MySQL-双主高可用

目录

拓扑环境

配置两台MySQL主主同步

修改MySQL配置文件

配置主从关系

测试主主同步

keepalived高可用

keepalived的安装配置

master配置

slave配置

测试高可用

本章总结

---

   博客主页：大虾好吃吗的博客

   MySQL专栏：MySQL专栏地址

        生产环境中一台mysql主机存在单点故障，所以我们要确保mysql的高可用性，即两台MySQL服务器如果其中有一台MySQL服务器挂掉后，另外一台能立马接替其进行工作。 MySQL的高可用方案一般有如下几种：keepalived+双主，MHA，PXC，MMM，Heartbeat+DRBD等，比较常用的是keepalived+双主，MHA和PXC。本节主要介绍了利用 keepalived 实现 MySQL 数据库的高可用。 Keepalived+mysql双主来实现MySQL-HA，我们必须保证两台MySQL数据库的数据完全一样，基本思路是两台MySQL互为主从关系，通过Keepalived配置虚拟IP，实现当其中的一台MySQL数据库宕机后，应用能够自动切换到另外一台MySQL数据库，保证系统的高可用。

拓扑环境

        打开三台MySQL服务器，8.1为测试机，8.2和8.3先配置双主，而后安装keepalived实现高可用。

配置两台MySQL主主同步

        该过程的第一部分就是master记录二进制日志，在每个事务更新数据完成之前，master在二日志记录这些改变。MySQL将事务写入二进制日志，在事件写入二进制日志完成后，master通知存储引擎提交事务。 下一步就是slave将master的binary log拷贝到它自己的中继日志。首先，slave开始一个工作线程——I/O线程。I/O线程在master上打开一个普通的连接，然后开始binlog dump process。Binlog dump process从master的二进制日志中读取事件，如果已经同步了master，它会睡眠并等待master产生新的事件。I/O线程将这些事件写入中继日志， SQL slave thread（SQL从线程）处理该过程的最后一步。SQL线程从中继日志读取事件，并重放其中的事件而更新slave的数据，使其与master中的数据一致。只要该线程与I/O线程保持一致，中继日志通常会位于OS的缓存中，所以中继日志的开销很小。 主主同步就是两台机器互为主的关系，在任何一台机器上写入都会同步。 若mysql主机开启了防火墙，需要关闭防火墙或创建规则。

修改MySQL配置文件

        两台MySQL均要开启binlog日志功能，开启方法：在MySQL配置文件[MySQLd]段中加上log-bin=MySQL-bin选项，两台MySQL的server-ID不能一样，默认情况下两台MySQL的serverID都是1，需将其中一台修改为2即可。

1、master中有关复制的配置如下：

[root@master ~]# vim /etc/my.cnf 
#添加下面内容
log-bin=mysql-bin
binlog_format=mixed
server_id=1
relay-log=relay-bin
relay-log-index=slave-relay-bin.index
auto-increment-increment=2
auto-increment-offset=1
[root@master ~]# service mysqld restart
Shutting down MySQL..                                      [  确定  ]
Starting MySQL.                                            [  确定  ]

2、 slave中有关复制的配置如下：

[root@slave ~]# vim /etc/my.cnf
#添加下面内容
log-bin=mysql-bin
binlog_format=mixed
server_id=2
relay-log=relay-bin
relay-log-index=slave-relay-bin.index
auto-increment-increment=2
auto-increment-offset=2
[root@slave ~]# service mysqld restart
Shutting down MySQL..                                      [  确定  ]
Starting MySQL.....                                        [  确定  ]

        注意：master和slave只有server-id不同和 auto-increment-offset不同。mysql中有自增长字段，在做数据库的主主同步时需要设置自增长的两个相关配置：auto_increment_offset和auto_increment_increment。 auto-increment-increment表示自增长字段每次递增的量，其默认值是1。它的值应设为整个结构中服务器的总数，本案例用到两台服务器，所以值设为2（可以理解为有几台服务器做集群就设为几）。 auto-increment-offset是用来设定数据库中自动增长的起点(即初始值)，因为这两能服务器都设定了一次自动增长值2，所以它们的起点必须得不同，这样才能避免两台服务器数据同步时出现主键冲突，注：可以在my.cnf文件中添加“binlog_do_db=数据库名”配置项（可以添加多个）来指定要同步的数据库。

配置主从关系

1、将master设为slave的主服务器

在master主机上创建授权账户，允许在slave(192.168.8.3)主机上连接。

[root@master ~]# mysql -uroot -p123
#省略登录信息
mysql> grant replication slave on *.* to rep@'192.168.8.%' identified by '123';
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec)
​
mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

2、查看master的当前binlog状态信息

mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000001 |      608 |              |                  |                   |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

3、在slave上将master设为自已的主服务器并开启slave功能。

[root@slave ~]# mysql -uroot -p123
#省略登录信息
mysql> change master to
    -> master_host='192.168.8.2',
    -> master_user='rep',
    -> master_password='123',
    -> master_log_file='mysql-bin.000001',
    -> master_log_pos=608;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.01 sec)
​
mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

4、设置master防火墙

模拟环境中关闭防火墙即可，生产环境中需要配置防火墙策略，允许3306端口。

[root@master ~]# firewall-cmd --permanent --add-port=3306/tcp
success
[root@master ~]# firewall-cmd --add-port=3306/tcp
success

        此刻查看8.3的状态，show slave status\G;以下两个值必须为yes,代表从服务器能正常连接主服务器。

5、将slave设为master的主服务器

在slave主机上创建授权账户，允许在master1(192.168.8.2)主机上连接

mysql> grant replication slave on *.* to rep@'192.168.8.%' identified by '123';
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.02 sec)
​
mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

6、查看slave的当前binlog状态信息

mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000001 |      608 |              |                  |                   |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

7、在master上将slave设为自已的主服务器并开启slave功能。

[root@master ~]# mysql -uroot -p123
#省略登录信息
mysql> change master to
    -> master_host='192.168.8.3',
    -> master_user='rep',
    -> master_password='123',
    -> master_log_file='mysql-bin.000001',
    -> master_log_pos=608;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.03 sec)

mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

8、设置slave防火墙

[root@slave ~]# firewall-cmd --permanent --add-port=3306/tcp
success
[root@slave ~]# firewall-cmd --add-port=3306/tcp
success

查看8.2的状态，以下两个值必须为yes,代表从服务器能正常连接主服务器

测试主主同步

1、在master上创建要同步的数据库如bbs，并在bbs中创建一张测试表如tb1

mysql> create database bbs character set utf8;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> use bbs;
Database changed
mysql> create table tb1(
    -> id int,
    -> name varchar(20));
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

2、查看master2主机是否同步了master1上的数据变化

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| bbs                |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
5 rows in set (0.02 sec)

mysql> use bbs;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed
mysql> show tables;
+---------------+
| Tables_in_bbs |
+---------------+
| tb1           |
+---------------+
1 row in set (0.00 sec)

3、从上面可以看出slave同步了master的数据变化，测试在slave主机上向tb1表中插入数据

mysql> insert into tb1 values(1,'z3'),(2,'l4');
Query OK, 2 rows affected (0.01 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0

4、查看master主机是否同步了slave上的数据变化

mysql> select * from tb1;
+------+------+
| id   | name |
+------+------+
|    1 | z3   |
|    2 | l4   |
+------+------+
2 rows in set (0.01 sec)

        通过查看master可以看到slave更新的数据，现在在任何一台mysql上更新数据都会同步到另一台mysql中，双主同步完成。

        注意：若主MYSQL服务器已经存在，只是后期才搭建从MYSQL服务器，在置配数据同步前应先将主MYSQL服务器的要同步的数据库拷贝到从MYSQL服务器上（如先在主MYSQL上备份数据库，再用备份在从MYSQL服务器上恢复）

keepalived高可用

        keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个软件解决方案，其功能类似于heartbeat，用来防止单点故障 keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual RouterRedundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。 虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip，master会发组播（组播地址为224.0.0.18），当backup收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。keepalived主要有三个模块，分别是core 、check和vrrp。core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。vrrp模块是来实现VRRP协议的。

keepalived的安装配置

1、在master和slave上安装软件包keepalived与服务控制

        在编译安装Keepalived之前，必须先安装内核开发包kernel-devel以及openssl-devel、popt-devel等支持库。

[root@master ~]# wget https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.0.20.tar.gz
[root@master ~]# yum -y install kernel-devel openssl-devel popt-devel

若没有安装则通过rpm或yum工具进行安装 编译安装Keepalived

[root@master ~]# tar zxf keepalived-2.0.20.tar.gz 
[root@master ~]# cd keepalived-2.0.20/
[root@master keepalived-2.0.20]# ./configure --prefix=/ && make && make install

        注意：如不知道keepalived需要哪些依赖包，可到下载后的源码解压目录下查看INSTALL 文件内容， 执行makeinstall操作之后，会自动生成/etc/init.d/keepalived脚本文件，但还需要手动添加为系统服务，这样就可以使用service、chkconfig工具来对keepalived服务程序进行管理了。

slave主机也完成keepalived安装，与master一样，安装过程略，两台mysql如果开启防火墙需要添加防火墙规则.

[root@slave ~]# firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter OUTPUT 0 --in-interface ens33 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT
success
[root@slave ~]# firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0 --in-interface ens33 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT
success
[root@slave ~]# firewall-cmd --reload
success

2、修改Keepalived的配置文件

        keepalived只有一个配置文件keepalived.conf，里面主要包括以下几个配置区域，分别是global_defs、vrrp_instance和virtual_server。 global_defs：主要是配置故障发生时的通知对象以及机器标识。 vrrp_instance：用来定义对外提供服务的VIP区域及其相关属性。 virtual_server：虚拟服务器定义

keepalived.conf文件解释如下：

! Configuration File for keepalived                                 #！表示注释
​
global_defs {
   router_id LVS_DEVEL                                              #router_id名称（唯一）
}
​
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER        #指定keepalived的角色, （分别为MASTER|BACKUP）本次实验两台配置均是BACKUP,设为BACKUP将根据优先级决定主或从
    interface eth0                                                  #指定HA监测网络的接口
    virtual_router_id 51                                            #虚拟路由标识，这个标识是一个数字(取值在0-255之间,用来区分多个instance的VRRP组播)，同一个vrrp实例使用唯一的标识,确保和slave相同，同网内不同集群此项必须不同,否则发生冲突。
    priority 100                                                    #用来选举master的，要成为master，该项取值范围是1-255（在此范围之外会被识别成默认值100）,此处slave上设置为50
    advert_int 1                                    #发VRRP包的时间间隔，即多久进行一次master选举（可以认为是健康查检时间间隔）
    nopreempt                                       #不抢占，即允许一个priority比较低的节点作为master，即使有priority更高的节点启动
    authentication {                                #认证区域，认证类型有PASS和HA（IPSEC），推荐使用PASS（密码只识别前8位）
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {                             #VIP区域，指定vip地址
        192.168.200.16
        192.168.200.17
        192.168.200.18
    }
}
​
virtual_server 192.168.200.100 443 {                #设置虚拟服务器，需要指定虚拟IP地址和服务端口，IP与端口之间用空格隔开
    delay_loop 6                                    #设置运行情况检查时间，单位是秒
    lb_algo rr                                      #设置后端调度算法，这里设置为rr，即轮询算法
    lb_kind NAT                                     #设置LVS实现负载均衡的机制，有NAT、TUN、DR三个模式可选
    persistence_timeout 50                          #会话保持时间，单位是秒。这个选项对动态网页是非常有用的，为集群系统中的session共享提供了一个很好的解决方案。有了这个会话保持功能，用户的请求会被一直分发到某个服务节点，直到超过这个会话的保持时间。
    protocol TCP                                    #指定转发协议类型，有TCP和UDP两种
​
    real_server 192.168.201.100 443 {               #配置服务节点1，需要指定real server的真实IP地址和端口，IP与端口之间用空格隔开注(即本机ip)
        weight 1                                    #配置服务节点的权值，权值大小用数字表示，数字越大，权值越高，设置权值大小为了区分不同性能的服务器
        notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh    #检测到realserver的mysql服务down后执行的脚本
        TCP_CHECK {
             connect_timeout 3                      #连接超时时间
             nb_get_retry 3                         #重连次数
             delay_before_retry 3                   #重连间隔时间
             connect_port 3306                      #健康检查端口
        }
    }
}

master配置

master主机配置修改如下：（其他没用的节点推荐删掉）

[root@master ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived
​
global_defs {
   router_id lb1
}
​
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    nopreempt
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.8.100
    }
}
​
virtual_server 192.168.8.100 3306 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
    real_server 192.168.8.2 3306 {
        weight 1
        notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh
        TCP_CHECK {
            connect_port 3306
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}
[root@master ~]# systemctl start keepalived
[root@master ~]# mkdir /etc/keepalived/bin
[root@master ~]# vim /etc/keepalived/bin/mysql.sh       #创建脚本文件
#!/bin/bash
pkill keepalived

slave配置

        slave主机上的keepalived.conf文件的修改： 可以使用scp命令把master主机上配置好的keepalived.conf文件拷贝到slave主机，只要做简单修改即可，如下所示：

[root@master ~]# scp /etc/keepalived/keepalived.conf [email protected]:/etc/keepalived/
#省略传输过程
[root@slave ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived
​
global_defs {
   router_id lb2                        #修改
}
​
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    nopreempt
    virtual_router_id 51
    priority 50                         #修改
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.8.100
    }
}
​
virtual_server 192.168.8.100 3306 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
​
    real_server 192.168.8.3 3306 {                      #修改
        weight 1
    notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh
        TCP_CHECK {
        connect_port 3306
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}
[root@slave ~]# systemctl start keepalived
[root@slave ~]# mkdir /etc/keepalived/bin
[root@slave ~]# vim /etc/keepalived/bin/mysql.sh
#!/bin/bash
pkill keepalived

测试高可用

在master和slave分别执行命令查看master和slave对VIP（群集虚拟IP）的控制权。

         从上图可以看出master是主服务器，slave为备用服务器。 停止MySQL服务，看keepaliv ed健康检查程序是否会触发我们编写的脚本。

        关闭master上的mysql服务，使用测试机连接vip地址尝试远程连接，验证是否成功，成功后插入数据测试。

本章总结

        Keepalived+mysql双主一般来说，中小型规模的时候，采用这种架构是最省事的。 在master节点发生故障后，利用keepalived的高可用机制实现快速切换到备用节点。 在这个方案里，有几个需要注意的地方：

1. 采用keepalived作为高可用方案时，两个节点最好都设置成BACKUP模式，避免因为意外情况下（比如脑裂）相互抢占导致往两个节点写入相同数据而引发冲突；

2. 把两个节点的auto_increment_increment（自增步长）和auto_increment_offset（自增起始值）设成不同值。其目的是为了避免master节点意外宕机时，可能会有部分binlog未能及时复制到slave上被应用，从而会导致slave新写入数据的自增值和原先master上冲突了，因此一开始就使其错开；当然了，如果有合适的容错机制能解决主从自增ID冲突的话，也可以不这么做；

3. slave节点服务器配置不要太差，否则更容易导致复制延迟。作为热备节点的slave服务器，硬件配置不能低于master节点；

4. 如果对延迟问题很敏感的话，可考虑使用MariaDB分支版本，或者直接上线MySQL 5.7最新版本，利用多线程复制的方式可以很大程度降低复制延迟；