MySQL+Keepalived实现双机热备

Posted 2020-09-06

Keepalived双机热备

一、概述：

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（该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，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。

 

实验思路：

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。

 

实验环境：

操作系统：CentOS 7 x86_64

MySQL版本：mysql 5.7.13

Keepalived版本：keepalived-1.2.20

Mysql-vip地址:192.168.1.100

Mysql-master1地址:192.168.1.101

Mysql-master2地址:192.168.1.102

 

实验拓扑：

二、搭建MySQL双主同步环境：

 

（1）准备工作

1、配置IP地址

master1地址为192.168.1.101；

master2地址为192.168.1.102。

2、设置master1和master2的防火墙规则

[[email protected] ~]# firewall-cmd --permanent --add-port=3306/tcp
[[email protected] ~]# firewall-cmd --reload

（2）修改mysql配置文件

1、在master1上设置：

[[email protected] ~]# vim /etc/my.cnf
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

重启mysql服务：

[[email protected] ~]# systemctl restart mysqld

2、在master2上设置

[[email protected]~]# vim /etc/my.cnf
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

重启mysql服务

[[email protected] ~]# systemctl restart mysqld

<-注1->各个参数的解释：

log-bin                  //启用二进制日志功能

binlog_format            //设置binlog日志格式

Server-id                //给服务器分配一个独一无二的ID编号

relay-log                //配置中继日志

relay-log-index          //配置中继日志名

auto-increment-increment     //设置自增长字段每次递增的值

auto-increment-offset        //用来设定数据库中自动增长的起点（即起点值）

<-注2->可以在my.cnf文件中添加“binlog_do_db=数据库名”的配置项（可以添加多个）来指定要同步的数据库。

（3）将master1设置为master2的主服务器

1、在master1主机上创建授权账户，允许在master2（192.168.1.102）主机上连接

[[email protected] ~]# mysql -uroot -p
mysql> grant replication slave on *.* to ‘rep‘@‘192.168.1.102‘ identified by ‘123456‘;

查看master1的当前binlog状态信息

2、在master2上将master1设为自己的主服务器并开启slave功能

mysql> change master to master_host=‘192.168.1.101‘,master_user=‘rep‘,master_password=‘123456‘,master_log_file=‘mysql-bin.000001‘,master_log_pos=453;
mysql> start slave;

<-注->如果你是使用虚拟机并且两台master是克隆的，那么Slave_IO Running的值可能为NO，解决方法：修改master任意主机/usr/local/mysql/data/auto.cnf文件server-uuid后面的值，确保两台主机的uuid不一样。

（4）将master2设为master1的主服务器

1、在master2主机上创建授权账号，允许在master1（192.168.1.101）主机上连接

mysql> grant replication slave on *.* to ‘rep‘@‘192.168.1.101‘ identified by ‘123456‘;

查看master2的当前binlog状态信息

2、在master1上将master2设为自己的主服务器并开启slave功能。

mysql> change master to master_host=‘192.168.1.102‘,master_user=‘rep‘,master_password=‘123456‘,master_log_file=‘mysql-bin.000002‘,master_log_pos=453;
mysql> start slave;

查看从（master1）的状态

（5）测试主主同步

1、在master1上创建要同步的数据库如test_db，并在test_db中创建一张测试表如tab1

mysql> create database test_db;
mysql> use test_db;
mysql> create table tab1(id int,name varchar(30));

查看master2主机是否同步了master1的数据变化

2、在master2主机上想tab1表中插入数据

mysql> insert into test_db.tab1(id,name) values (1,‘zhangsan‘);
mysql> commit;

查看master1主机是否同步了master2上的数据变化

现在任何一台MySQL上的数据都会同步到另一台MySQL，主主同步环境搭建完成。

<-注意事项->：如果MySQL服务器已经存在，只是后期才搭建从服务器，在配置数据同步前应先将主MySQL服务器要同步的数据拷贝到从MySQL服务器（例如先备份主MySQL的数据库，然后到从服务器上还原）

 

三、利用keepalived实现MySQL的高可用性

（1）在master1和master2上安装keepalived软件包

1、首先安装kernel-devel以及openssl-devel、popt-devel等支持库。

[[email protected] ~]# yum -y install kernel-devel openssl-devel popt-devel

2、编译安装keepalived

[[email protected] keepalived-1.2.20]# cd keepalived-1.2.20/
[[email protected] keepalived-1.2.20]# tar zxf keepalived-1.2.20.tar.gz 
[[email protected] keepalived-1.2.20]# ./configure --prefix=/ && make && make install

<-注->：如不知道keepalived需要哪些依赖包，可以进解压后的源码包目录下查看INSTALL文件内容。

3、使用keepalived服务

编译完成后，会自动生成/etc/init.d/keepalived脚本，但是还需要手动添加为系统服务，这样才可以使用service、chkconfig工具来对keepalived服务程序进行管理。

4、在centos7.2上安装keepalieved防火墙的配置规则

[[email protected] ~]# firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family=ipv4 destination address=224.0.0.18 protocol value=ip accept"
[[email protected] ~]# firewall-cmd --reload

<--注！以上所有操作在master2上也要执行一遍-->

 

（2）修改keepalived的配置文件

Keepalived只有一个配置文件keepalived.conf，里面包括以下几个配置项

global_defs：主要是配置故障发生时的通知对象及机器标识。

vrrp_instance：用来定义对外提供服务的VIP区域及相关属性

virtual_server：虚拟服务器定义

1、在master1主机的keepalived.conf文件的修改：

[[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs区域

vrrp_instance区域

virtua_server区域

启动keepalived服务

[[email protected] ~]# /etc/init.d/keepalived start

2、在master2主机上对keepalived.conf文件进行修改

Master2主机的keepalived.conf配置文件除了router_id、priority和real_server三处不同，其他配置项都相同。

启动keepalived服务

[[email protected] ~]# /etc/init.d/keepalived start

（3）为master1和master2添加检测脚本

当mysql停止工作时自动关闭本机的keepalived，实现将故障机器踢出（因为每台机器上keepalived只添加了本机为realserver）；当mysql正常启动起来后，要手动启动keepalived服务。

[[email protected] ~]# mkdir /etc/keepalived/bin
[[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/bin/mysql.sh
#!/bin/bash
pkill keepalived
/sbin/ifdown eno16777736 && /sbin/ifup eno16777736
[[email protected] ~]# chmod +x /etc/keepalived/bin/mysql.sh

在master2上完成相同的操作

（4）测试

1、在master1和master2上分别查看master1和master2对VIP（群集虚拟IP）的控制权

在master1主上查看结结果：

在master2主上查看结果：

从上图可以看出master1是主服务器，master2为备用服务器

2、测试停止MySQL服务，keepalived健康检查是否会触发脚本

停止master1主机的MySQL服务

[[email protected] ~]# systemctl stop mysqld

查看master1主结果：

Master2主的查看结果：

这说明在主服务上停止MySQL服务，触发了我们编写的脚本，进行自动故障切换。

3、MySQL远程登入测试

为MySQL服务器授权允许远程登入（两台主服务器都要授权）

mysql> grant all on *.* to [email protected]‘%‘ identified by ‘pwd123‘;

在客户端上测试登入

上图说明客户端访问的VIP地址是由master1主机提供响应的，应为master1当前是主服务器，

将master1的MySQL服务停止

[[email protected] ~]# systemctl stop mysqld

然后到客户端执行下命令

上图可以看到客户端请求是由master2主机来响应的，说明故障切换成功

 

四、总结

Keepalived+mysql双主一般来说，适用于中小型规模的的公司环境，因为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；

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