mysql（三）路由器读写分离、MHA高可用

1 mysql 路由器实现读写分离

简介： MySQL 路由器是 InnoDB 集群的一部分，是轻量级中间件，可在应用程序和后端 MySQL 服务器之间提供透明路由。它可用于各种用例，例如通过有效地将数据库流量路由到适当的后端 MySQL 服务器来提供高可用性和可伸缩性。mysql路由器不支持分库分表。

本实验利用mysql路由器可以通过绑定不同端口来实现不一样的读写分离的策略。下图mysql路由器在组复制集群和应用程序之间 。组复制多主模式，每个节点都可以读写，不需要作读写分离。在生产环境中会有要求数据库读写分离。 

        因为此实验前是多主模式组复制架构，不区分master、slave，集群三个节点都读写。实际中可以选择主从模式，master节点作为读写端，slave节点作为只读端。

添加虚拟机server4为  mysql路由器 来作读写分离。 mysql路由器直接定义策略就可以了。

server4上安装路由器mysql-router，并在 mysql路由器直接定义读写分离策略。

在其他任意一台mysql主机上授权用户，因为server1、2、3是多主模式组复制，其他节点也会自动执行相同操作。

1 在客户端 38上访问7001：

        在server1上检查端口3306（mysqld的端口），发现是server4和server1相连的，server4就相当于一个代理，外部客户端通过读写分离层server4和server1服务器相连，链接到server1服务器mysqld的3306端口。

此是在其他服务器上查看3306端口没有和server4连接信息，意味着客户端通过路由器连接的不是此服务器。符合所写策略。

由于访问7001设置的是server1、2、3轮询， 客户端重新访问7001，会通过server4路由器依次路由到server2、server3服务器上

2 在客户端 38上访问7002端口：

 由于设置的是一直访问第一个服务器。除非此服务器挂掉，然后按照顺序访问下一个服务器，以此类推。访问顺序为server3、2、1。所以server3上查到了

 外部客户端通过读写分离层server4和server3服务器相连，链接到server3服务器mysqld的3306端口。

server3上停止mysqld服务后，再次访问，链接到server2服务器。

2 MHA高可用

MHA 自动解决数据同步，

一、MHA介绍
MHA（Master High Availability）目前在MySQL高可用方面是一个相对成熟的解决方案，它由日本DeNA公司youshimaton（现就职于Facebook公司）开发，是日本的一位MySQL专家采用Perl语言编写的一个脚本管理工具，该工具仅适用于MySQLReplication（二层）环境，目的在于维持Master主库的高可用性。是一套优秀的作为MySQL高可用性环境下故障切换和主从提升的高可用软件。在MySQL故障切换过程中，MHA能做到在0~30秒之内自动完成数据库的故障切换操作，并且在进行故障切换的过程中，MHA能在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。

MHA是自动的master故障转移和Slave提升的软件包.它是基于标准的MySQL复制(异步/半同步).该软件由两部分组成：MHA Manager（管理节点）和MHA Node（数据节点）。
1. 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node节点,当发现master出现故障的时候,它可以自动将具有最新数据的slave提升为新的master,然后将所有其它的slave导向新的master上.整个故障转移过程对应用程序是透明的。
2. MHA Node运行在每台MySQL服务器上，它通过监控具备解析和清理logs功能的脚本来加快故障转移的。

在MHA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的不丢失，但这并不总是可行的。例如，如果主服务器硬件故障或无法通过ssh访问，MHA没法保存二进制日志，只进行故障转移而丢失了最新的数据。使用MySQL 5.5的半同步复制，可以大大降低数据丢失的风险。MHA可以与增强型半同步复制结合起来。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主要支持一主多从的架构，要搭建MHA,要求一个复制集群中必须最少有三台数据库服务器，一主二从，即一台充当master，一台充当备用master，另外一台充当从库，因为至少需要三台服务器，出于机器成本的考虑，淘宝也在该基础上进行了改造，目前淘宝TMHA已经支持一主一从。

二、MHA工作架构说明
展示了如何通过MHA Manager管理多组主从复制。可以将MHA工作原理总结为如下：

相较于其它HA软件，MHA的目的在于维持MySQL Replication中Master库的高可用性，其最大特点是可以修复多个Slave之间的差异日志，最终使所有Slave保持数据一致，然后从中选择一个充当新的Master，并将其它Slave指向它。工作流程主要如下：
1. 从宕机崩溃的master保存二进制日志事件（binlog events）;
2. 识别含有最新更新的slave；
3. 应用差异的中继日志（relay log）到其他的slave；
4. 应用从master保存的二进制日志事件（binlog events）；
5. 提升一个slave为新的master；
6. 使其他的slave连接新的master进行复制；

当master出现故障时，通过对比slave之间I/O线程读取master binlog的位置，选取最接近的slave做为latest slave。其它slave通过与latest slave对比生成差异中继日志。在latest slave上应用从master保存的binlog，同时将latest slave提升为master。最后在其它slave上应用相应的差异中继日志并开始从新的master开始复制。

在MHA实现Master故障切换过程中，MHA Node会试图访问故障的master（通过SSH），如果可以访问（不是硬件故障，比如InnoDB数据文件损坏等），会保存二进制文件，以最大程度保证数据不丢失。MHA和半同步复制一起使用会大大降低数据丢失的危险。

##########  MHA如何保持数据的一致性呢？######### 主要通过MHA node的以下几个工具实现，但是这些工具由mha manager触发：
save_binary_logs 如果master的二进制日志可以存取的话，保存复制master的二进制日志，最大程度保证数据不丢失
apply_diff_relay_logs 相对于最新的slave，生成差异的中继日志并将所有差异事件应用到其他所有的slave

注意：
对比的是relay log，relay log越新就越接近于master，才能保证数据是最新的。
purge_relay_logs删除中继日志而不阻塞sql线程

################# MHA的优势 ##################
1.  故障切换快
在主从复制集群中，只要从库在复制上没有延迟，MHA通常可以在数秒内实现故障切换。9-10秒内检查到master故障，可以选择在7-10秒关闭master以避免出现裂脑，几秒钟内，将差异中继日志（relay log）应用到新的master上，因此总的宕机时间通常为10-30秒。恢复新的master后，MHA并行的恢复其余的slave。即使在有数万台slave，也不会影响master的恢复时间。

DeNA在超过150个MySQL（主要5.0/5.1版本）主从环境下使用了MHA。当mater故障后，MHA在4秒内就完成了故障切换。在传统的主动/被动集群解决方案中，4秒内完成故障切换是不可能的。

2.  master故障不会导致数据不一致
当目前的master出现故障时，MHA自动识别slave之间中继日志（relay log）的不同，并应用到所有的slave中。这样所有的salve能够保持同步，只要所有的slave处于存活状态。和Semi-Synchronous Replication（半同步复制）一起使用，（几乎）可以保证没有数据丢失。

3.   无需修改当前的MySQL设置
MHA的设计的重要原则之一就是尽可能地简单易用。MHA工作在传统的MySQL版本5.0和之后版本的主从复制环境中。和其它高可用解决方法比，MHA并不需要改变MySQL的部署环境。MHA适用于异步和半同步的主从复制。

启动/停止/升级/降级/安装/卸载MHA不需要改变（包扩启动/停止）MySQL复制。当需要升级MHA到新的版本，不需要停止MySQL，仅仅替换到新版本的MHA，然后重启MHA　Manager就好了。

MHA运行在MySQL 5.0开始的原生版本上。一些其它的MySQL高可用解决方案需要特定的版本（比如MySQL集群、带全局事务ID的MySQL等等），但并不仅仅为了master的高可用才迁移应用的。在大多数情况下，已经部署了比较旧MySQL应用，并且不想仅仅为了实现Master的高可用，花太多的时间迁移到不同的存储引擎或更新的前沿发行版。MHA工作的包括5.0/5.1/5.5的原生版本的MySQL上，所以并不需要迁移。

4.  无需增加大量的服务器
MHA由MHA Manager和MHA Node组成。MHA Node运行在需要故障切换/恢复的MySQL服务器上，因此并不需要额外增加服务器。MHA Manager运行在特定的服务器上，因此需要增加一台（实现高可用需要2台），但是MHA Manager可以监控大量（甚至上百台）单独的master，因此，并不需要增加大量的服务器。即使在一台slave上运行MHA Manager也是可以的。综上，实现MHA并没用额外增加大量的服务。

5.  无性能下降
MHA适用与异步或半同步的MySQL复制。监控master时，MHA仅仅是每隔几秒（默认是3秒）发送一个ping包，并不发送重查询。可以得到像原生MySQL复制一样快的性能。

6.  适用于任何存储引擎
MHA可以运行在只要MySQL复制运行的存储引擎上，并不仅限制于InnoDB，即使在不易迁移的传统的MyISAM引擎环境，一样可以使用MHA。

实验环境配置：只使用一组集群：一主两从，server1为master，server2、3是slave，全部设置为GTID模式。server4为管理端，实现当master（server1）挂了之后，master自动切换到其他节点。

之前实验使用多主模式-组复制架构，本实验首先转换成一主两从架构，并且是GTID模式，

把所有节点上的mysqld服务关闭，并把/data/mysql 中的数据删除干净，修改配置/data/my.cnf文件、重新初始化：

 server2上配置文件/etc/my.cnf和server1只有不同，srever2上：server_id=2

 server3上：上配置文件/etc/my.cnf和server2只有不同，srever3上：server_id=3，后面操作和server2相同。

        由于我们在master上已经创建了repl用户，此操作被写进二进制日志文件，在其他slave端同步进行了用户创建。

一主两从GTID配置完毕。

软件安装和管理端server4配置

在server4管理端安装mha的软件，从本机38上lftp到mha.zip，解压。安装管理端mha的时候有很多依赖性，依赖包全部放在了mha.zip中，直接全部安装即可。

 管理节点server4免密连接所有服务器节点，并且服务器节点之间也要免密：

执行下面三步
ssh-copy-id server2
ssh-copy-id server3
ssh-copy-id server4

免密成功。

在服务器结点上安装mha，把rpm包scp到服务器端

服务器三个结点上安装mha：

yum install -y mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm

 管理端server4更改配置文件

 编辑配置文件：

补充参数：check_repl_delay=0

[server]

hostname=172.25.254.2

candidate_master=1    #指定failover时此slave会接管master，即使数据不是最新的。 check_repl_delay=0    #默认情况下如果一个slave落后master 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  

检查环境配置是否成功需要两步： 

1、检查免密masterha_check_ssh --conf=/etc/mha/app1.conf

2、检测数据库主从配置是否成功

 错误原因：管理端server4无法远程访问集群服务器节点数据库。

解决：server1上 ，给root用户远程访问权限，由于上面配置了一主两从GTID模式，所以只需要在master上授予权限，其他节点会自动同步：

在此检测成功，上面两项检测都成功后证明mha环境配置成功。

2.1手动切换：

server1为master，server2、3为slave

 实验前先删掉锁定文件rm -fr app1.failover.complete，否则禁止频繁转换master：

或者添加参数--ignore_last_failover忽略锁定文件，每次切换都要执行，因为每次切换master后/etc/mha都会再次生成锁定文件

2.1.1当master节点还活着时：

server4上执行：

masterha_master_switch --conf=/etc/mha/app1.conf --master_state=alive --new_master_host=172.25.254.2 --new_master_port=3306 --orig_master_is_new_slave --running_updates_limit=10000

全部选择yes，

 server1上已经转换为slave；

 现在server2是master，server1、3是slave

2.1.2当master挂掉后手动切换

 server4上

 --ignore_last_failover忽略锁定文件，因为系统为了防止频繁切换master做的，忽略的话强制切换master

 此时查看server1状态切换成master。由于server2停掉了，当server2重新启动起来时，配置没变（还是master配置），所以要在server2上手动把master切到server1上:

完成后server1为master，server2、3为slave；

 2.2自动切换

自动切换前先删掉锁定文件rm -fr app1.failover.complete，否则禁止频繁转换master：

自动切换只需要把程序打到后台即可。

 测试：

将master server1的mysqld停掉:

在管理端server4上：没有自动检测，/etc/mha查看日志manager.log发现有错误

日志：

Permission denied (publickey,gssapi-keyex,gssapi-with-mic,password).
Monitoring server 172.25.254.38 is NOT reachable!

 解决：更改server4管理端/etc/mha/app1.conf

 恢复到本实验前状态server1为master，server2、3为slave；server4上删掉后台进程msterha_manager。

再次实验：

将master server1停掉:

 server4上自动检测，自动切换server2为master，并退出后台监听程序，且生成锁定文件。

重新启动server1的mysqld，并在server1上将master设置为server2。

 实验完成后，server2为master，server1、3为slave

 2.3 使用脚本文件进行切换：

让用户始终访问VIP，VIP会跟着master节点作漂移。访问vip始终访问的是master的数据库。

实验前先删掉锁定文件rm -fr app1.failover.complete，否则禁止频繁转换master：

在源码包里，有自动切换ip和一个手动切换ip的脚本，通过修改这两个脚本来实现vip随着master节点漂移的目的：

从本机lftp下载已更改完成的两个脚本

修改两个脚本VIP端口，此脚本文件实现了VIP随着master漂移

实验：

server2  master上添加vip

 在外部客户端38上访问VIP：访问的是master server2的数据库

 手动切换master为server1：

此时的VIP已经漂移到server1上了： 

 在客户端访问VIP，报错后又重新连接：因为master切换为server1，vip也漂移到server1上，客户端访问server1数据库。

做完此实验，master是server1，server2、3是slave。

自动切换master： 

实验前先删掉锁定文件rm -fr app1.failover.complete，否则禁止频繁转换master：

打开自动切换到后台，停掉server1 master，发现已经自动切换到server2。

 停掉server1 master：

 

 master 自动切回到server2上，VIP也漂移到server2上：

 客户端经过报错会重新连接上：此时连接的是server2的数据库