW MASTER STATUS\G;

3、Slave1节点服务器配置

①关闭防火墙

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld

setenforce 0

②修改MySQL主配置文件/etc/my.cnf

server-id = 2 #每台服务器的ID都是不一样的，自己设置即可

log_bin = master-bin

relay-log = relay-log-bin

relay-log-index = slave-relay-bin.index

③重启服务

systemctl restart mysqld

④修改节点的主机名

hostnamectl set-hostname Mysql2

⑤设置软连接

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

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

#将mysql命令和mysql日志文件软连接到/usr/sbin，便于系统的识别

⑥实行同步操作

CHANGE master to master_host=‘192.168.200.12’,master_user=‘myslave’,master_password=‘123456’,master_log_file=‘master-bin.000001’,master_log_pos=1765;

⑦查看数据同步结果

⑧设置只读模式

set global read_only=1;

4、Slave2节点服务器配置

①关闭防火墙

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld

setenforce 0

②修改MySQL主配置文件/etc/my.cnf

server-id = 3 #每台服务器的ID都是不一样的，自己设置即可

log_bin = master-bin

relay-log = relay-log-bin

relay-log-index = slave-relay-bin.index

③重启服务

systemctl restart mysqld

④修改节点的主机名

hostnamectl set-hostname Mysql3

⑤设置软连接

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

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

#将mysql命令和mysql日志文件软连接到/usr/sbin，便于系统的识别

⑥实行同步操作

CHANGE master to master_host=‘192.168.200.12’,master_user=‘myslave’,master_password=‘123456’,master_log_file=‘master-bin.000001’,master_log_pos=1765;

⑦查看数据同步结果

⑧设置只读模式

set global read_only=1;

5、安装MHA软件

① 给所有节点服务器都安装MHA依赖环境

mv /etc/yum.repos.d/repos.bak/CentOS-* /etc/yum.repos.d/ #安装在线源

yum list

yum install epel-release --nogpgcheck -y #安装epel源

yum install -y perl-DBD-MySQL \ #编译安装环境
perl-Config-Tiny
perl-Log-Dispatch
perl-Parallel-ForkManager
perl-ExtUtils-CBuilder
perl-ExtUtils-MakeMaker
perl-CPAN

②安装MHA软件包，在所有服务器上安装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

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

#manager组件安装后在/usr/local/bin下面会生成几个工具

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

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

6、在所有服务器上配置无密码认证

①在manager节点服务器上对所有数据库进行无密码认证

ssh-keygen -t rsa #回车就行了

ssh-copy-id 192.168.200.12

ssh-copy-id 192.168.200.13

ssh-copy-id 192.168.200.14

②在mysql1上配置对mysq2、3进行无密码认证

ssh-keygen -t rsa

ssh-copy-id 192.168.200.13

ssh-copy-id 192.168.200.14

③在mysql2上配置对mysql1、3进行无密码认证

ssh-keygen -t rsa

ssh-copy-id 192.168.200.12

ssh-copy-id 192.168.200.14

④在mysql3上配置对mysql1、2进行无密码认证

ssh-keygen -t rsa

ssh-copy-id 192.168.200.13

ssh-copy-id 192.168.200.14

7、在manager节点配置MHA

①在manager节点复制相关脚本到/usr/local/bin目录

cp -rp /opt/mha4mysql-manager-0.57/samples/scripts /usr/local/bin

#scripts下有4个文件

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

②复制上述自动切换VIP管理的脚本到/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修改配置（删除原有内容，直接复制并修改vip相关参数）

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 = ‘192.168.200.200’; #指定vip的地址
my $brdc = ‘192.168.200.255’; #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 $ss{h}_{s}tar{t}_{v}ip="/sbin/ifconfigens33:$key $vip"; #代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.200.200
my $ss{h}_{s}to{p}_{v}ip="/sbin/ifconfigens33:$key down"; #代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.200.200 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====$ss{h}_{s}to{p}_{v}ip==$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();
KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 16: 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();
KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 16: 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 KaTeX parse error: Undefined control sequence: \@ at position 9: ssh_user\̲@̲new_master_host " $ssh_start_vip "`;
}

##A simple system call that disable the VIP on the old_master

sub stop_vip() {
`ssh KaTeX parse error: Undefined control sequence: \@ at position 9: 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创建MHA软件目录并拷贝文件，这里使用appl.cnf配置文件来管理mysql节点服务器

mkdir /etc/masterha #创建一个目录，将app1.cnf文件放到/etc目录下

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

vim /etc/masterha/app1.cnf #删除原有内容，直接复制一下内容

[server default]
manager_log=/var/log/masterha/app1/manager.log　　　　　 #manager日志
manager_workdir=/var/log/masterha/app1.log　　　　 #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
password=manager #设置mysql中root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1秒，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=123456 #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 192.168.200.13 -s 192.168.200.14 #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
user=mha #设置监控用户root

[server1]
hostname=192.168.200.12
port=3306

[server2]
hostname=192.168.200.13
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，即使这个主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=192.168.200.14
port=3306

8、创建虚拟网卡，并进行manager节点上测试ssh无密码认证

ifconfig ens33:1 192.168.200.100/24

masterha_check_ssh -conf=/etc/masterha/app1.cnf #正常输出的话，结尾会显示successfully

9、在manager节点上测试mysql主从连接情况

masterha_check_repl -conf= /etc/masterha/app1.cnf #最后出现MySQL Replication Health is OK则说明正常

10、在manager节点上启动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 &

11、查看当前MHA状态

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

查看 Mysql1 的 VIP 地址 192.168.184.200 是否存在，这个 VIP 地址不会因为 manager 节点停止 MHA 服务而消失。
ifconfig
若要关闭 manager 服务，可以使用如下命令。
masterha_stop --conf=/etc/masterha/app1.cnf
或者可以直接采用 kill 进程 ID 的方式关闭

12、模拟故障

①关闭mysql1的mysql服务

②查看日志

在 manager 节点上监控观察日志记录

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

③查看mysql2是否接管VIP

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。
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。
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。

13、修复故障

①修复原来的master

systemctl restart mysqld #重启服务

②修复主从

在你在主服务器Mysql2查看二进制文件并同步

进入Mysql2的数据库

show master status;

③在mysql1执行同步操作

change master to master_host=‘192.168.200.13’,master_user=‘myslave’,master_password=‘123456’,master_log_file=‘master-bin.000004’,master_log_pos=719;

start slave;

show slave status\G

④在manager节点上修改配置文件app1.cnf

⑤在manager节点上启动MHA

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