企业中MySQL主流高可用架构实战三部曲之MHA

老张最近两天有些忙,一些老铁一直问,啥时更新博文,我可能做不到天天更新啊,但保证以后一有空就写一些干货知识分享给大家。

我们如果想要做好技术这项工作,一定要做到理论与实践先结合。我一个曾经被数据库虐得体无完肤的过来人给大家一些建议;就是只看书,背理论真的行不通,到时遇到棘手的问题,你还是一样抓瞎。一定要在理论理清的基础上多做实验。

给自己定个目标,3个月做够100-500个实验。然后整理在做实验过程中的各种报错,认真解读分析报错原理,做好笔记。最后再拿起书,重新阅读之前有些可能理解不了的理论知识,我想这次读书的过程,肯定比之前收益会更大。


之前答应过大家,给大家介绍MySQL高可用架构三部曲。今儿先给大家介绍第一步曲;MySQL高可用最主流的架构---MHA

MHA高可用架构是基于主从复制原理而部署的,是最常见,最主流的架构。


MHA简介:

MHA,即MasterHigh Availability Manager and Toolsfor MySQL,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 环境,目的在于维持Master主库的高可用性。

MHA(Master High Availability)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).


MHA组成部分:

MHA由两部分组成:

  1. MHA Manager(管理节点)

  2. MHA Node(数据节点)


MHA部署解读:

  MHA Manager可以单独部署在一台独立机器上管理多个master-slave集群,也可以部署在一台slave上.MHA Manager探测集群的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。

     MHA node运行在每台MySQL服务器上(master/slave/manager),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。


MHA优缺点介绍:

优点:

1. 故障切换时,可以自行判断哪个从库与主库的数据最接近,就切换到上面,可以减少数据的丢失,保证数据的一致性

2. 支持 binlog server,可提高 binlog 传送效率,进一步减少数据丢失风险。
3. 可以配置 mysql 5.7 的增强半同步,来保证数据的时时同步

缺点:

1. 自动切换的脚本太简单了,而且比较老化,建议后期逐渐完善。

2. 搭建 MHA 架构,需要开启 linux 系统互信协议,所以对于系统安全性来说,是个不小的考验。


原理介绍:

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。

当master出现故障时,可以通过对比slave之间I/O thread 读取主库binlog的position号,选取最接近的slave做为备选主库(备胎)。其它的从库可以通过与备选主库对比生成差异的中继日志。在备选主库上应用从原来master保存的binlog,同时将备选主库提升为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。


MHA工具包功能介绍:

  1. Manager工具:

#masterha_check_ssh : 检查MHA的SSH配置。 
#masterha_check_repl : 检查MySQL复制。 
#masterha_manager : 启动MHA。 
#masterha_check_status : 检测当前MHA运行状态。 
#masterha_master_monitor : 监测master是否宕机。 
#masterha_master_switch : 控制故障转移(自动或手动)。 
#masterha_conf_host : 添加或删除配置的server信息。

   2. Node工具:

#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应用于其它slave。 
#filter_mysqlbinlog : 去除不必要的ROLLBACK事件(MHA已不再使用这个工具)。 
#purge_relay_logs : 清除中继日志(不会阻塞SQL线程)。

实战图表展示:

wKioL1l5n-3hv1u3AACFuMtZLjA193.png-wh_50

实战开始:

环境介绍:

192.168.56.100 master node
192.168.56.101 slave1 node
192.168.56.102 slave2(manager,node)
vip 192.168.56.123

第一步操作:生成ssh无密钥证书

主库(100)执行生成密钥操作:

ssh-keygen -t dsa -P '' -f id_dsa 
Id_dsa.pub为公钥,id_dsa为私钥,紧接着将公钥文件复制成authorized_keys文件,
这个步骤是必须的,过程如下: 
cat id_dsa.pub >> authorized_keys

从库(101)执行生成密钥操作:

ssh-keygen -t dsa -P '' -f id_dsa 
cat id_dsa.pub >> authorized_keys

管理节点(102)生成密钥过程:

ssh-keygen -t dsa -P '' -f id_dsa 
cat id_dsa.pub >> authorized_keys

主库(100)执行接收密钥的过程:

scp 192.168.56.101:/root/.ssh/id_dsa.pub ./id_dsa.pub.101
scp 192.168.56.102:/root/.ssh/id_dsa.pub ./id_dsa.pub.102
合并密钥:
cat id_dsa.pub.101 >> authorized_keys
cat id_dsa.pub.102 >> authorized_keys

在主库上传送合成密钥:

scp authorized_keys 192.168.56.101:/root/.ssh/
scp authorized_keys 192.168.56.102:/root/.ssh/

在三台服务器上,编辑/etc/hosts文件,分别加入三台主机hostname

vim /etc/hosts
node1 192.168.56.100
node2 192.168.56.101
node3 192.168.56.102

验证主机名登陆,密钥验证:

分别在三台机器上执行:

在192.168.56.100执行
ssh node2
ssh node3
在192.168.56.101执行
ssh node1
ssh node3
在192.168.56.102执行
ssh node1
ssh node2

搭建主从环境(一主两从架构,我这里是mysql 5.7版本)

在所有节点上都要执行

创建主从账号:
grant replication slave on *.* to 'repl'@'192.168.56.%' identified by 'repl';
flush privileges;
创建管理账号:
grant all privileges on *.* to 'zs'@'192.168.56.%' identified by '123456';
flush privileges;

在Master(100)上面安装数据节点:

首先要先安装mysql依赖的perl环境

yum install perl-DBD-MySQL

解压数据节点的包

tar -zxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gz

安装perl-cpan软件包

cd mha4mysql-node-0.57
yum -y install perl-CPAN*
perl Makefile.PL
make && make install

在从库(101)上面安装数据节点:
同主库一样的安装操作;


在manager管理节点(102)上面安装管理节点:

首先先要安装环境需要的介质包

yum install -y perl-DBD-MySQL*
rpm -ivh perl-Params-Validate-0.92-3.el6.x86_64.rpm
rpm -ivh perl-Config-Tiny-2.12-1.el6.rfx.noarch.rpm
rpm -ivh perl-Log-Dispatch-2.26-1.el6.rf.noarch.rpm
rpm -ivh perl-Parallel-ForkManager-0.7.5-2.2.el6.rf.noarch.rpm

下载地址:https://centos.pkgs.org/

再安装数据节点:

tar -zxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gz 
cd mha4mysql-node-0.57
yum -y install perl-CPAN*
perl Makefile.PL
make && make install

最后安装管理节点:

tar -zxvf mha4mysql-manager-0.57.tar.gz 
perl Makefile.PL
make 
make install

环境配置,基础安装操作完成。


下面来进行管理节点MHA配置:

创建mha家目录,编辑启动配置文件

mkdir -p /usr/local/mha
mkdir -p /etc/mhacd /etc/mha/
编辑MHA配置文件
vim /etc/mha/mha.conf
[server default]
user=zs
password=123456
manager_workdir=/usr/local/mha
manager_log=/usr/local/mha/manager.log
remote_workdir=/usr/local/mha
ssh_user=root
repl_user=repl
repl_password=repl
ping_interval=1
master_ip_failover_script=/usr/local/scripts/master_ip_failover
master_ip_online_change_script=/usr/local/scripts/master_ip_online_change
[server1]
hostname=192.168.56.100
ssh_port=22
master_binlog_dir=/data/mysql
candidate_master=1
port=3306
[server2]
hostname=192.168.56.101
ssh_port=22
master_binlog_dir=/data/mysql
candidate_master=1
port=3306
[server3]
hostname=192.168.56.102
ssh_port=22
master_binlog_dir=/data/mysql
no_master=1
port=3306

创建failover,online 脚本的目录

mkdir -p /usr/local/scripts

编辑failover切换脚本:

vim 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  
);  
  
my $vip = '192.168.56.123/24';  
my $key = '0';  
my $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig eth0:$key $vip";  
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig eth0:$key down";  
  
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;  
        }  
        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 \" $ssh_start_vip \"`;  
}  
sub stop_vip() {  
     return 0  unless  ($ssh_user);  
    `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";  
}

编辑online_change的脚本:

cd  /usr/local/scripts/

vim master_ip_online_change 
#!/usr/bin/env perl  
use strict;  
use warnings FATAL =>'all';  
  
use Getopt::Long;  
  
my $vip = '192.168.1.123/24';  # Virtual IP  
my $key = "0";  
my $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig eth0:$key $vip";  
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig eth0:$key down";  
my $exit_code = 0;  
  
my (  
  $command,              $orig_master_is_new_slave, $orig_master_host,  
  $orig_master_ip,       $orig_master_port,         $orig_master_user,  
  $orig_master_password, $orig_master_ssh_user,     $new_master_host,  
  $new_master_ip,        $new_master_port,          $new_master_user,  
  $new_master_password,  $new_master_ssh_user,  
);  
GetOptions(  
  'command=s'                => \$command,  
  'orig_master_is_new_slave' => \$orig_master_is_new_slave,  
  'orig_master_host=s'       => \$orig_master_host,  
  'orig_master_ip=s'         => \$orig_master_ip,  
  'orig_master_port=i'       => \$orig_master_port,  
  'orig_master_user=s'       => \$orig_master_user,  
  'orig_master_password=s'   => \$orig_master_password,  
  'orig_master_ssh_user=s'   => \$orig_master_ssh_user,  
  'new_master_host=s'        => \$new_master_host,  
  'new_master_ip=s'          => \$new_master_ip,  
  'new_master_port=i'        => \$new_master_port,  
  'new_master_user=s'        => \$new_master_user,  
  'new_master_password=s'    => \$new_master_password,  
  'new_master_ssh_user=s'    => \$new_master_ssh_user,  
);  
  
  
exit &main();
sub main {  
  
#print "\n\nIN SCRIPT TEST====$ssh_stop_vip==$ssh_start_vip===\n\n";  
  
if ( $command eq "stop" || $command eq "stopssh" ) {  
  
        # $orig_master_host, $orig_master_ip, $orig_master_port are passed.  
        # If you manage master ip address at global catalog database,  
        # invalidate orig_master_ip here.  
        my $exit_code = 1;  
        eval {  
            print "\n\n\n***************************************************************\n";  
            print "Disabling the VIP - $vip on old master: $orig_master_host\n";  
            print "***************************************************************\n\n\n\n";  
&stop_vip();  
            $exit_code = 0;  
        };  
        if ($@) {  
            warn "Got Error: $@\n";  
            exit $exit_code;  
        }  
        exit $exit_code;  
}  
elsif ( $command eq "start" ) {  
  
        # all arguments are passed.  
        # If you manage master ip address at global catalog database,  
        # activate new_master_ip here.  
        # You can also grant write access (create user, set read_only=0, etc) here.  
my $exit_code = 10;  
        eval {  
            print "\n\n\n***************************************************************\n";  
            print "Enabling the VIP - $vip on new master: $new_master_host \n";  
            print "***************************************************************\n\n\n\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";  
        `ssh $orig_master_ssh_user\@$orig_master_host \" $ssh_start_vip \"`;  
        exit 0;  
}  
else {  
&usage();  
        exit 1;  
}  
}  
  
# A simple system call that enable the VIP on the new master  
sub start_vip() {  
`ssh $new_master_ssh_user\@$new_master_host \" $ssh_start_vip \"`;  
}  
# A simple system call that disable the VIP on the old_master  
sub stop_vip() {  
`ssh $orig_master_ssh_user\@$orig_master_host \" $ssh_stop_vip \"`;  
}  
  
sub usage {  
print  
"Usage: master_ip_failover �Ccommand=start|stop|stopssh|status �Corig_master_host=host �Corig_master_ip=ip �Corig_master_port=po  
rt �Cnew_master_host=host �Cnew_master_ip=ip �Cnew_master_port=port\n";  
 
}

创建完两个脚本,记得赋予执行权限


利用mha工具检测ssh
安装需要的环境包:

yum -y  install perl-Time-HiRes

执行检测命令;

/usr/local/bin/masterha_check_ssh --conf=/etc/mha/mha.conf

检测结果显示:都为OK,代表ssh检测成功

结果展示:

Sun Jul 23 09:39:09 2017 - [warning] Global configuration file /etc/masterha_default.cnf not found. Skipping.
Sun Jul 23 09:39:09 2017 - [info] Reading application default configuration from /etc/mha/mha.conf..
Sun Jul 23 09:39:09 2017 - [info] Reading server configuration from /etc/mha/mha.conf..
Sun Jul 23 09:39:09 2017 - [info] Starting SSH connection tests..
Sun Jul 23 09:39:11 2017 - [debug] 
Sun Jul 23 09:39:09 2017 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.56.100(192.168.56.100:22) to root@192.168.56.101(192.168.56.101:22)..
Sun Jul 23 09:39:10 2017 - [debug]   ok.
Sun Jul 23 09:39:10 2017 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.56.100(192.168.56.100:22) to root@192.168.56.102(192.168.56.102:22)..
Sun Jul 23 09:39:11 2017 - [debug]   ok.
Sun Jul 23 09:39:11 2017 - [debug] 
Sun Jul 23 09:39:10 2017 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.56.101(192.168.56.101:22) to root@192.168.56.100(192.168.56.100:22)..
Sun Jul 23 09:39:10 2017 - [debug]   ok.
Sun Jul 23 09:39:10 2017 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.56.101(192.168.56.101:22) to root@192.168.56.102(192.168.56.102:22)..
Sun Jul 23 09:39:11 2017 - [debug]   ok.
Sun Jul 23 09:39:11 2017 - [debug] 
Sun Jul 23 09:39:10 2017 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.56.102(192.168.56.102:22) to root@192.168.56.100(192.168.56.100:22)..
Warning: Permanently added '192.168.56.102' (RSA) to the list of known hosts.
Sun Jul 23 09:39:11 2017 - [debug]   ok.
Sun Jul 23 09:39:11 2017 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.56.102(192.168.56.102:22) to root@192.168.56.101(192.168.56.101:22)..
Sun Jul 23 09:39:11 2017 - [debug]   ok.
Sun Jul 23 09:39:11 2017 - [info] All SSH connection tests passed successfully.
检测masterha_check_repl --conf=/etc/mha/mha.conf
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [warning] Global configuration file /etc/masterha_default.cnf not found. Skipping.
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Reading application default configuration from /etc/mha/mha.conf..
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Reading server configuration from /etc/mha/mha.conf..
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] MHA::MasterMonitor version 0.57.
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Multi-master configuration is detected. Current primary(writable) master is 192.168.56.100(192.168.56.100:3306)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Master configurations are as below: 
Master 192.168.56.100(192.168.56.100:3306), replicating from 192.168.56.101(192.168.56.101:3306)
Master 192.168.56.101(192.168.56.101:3306), replicating from 192.168.56.100(192.168.56.100:3306), read-only
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] GTID failover mode = 1
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Dead Servers:
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Alive Servers:
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]   192.168.56.100(192.168.56.100:3306)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]   192.168.56.101(192.168.56.101:3306)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]   192.168.56.102(192.168.56.102:3306)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Alive Slaves:
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]   192.168.56.101(192.168.56.101:3306)  Version=5.7.14-log (oldest major version between slaves) log-bin:enabled
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]     GTID ON
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]     Replicating from 192.168.56.100(192.168.56.100:3306)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]     Primary candidate for the new Master (candidate_master is set)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]   192.168.56.102(192.168.56.102:3306)  Version=5.7.14-log (oldest major version between slaves) log-bin:enabled
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]     GTID ON
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]     Replicating from 192.168.56.100(192.168.56.100:3306)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]     Not candidate for the new Master (no_master is set)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Current Alive Master: 192.168.56.100(192.168.56.100:3306)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Checking slave configurations..
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Checking replication filtering settings..
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]  binlog_do_db= , binlog_ignore_db= 
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]  Replication filtering check ok.
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] GTID (with auto-pos) is supported. Skipping all SSH and Node package checking.
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Checking SSH publickey authentication settings on the current master..
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] HealthCheck: SSH to 192.168.56.100 is reachable.
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] 
192.168.56.100(192.168.56.100:3306) (current master)
 +--192.168.56.101(192.168.56.101:3306)
 +--192.168.56.102(192.168.56.102:3306)
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Checking replication health on 192.168.56.101..
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]  ok.
Sun
 Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Checking replication health on 192.168.56.102..
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]  ok.
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Checking master_ip_failover_script status:
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]   /usr/local/scripts/master_ip_failover --command=status --ssh_user=root --orig_master_host=192.168.56.100 --orig_master_ip=192.168.56.100 --orig_master_port=3306 
IN SCRIPT TEST====/sbin/ifconfig eth0:0 down==/sbin/ifconfig eth0:0 192.168.56.123/24===
Checking the Status of the script.. OK 
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info]  OK.
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [warning] shutdown_script is not defined.
Sun Jul 23 10:14:11 2017 - [info] Got exit code 0 (Not master dead).
MySQL Replication Health is OK.

在主库(100)执行添加vip的过程:(第一次手动添加)

ip addr add 192.168.56.123 dev eth0

在管理节点(102)上,执行mha的启动

nohup masterha_manager --conf=/etc/mha/mha.conf > /tmp/mha_manager.log  < /dev/null 2>&1 &

验证启动成功的命令:查看显示状态

masterha_check_status --conf=/etc/mha/mha.conf


模拟主库故障,查看是否自动切换:

在主库(100)上面执行停掉mysql操作。

mysqladmin -uroot -proot123 shutdown
从库192.168.56.101自动获取vip且转换为新的主库,192.168.56.102自动指向新的主库。


切换后,MHA进程会自动停止运行
在管理节点查看:

 masterha_check_status --conf=/etc/mha/mha.conf
mha is stopped(2:NOT_RUNNING).

恢复操作:
把宕掉的主库192.168.56.100恢复起来;

/usr/local/mysql/bin/mysqld_safe --defaults-file=/etc/my.cnf &

验证结果:重新指向现在的主库192.168.56.101
主从状态一切ok!

MHA搭建演练结束


希望大家每天抽出一点时间,看看书,看看报,看看老张的技术博客哈,我们可能比不了那些富二代,衣来伸手饭来张口,钱可以肆意挥霍!但这样日子很空虚,没有一个自己的奋斗方向!我们还得靠自己的双手努力学习,既然从事了相关技术岗位的工作,那就多做实验,反复练习。经验和技巧都是在反复推敲中获得的!

今年老张打算多出点对老铁们有用的干货技术博客;

大家相互学习,相互请教,争取明年大家的工资翻倍;


企业中MySQL高可用主流架构实战三部曲的第一部曲MHA(完结)

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