MySQL双主+keepalived实现高可用

Posted 2020-09-06

mysql+keepalived实现高可用+主主复制模式

  为了解决mysql的单点故障问题，衍生出很多mysql的高可用方案：

 keepalived+双主、MHA、PXC、MMM、Hearbeat+DRBD等，比较常用的一般是keepalived+双主，MHA和PXC

  在此搭建实验环境，实现keepalived+mysql双主模式。

实验思路：

  两台MySQL互为主从关系（双主），通过keepalived配置虚拟vip，实现当其中的一台MySQL数据库宕机后，应用能自动切换到另外一台MySQL数据库，保证系统的高可用。

   keepalived的概念：

   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hearbeat，用来防止单点故障。

   keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy 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地址，master会发送组播（组播地址为224.0.0.18），当backup收不到vrrp包时就认为master已经down掉，这是就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master，这样就可以保证路由器的高可用了。

keepalived主要有三个模块：

  core模块：主要负责主进程的启动，维护以及全局配置文件的加载和解析

  check模块：主要负责健康检查，常见的健康检查方式有：

（1）、TCP_CHECK:工作在四层

（2）、HTTP_GET | SSL_GET :向指定的URL执行http请求，将得到的结果用md5加密并与指定的md5值比较看是否匹配，不匹配的从服务器池中移除。

（3）、misc_check：用脚本来检测方式

（4）、smtp_check:用来检测邮件服务

     vrrp模块：实现vrrp协议。

 

实验环境：

  OS：centos7 x86_64

  Mysql版本：mysql5.7.13

  Mysql-vip地址：192.168.1.100

  Mysql-master1:192.168.1.101

  Mysql-master2:192.168.1.102

MySQL主主同步：

 

 

（1）、master将更新的数据存入Binary log(二进制日志)中。

（2）、slave启用一个I/O线程负责将binary log中变化的数据拷贝至slave的relay log（中继日志）中。

（3）、slave启用SQL线程，重放relay log中的事件而更新slave数据，使其与master中的数据一致。

主主同步就是两台机器互为主从关系，在任何一台机器上写入都会同步

实现主主同步的思路：

（1）、分别修改mysql配置文件，启动二进制日志，分别开启relay-log日志。修改server-id值，注两台机器不可相同。

（2）、分别创建用于复制数据的用户，并授权

（3）、查看binlog日志信息和当前binlog的位置信息。

（4）、分别在互为从服务器上执行change master to操作，用于更新当前位置开始的数据。

在实现主主同步中，需要注意的事项为：

（1）、mysql中有自增长字段，需要在配置文件中指定自动增长值和起始值，两台不可唯一，防止自动增长列的冲突。

例如：

  在一张表有id列，设为自动增长，默认值为1，设为主键，当在同步数据中，因其中一台master故障，无法实时同步此时的数据，另一台会继续写入数据，当修复后，此时写入数据id=3，同步至另一台服务器时，因设置了自动增长，会发现id=3的列已经有了，此时同步就会出错，所以一般，第一台服务器设置增长值为偶数，第二台服务器增长值为基数值，这样就不会造成冲突。

  配置参数：

        auto-increment-increment = 2 :表示自增长字段每次递增的量。默认值为1

        auto-increment-offset = 1： 表示起始值，可以将两台服务器的起始值设置为不一样，就可以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’ ：用来指定要同步的数据库。

接下来就是具体实施此方案的流程：（在虚拟环境中进行测试）

实验步骤：

  防火墙添加3306端口，将ip地址规划完成！

  1、在master1上修改mysql配置文件：

  首先确保mysql服务正常启动，防火墙添加3306端口：

 

修改配置文件

vim  /etc/my.cnf

 

master-2的配置：

 

修改mysql配置文件：

vim  /etc/my.cnf

 

分别在两台机器上执行重启mysqld服务

2、授予用户权限，用于同步数据，并查看当前binlog日志信息（master-1）

 

3、在master-2上执行change master to操作，指定同步master上此位置的数据信息，并启动slave

 

查看同步状态：

 

如果发现状态不是以上所标记的状态信息，根据下图中标记位置，查看错误信息是什么，根据错误来判断具体的问题出在哪里？

 

一般问题为：

确保两台主机的通信正常；

确保防火墙问题；

如果为克隆机器，需修改uuid值。vim /usr/local/mysql/data/auto.cnf，在原有的基础上，将uuid随意改动一个值即可。

4、以上只实现了单主从复制，即master-1为主，master-2为从，所谓主主复制就是互为主从,接下来还是根据此前的步骤，设置master-2为主，master-1为从，无非就是在master-1上执行change master to操作，同步master-2的数据。

（1）、在master-2上创建授权用户，用于同步数据，并查看当前binlog日志信息；

 

（2）、在master-1上执行change master to操作，并启用slave

 

查看同步状态：

 

 

测试：

  在master-1上创建数据库test_db，创建表tb1，插入数据zhangsan,lisi，在master-2上查看是否同步。

 

在master-2上查看：

 

在master-2上向test_db.tb1表插入一条数据wanwu,查看master-2是否同步：

 

在master-1上查看：

 

master-1上也同步了数据，从实验中分析，无论master-1如何更新新的数据，id列的值永远是基数，这就保证了当master-2因故障再次修复后，同步数据时防止主键ID列冲突的问题！

 

注：

  若主mysql服务器已经存在，只是后期才搭建从mysql服务器，在配置数据同步前应先将主mysql服务器要同步的数据拷贝至从mysql服务器上，才可以开始执行同步操作。

   将主mysql服务器的数据拷贝至从mysql服务器上，可以使用以下方法：

（1）、使用mysqldump备份数据，将数据拷贝至从服务器上恢复数据。

（2）、使用xtrabackup功能备份数据，将数据拷贝至从服务器上恢复数据。

小结：

  此上已经实现主主复制功能，但是依然存在单点故障的问题，所以以下实验通过keepalived软件实现主主的高可用功能。

二、keepalived的安装配置：

1、在master-1和master-2上分别安装软件包keepalived

  （1）、在master-1和master-2上分别使用yum安装内核开发包kernel-devel 以及openssl-devel ,popt-devel等支持库

 

（2）、编译安装keepalived

 

注释：

   在centos6.5中，编译安装时，使用指定的linux内核位置对keepalived进行配置，使用此参数

--with-kernel-dir=/usr/src/kernels/2.6.32-431.el6.x86_64，并将安装路径指定为根目录，这样就无需额外创建连接文件了。

   在centos7中，不需要指定linux内核位置。

执行make install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，使用service、chkconfig工具对keepalived进行管理。

 

在master-2上也执行相同的操作，进行编译安装keepalived

2、上述已介绍过keepalived通过组播地址224.0.0.18发送报文，用于告知本机的存活信息，如果开启了防火墙，需要添加规则，在centos7中创建富策略规则：

 

在master-2上也执行相同的操作，添加防火墙规则。

3、修改keepalived配置文件（修改前，建议先做个备份）

 

keepalived.conf配置文件注释：

 

     

在master-1主机上具体的配置信息如下：（无用的配置参数可以删除）

 

 

创建mysql.sh脚本，并添加执行权限

 

启动keepalived服务

 

4、master-2主机上的keepalived.conf文件的修改

 

 

 

同上，创建/etc/keepalived/bin/mysql.sh脚本文件，添加执行权限

 

启动keepalived服务

 

5、测试：

在master-1和master-2上分别执行 ip a命令，查看master-1和master-2对vip（群集虚拟ip）的控制权

（1）、master-1上查看

 

（2）、master-2上查看：

 

master-2对VIP地址无控制权，此时为备用状态。

（3）、将master-1的mysql服务停掉，查看keepalived.conf配置文件中定义的脚本，是否顺利执行，将keepalived服务停止，master-2将成为主服务器

 

keepalived已成功被停止掉

在master-2上查看，是否已为主服务器，拥有vip地址的控制权

 

此时master-2已为主服务器。

（3）通过客户端测试：（mysql的高可用）

在客户端使用mysql命令通过vip地址，连接mysql

需要分别在master-1和master-2上创建授权用户

 

在master-2上也执行此操作。

 

测试客户端登录：

 

在mysql中执行命令查看当前的server id是：

 

将master-1的mysql服务down掉，再次执行命令查看server id号

 

在客户端上查看：

 

说明master-2已成为主服务器，工作状态。

   总结：

（1）、keepalived+mysq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发生冲突。

2、把两个节点的auto_increment_increment（自动增长）和auto_increment_offset（起始值）设为不同值，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冲突。

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

4、在mysql5.7版本中，利用多线程复制的方式可以很大程度降低复制延迟性。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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