MySQL之MHA高可用配置及故障切换实例

一、MHA概述

1.1 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。

1.2 MHA的组成

MHA Node （数据节点）

MHA Node 运行在每台 MySQL 服务器上。

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。

1.3 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

二、 MHA搭建准备

2.1 实验思路

1.MHA架构 ①数据库安装 ②一主两从 ③MHA搭建

2.故障模拟 ①主库失效 ②备选主库成为主库 ③原故障主库恢复重新加入到MHA成为从库

2.2 实验准备

节点服务器	主机名	IP地址	安装服务及工具
MHA manager节点服务 器	manager	192.168.137.105	安装MHA node和manager组 件
Master节点服务器	master1	192.168.137.101	安装mysql5.7和MHA node组件
Slave1节点服务器	mysql2	192.168.137.102	安装mysql5.7和MHA node组件
Slave2节点服务器	mysql3	192.168.137.103	安装mysql5.7和MHA node组件

三、 MHA搭建的步骤

3.1 配置主从复制

1. 初始化环境

#在四台服务器上初始化环境
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

2. 修改 Master、Slave1、Slave2 节点的主机名

#在Master上
hostnamectl set-hostname Mysql1
su
 
#在Slave1
hostnamectl set-hostname Mysql2
su
 
#在Slave2
hostnamectl set-hostname Mysql3
su

3. 添加域名解析

vim /etc/hosts
192.168.137.101 master1
192.168.137.102 master2
192.168.137.103 master3

4．修改 Master、Slave1、Slave2 节点的 Mysql主配置文件/etc/my.cnf

#修改 Master、Slave1、Slave2 节点的 Mysql主配置文件/etc/my.cnf 
##Master 节点##
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server-id = 1
log_bin = master-bin
log-slave-updates = true
 
systemctl restart mysqld
 
##Slave1 节点##
vim /etc/my.cnf
server-id = 2 						#三台服务器的 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
 
###Slave2 节点##
vim /etc/my.cnf
server-id = 3 
log_bin = master-bin
relay-log = relay-log-bin
relay-log-index = slave-relay-bin.index
 
systemctl restart mysqld

master

slave1

slave2

5. 在 Master、Slave1、Slave2 节点上都创建两个软链接

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

6. 配置MySQL主从同步 （一主两从）

（1）所有数据库节点进行 mysql 授权

mysql> grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.137.%' identified by 'abc123';

mysql> grant all on *.* to 'mha'@'mysql1' identified by 'abc123';
mysql> grant all on *.* to 'mha'@'mysql2' identified by 'abc123';
mysql> grant all on *.* to 'mha'@'mysql3' identified by 'abc123';

mysql> grant all on *.* to 'mha'@'192.168.137.%' identified by 'abc123';

mysql> flush privileges;

（2）在 Master 节点查看二进制文件和同步点

mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000001 |     1899 |              |                  |                   |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

（3）在 Slave1、Slave2 节点执行同步操作

mysql> change master to 
    -> master_host='192.168.137.101',
    -> master_user='myslave',
    -> master_password='abc123',
    -> master_log_file='mysql-bin.000001',
    -> master_log_pos=1899;

（4）在 Slave1、Slave2 节点查看数据同步结果

start slave;
show slave status\G		
//确保 IO 和 SQL 线程都是 Yes，代表同步正常。
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

（5）两个从库必须设置为只读模式

set global read_only=1;

（6）插入数据测试数据库同步

mysql> create database zzx;
mysql> use zzx;
mysql> create table niu(id int,name varchar(5),hobby varchar(20));
mysql> insert into niu values (1,'李','玩');
mysql> insert into niu values (1,'王','叫');

进行master插入数据

查看两个从库是否同步成功
6．安装 MHA 软件
（1）所有服务器上都安装 MHA 依赖的环境，首先安装 epel 源

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 MHA 软件包，先在所有服务器上必须先安装 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

7．在所有服务器上配置无密码认证

manager 数据库节点

mysql 1数据库
mysql2 数据库

mysql3 数据库

8．在 manager 节点上配置 MHA

（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
//拷贝后会有四个执行文件
ll /usr/local/bin/scripts/
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
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。可在拷贝前输入 :set paste 解决vim粘贴乱序问题）

vim /usr/local/bin/master_ip_failover
删除原内容添加下面内容
#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings FATAL => 'all';
 
use Getopt::Long;
 
my (
    $command, $orig_master_host, $orig_master_ip,$ssh_user,
    $orig_master_port, $new_master_host, $new_master_ip,$new_master_port,
    $orig_master_ssh_port,$new_master_ssh_port,$new_master_user,$new_master_password
);
 
# 这里定义的虚拟IP配置要注意，这个ip必须要与你自己的集群在同一个网段，否则无效
my $vip = '192.168.137.200/24';
my $key = '1';
# 这里的网卡名称 “ens33” 需要根据你机器的网卡名称进行修改
# 如果多台机器直接的网卡名称不统一，有两种方式，一个是改脚本，二是把网卡名称修改成统一
# 我这边实际情况是修改成统一的网卡名称
my $ssh_start_vip = "sudo /sbin/ifconfig ens33:$key $vip";
my $ssh_stop_vip = "sudo /sbin/ifconfig ens33:$key down";
my $ssh_Bcast_arp= "sudo /sbin/arping -I ens33 -c 3 -A $vip";

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,
    'orig_master_ssh_port=i' => \$orig_master_ssh_port,
    'new_master_host=s'  => \$new_master_host,
    'new_master_ip=s'    => \$new_master_ip,
    'new_master_port=i'  => \$new_master_port,
    'new_master_ssh_port' => \$new_master_ssh_port,
    'new_master_user' => \$new_master_user,
    'new_master_password' => \$new_master_password
 
);
 
exit &main();
 
sub main {
    $ssh_user = defined $ssh_user ? $ssh_user : 'root';
    print "\n\nIN SCRIPT TEST====$ssh_user|$ssh_stop_vip==$ssh_user|$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();
        &start_arp();
            $exit_code = 0;
        };
        if ($@) {
            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 \"`;
}
sub stop_vip() {
    `ssh $ssh_user\@$orig_master_host \" $ssh_stop_vip \"`;
}
 
sub start_arp() {
    `ssh $ssh_user\@$new_master_host \" $ssh_Bcast_arp \"`;
}
sub usage {
    print
    "Usage: master_ip_failover --command=start|stop|stopssh|status --ssh_user=user --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 软件目录并拷贝配置文件，这里使用app1.cnf配置文件来管理 mysql 节点服务器

#创建相关目录（所有节点）
mkdir -p /opt/mysql-mha/mha-node

# manager节点
mkdir -p /opt/mysql-mha/mha

#编写配置文件
vim /opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf
[server default]
manager_log=/opt/mysql-mha/manager.log
manager_workdir=/opt/mysql-mha/mha
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=abc123
port=3306
ping_interval=1
remote_workdir=/opt/mysql-mha/mha-node
repl_user=myslave
repl_password=abc123
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.137.102 -s 192.168.137.103
shutdown_script=""
ssh_user=root

[server1]
hostname=192.168.137.101
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.137.102
port=3306

[server3]
hostname=192.168.137.103
port=3306

9．第一次配置需要在 Master 节点上手动开启虚拟IP

10．在 manager 节点上测试 ssh 无密码认证，如果正常最后会输出 successfully，如下所示。

masterha_check_ssh -conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf

11．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。如下所示。

12．在 manager 节点上启动 MHA

nohup masterha_manager \
--conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf \
--remove_dead_master_conf \
--ignore_last_failover < /dev/null > /var/log/mha_manager.log 2>&1 &

13．查看 MHA 状态，可以看到当前的 master 是 mysql1 节点。

14. 查看 MHA 日志，也以看到当前的 master 是 192.168.137.101，如下所示。

15. 查看 mysql1 的 VIP 地址 192.168.80.200 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=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf
或者可以直接采用 kill 进程 ID 的方式关闭。

故障模拟

在 manager 节点上监控观察日志记录

tail -f /opt/mysql-mha/manager.log

#在 Master 节点 mysql1 上停止mysql服务
systemctl stop mysqld
或
pkill -9 mysql

#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
ifconfig

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。
（1）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。
（2）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。

故障修复步骤：

1．修复mysql
systemctl restart mysqld

2．修复主从
#在现主库服务器 mysql2 查看二进制文件和同步点
show master status;

#在原主库服务器 mysql1 执行同步操作
change master to master_host='192.168.137.102',master_user='myslave',master_password='abc123',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=1745;

start slave;


3．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）
vi /opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf
......
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.137.101 -s 192.168.137.103
......
[server1]
hostname=192.168.137.102
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.137.101
port=3306

[server3]
hostname=192.168.137.103
port=3306

4．在 manager 节点上启动 MHA
nohup masterha_manager \
--conf=/opt/mysql-mha/mysql_mha.cnf \
--remove_dead_master_conf \
--ignore_last_failover < /dev/null > /var/log/mha_manager.log 2>&1 &



#解决中英字不兼容报错的问题
dos2unix /usr/local/bin/master_ip_failover