MySQL高可用解决方案之MHA

MySQL高可用解决方案之MHA

一、MHA概述

1、什么是MHA？

• 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1-30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。

​ MHA就是一个mysql主从复制高可用的解决方案，用于解决主从复制，当主库宕机后，其余从库不会自动的代替主库继续工作的单点故障问题。而MHA能在主库宕机后，1-30秒实现故障检测和故障自动转移，选择一个最优的从库作为主库，同时新的主库还继续与其他从库保持数据一致的状态

2、MHA的组成

整个MHA架构由两个部分组从，及MHA　Manager（管理节点）和MHA Node（数据节点）。

• MHA Node（数据节点）

MHA Node 运行在每台 MySQL 服务器上。

MHA Manager服务器会定时通过主库上的MHA Node检查主库的运行状态，用于实现主从的切换。

• 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。

4、MHA工作原理

• 主库实例挂掉但是ssh还能连接

1、监控到主库宕机，选择一个新的主，被选择的新主会取消从库的角色（ reset slave）
选择标准：

一是根据其他从库的binlog日志的位置选择最新的从库作为新的主库
二是如果设置了半同步从库，直接选择半同从库作为新的主库

2、从库通过MHA自带的脚本程序，通过ssh向主库索取缺失部分的binlog

3、其他从库与新的主库从新构建主从，继续提供服务

4、如果由vip机制，将VIP从原来的主库漂移到新的主库，让应用无感知

• 主节点服务器宕机（ssh已经连接不上了）

1、监控到主机宕机后，尝试ssh连接，连接失败

2、通过上边所讲的选择标准选择新的主库

3、计算从库之间的relay-log的差异，补偿到新的其他从库

4、其他从库从新与新主构建主从关系，继续提供服务

5、如果由VIP机制，将VIP从原主漂移到新主，让应用无感知

6、如果有binlog server 机制，会继续将binlog server中缺失的事物，补偿到新的主库

二、部署MHA高可用解决方案

服务部署表

服务名	MySQL1	MySQL2	MySQL3	MHA
MySQL	√	√	√
NTP				√
MHA	√	√	√	√

设备IP划分表

主机名	IP地址	角色说明
MySQL1	192.168.10.11	Master
MySQL2	192.168.10.12	slave1
MySQL3	192.168.10.13	slave2
MHA	192.168.10.14	MHA Manager

1、配置主从复制

1、关闭防火墙和SELinux增强模块

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

2、配置三个MySQL服务器的my.cnf配置文件

MySQL1：修改内容
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server-id = 1
log_bin = master-bin
log-slave-updates = true
MySQL2和MySQL3：修改内容
vim /etc/my.cnf
server-id = 2  
//mysql3则为3，三台服务器 server-id 不能一样
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主从复制

mysql -uroot -p123456 -e "grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.10.%' identified by '123123';"
    
mysql -uroot -p123456 -e "grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.10.%' identified by 'manager';"
    
mysql -uroot -p123456 -e "grant all privileges on *.* to 'mha'@'mysql1' identified by 'manager';"
mysql -uroot -p123456 -e "grant all privileges on *.* to 'mha'@'mysql2' identified by 'manager';"
mysql -uroot -p123456 -e "grant all privileges on *.* to 'mha'@'mysql3' identified by 'manager';"

mysql -uroot -p123456 -e 'show master status;'
    查看二进制文件名和偏移量。

mysql -uroot -p123456 -e "change master to master_host='192.168.10.11',master_user='myslave',master_password='123123',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=1593;"

mysql -uroot -p123456 -e "start slave;" 
mysql -uroot -p123456 -e "show slave status\G" | grep "Running:"

注：故障报错

排查：

排查网络故障。

排查主库是否授权（这里另一个从库连接成功，可以排除这个问题，单还是要看）。

查看是从库密码问题（一开始因为是开启的xshell的发送到所有会话，另一个起来了，所以没在意，但是做后发现就是slave端的连接问，关闭同步，重新连接主库）。

//Slave1、Slave2 节点设置为只读模式

mysql -e "set global read_only=1;"

4、验证主从是否部署成功

主库输入：
mysql -uroot -p123456 -e "create database test;"
mysql -uroot -p123456 -e "show databases;"
从库输入：
mysql -uroot -p123456 -e "show databases;"

2、安装MHA组件

1、yum安装环境

所有服务器上都安装 MHA 依赖的环境，首先安装 epel 源，需要在线源安装，再在所有服务器上安装 node 组件

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、安装node组件

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。

将软件包mha4mysql-node-0.57.tar.gz放入/opt目录下

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服务器中安装manager组件

将软件包mha4mysql-manager-0.57.tar.gz放入/opt目录下

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，主要包括以下几个：

工具名	说明
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（这些工具通常由 MHAManager 的脚本触发，无需人为操作）主要如下：

工具名	说明
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
purge_relay_logs	清除中继日志（Relay-log）

3、配置集群免密登陆

1、在mha上配置

ssh-keygen -t rsa 				
ssh-copy-id 192.168.10.11
ssh-copy-id 192.168.10.12
ssh-copy-id 192.168.10.13

2、在MySQL服务器上配置

MySQL1：
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.10.12
ssh-copy-id 192.168.10.13
MySQL2：
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.10.11
ssh-copy-id 192.168.10.13
MySQL3：
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id 192.168.10.11
ssh-copy-id 192.168.10.12

4、配置mha的吗MHA服务

1、在 manager 节点上复制相关脚本到/usr/local/bin 目录

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

//复制后会有四个执行文件
ll /usr/local/bin/scripts/

脚本名	说明
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、复制上述的自动切换时 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、修改内容如下：（删除原有内容，直接复制并修改vip相关参数，vip自定义）

echo '' > /usr/local/bin/master_ip_failover

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 = '192.168.10.200';								#指定vip的地址
my $brdc = '192.168.10.255';								#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 $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key $vip";		#代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.10.200
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key down";		#代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.10.200 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====$ssh_stop_vip==$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;
}
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、创建 MHA 软件目录并复制配置文件，使用app1.cnf配置文件来管理 mysql 节点服务器，配置文件一般放在/etc/目录下

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

删除原有内容，直接复制并修改节点服务器的IP地址

echo '' > /etc/masterha/app1.cnf
vim /etc/masterha/app1.cnf	

[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=123123		#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 192.168.10.13 -s 192.168.10.13	#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=192.168.11.11
port=3306

[server2]
hostname=192.168.10.12
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=192.168.10.13
port=3306

5、开启主库的VIP

第一次配置需要在 Master 节点上手动开启虚拟IP
/sbin/ifconfig ens33:1 192.168.10.200/24

5、验证安装

1、在 manager 节点上测试 ssh 无密码认证，如果正常最后会输出 successfully。

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

2、在 manager 节点上测试 mysql 主从连接情况，最后出现 MySQL Replication Health is OK 字样说明正常。

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

6、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 &

选项	说明
- -remove_dead_master_conf	该参数代表当发生主从切换后，老的主库的 ip 将会从配置文件中移除。
- -manger_log	日志存放位置。

- -ignore_last_failover：在缺省情况下，如果 MHA 检测到连续发生宕机，且两次宕机间隔不足 8 小时的话，则不会进行 Failover， 之所以这样限制是为了避免 ping-pong 效应。该参数代表忽略上次 MHA 触发切换产生的文件，默认情况下，MHA 发生切换后会在日志记目录，也就是上面设置的日志app1.failover.complete文件，下次再次切换的时候如果发现该目录下存在该文件将不允许触发切换，除非在第一次切换后收到删除该文件，为了方便，这里设置为–ignore_last_failover。

7、查看基本信息

• 查看 MHA 状态，可以看到当前的 master 是 Mysql1 节点。

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

• 查看 MHA 日志

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

• 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

三、故障测试

1、测试MHA是否可以故障后，主从切换

在 manager 节点上监控观察日志记录

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

在 Master 节点 Mysql1 上停止mysql服务

systemctl stop mysqld

注：

正常自动切换一次后，MHA 进程会退出。HMA 会自动修改 app1.cnf 文件内容，将宕机的 mysql1 节点删除。

查看 mysql2 是否接管 VIP

ifocnfig ens33：1

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。

2、模拟原master恢复后重新加入备份组

1、重启原maser的mysql服务

systemctl restart mysqld
systemctl start mysqld

2、修复主从

在现主库服务器 Mysql2(192.168.10.12) 查看二进制文件和同步点

mysql -uroot -p123456 -e "show master status;"

3、在原master（192.168.10.11）指定主库并开启同步

mysql -uroot -p123456 -e "change master to master_host='192.168.10.11',master_user='myslave',master_password='123123',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=3329;"

    mysql -uroot -p123456 -e "start slave;"
    
    mysql -uroot -p123456 -e "show slave status\G" | grep "Running:"

4、在 manager 节点上修改配置文件app1.cnf（再把这个记录添加进去，因为它检测掉失效时候会自动消失）

vim /etc/masterha/app1.cnf
……
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.10.11 -s 192.168.10.13
......
[server1]
candidate_master=1   #修改192.168.10.11的优先级，保证下次11重新变为主库
check_repl_delay=0
hostname=192.168.10.11
port=3306

[server2]
hostname=192.168.10.12
port=3306

[server3]
hostname=192.168.10.13
port=3306

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