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MHA高可用配置与故障切换

来源：华佗养生网

一、MySQL MHA

1.MHA的概述

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。

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。

说明：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。

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。

4.MHA 工作原理

(1)从宕机崩溃的master 保存二进制日志事件（binlog events）;

(2)识别含有最新更新的 slave；

(3)应用差异的中继日志（relay log）到其他的 slave；

(4)应用从master 保存的二进制日志事件（binlog events）；

(5)提升一个 slave 为新的master；

(6)使其他的 slave 连接新的master 进行复制。

二、搭建 MySQL MHA

1.搭建MHA的思路

MHA架构

数据库安装；一主两从；MHA搭建。

故障模拟

模拟主库失效；备选主库成为主库；原故障主库恢复重新加入到MHA成为从库。

2.搭建环境

主机		组件
Master 节点服务器（CentOS7.6-位）	192.168.150.10	mysql5.7、MHA-Node组件
Slave1 节点服务器（CentOS7.6-位）	192.168.150.100	mysql5.7、MHA-Node组件
Slave2 节点服务器服务器（CentOS7.6-位）	192.168.150.200	mysql5.7、MHA-Node组件
MHA-Manager 节点服务器（CentOS7.6-位）	192.168.150.128	MHA-Node组件、MHA-Manager组件

3.准备阶段（所有节点服务器关闭防火墙及控制访问机制）

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0

4.修改MHA-Manager、Master 、Slave1、Slave2节点的主机名

（1）MHA-Manager节点服务器
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname Manager
（2）Master节点服务器
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname Master
（3）Slave1节点服务器
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname Slave1
（4）Slave2节点服务器
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname Slave2

5.修改Master 、Slave1、Slave2节点服务器的MySQL主配置文件（/etc/my.cnf）

Master 节点服务器

[root@master ~]# vim /etc/my.cnf             #注意：注释掉字符集命令行，不然会报错
...
server-id = 1                                #三台服务器的 server-id 不能一样
log_bin = master-bin
log-slave-updates = true
[root@master ~]# systemctl restart mysqld

Slave1节点服务器

[root@slave1 ~]# vim /etc/my.cnf            #注意：注释掉字符集命令行
...
server-id = 2                               #末行添加
log_bin = master-bin
relay-log = relay-log-bin
relay-log-index = slave-relay-bin.index
[root@slave1 ~]# systemctl restart mysqld

Slave2节点服务器

[root@slave2 ~]# vim /etc/my.cnf              #注意：注释掉字符集命令行
...
server-id = 3                                 #末行添加
relay-log = relay-log-bin
relay-log-index = slave-relay-bin.index
[root@slave2 ~]# systemctl restart mysqld

6.在Master 、Slave1、Slave2节点服务器上都创建两个软链接

Master 节点服务器

[root@master ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql /usr/sbin/
[root@master ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog /usr/sbin/

Slave1节点服务器

[root@slave1 ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql /usr/sbin/
[root@slave1 ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog /usr/sbin/

Slave2节点服务器

[root@slave2 ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql /usr/sbin/
[root@slave2 ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog /usr/sbin/

7.配置MySQL一主两从

(1)所有数据库节点进行MySQL授权

Master 节点服务器

[root@master ~]# mysql -uroot -p123456
mysql> grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.150.%' identified by '123456';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.150.%' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'master' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave1' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave2' identified by 'manager';
mysql> flush privileges;

Slave1节点服务器

[root@slave1 ~]# mysql -uroot -p123456
mysql> grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.150.%' identified by '123456';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.150.%' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'master' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave1' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave2' identified by 'manager';
mysql> flush privileges;

Slave2节点服务器

[root@slave2 ~]# mysql -uroot -p123456
mysql> grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.150.%' identified by '123456';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'192.168.150.%' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'master' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave1' identified by 'manager';
mysql> grant all privileges on *.* to 'mha'@'slave2' identified by 'manager';
mysql> flush privileges;

(2)在Master系欸但服务器上查看二进制文件和同步点

(3)在Slave1、Slave2节点服务器执行同步操作

Slave1节点服务器和Slave2节点服务器

mysql> change master to master_host='192.168.150.10',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=1747;
mysql> start slave;

(4)Slave1、Slave2节点服务器查看数据同步结果

mysql> show slave status\G
#确保Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running都是Yes，代表同步正常。
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

(5)两个从数据库必须设置制度模式

Slave1节点服务器
mysql> set global read_only=1;
Slave2节点服务器
mysql> set global read_only=1;

(6)插入数据测试数据库同步

在Master节点服务器上主库插入一条数据，测试的否同步.

Master 节点服务器

mysql> create database zch;
mysql> use zch;
mysql> create table test(id int(5),name varchar(20));
mysql> insert into test values(1,'kyo');
mysql> select * from test;

Slave1和Slave2的节点服务器

8.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

[root@localhost ~]# yum install epel-release --nogpgcheck -y
[root@localhost ~]# 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 CentOS7.6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。

[root@localhost ~]# cd /opt
[root@localhost opt]# tar zxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gz
[root@localhostr opt]# cd mha4mysql-node-0.57
[root@localhost mha4mysql-node-0.57]# perl Makefile.PL
[root@localhost mha4mysql-node-0.57]# make && make install

在 MHA manager 节点上安装 manager 组件

[root@manager ~]# cd /opt
[root@manager ~]# tar zxvf mha4mysql-manager-0.57.tar.gz
[root@manager ~]# cd mha4mysql-manager-0.57
[root@manager ~]# perl Makefile.PL
[root@manager ~]# make && make install

manager 组件安装后在/usr/local/bin 下面会生成几个工具，主要包括以下几个：

组件	作用
masterha_check_ssh	检查 MHA 的 SSH 配置状况
masterha_check_repl	检查 MySQL 复制状况
masterha_manger	启动 manager的脚本
masterha_check_status	检测当前 MHA 运行状态
masterha_master_monitor	检测 master 是否宕机
masterha_master_switch	控制故障转移（自动或者手动）
masterha_conf_host	添加或删除配置的 server 信息
masterha_stop	关闭manager

node组件安装后也会在/usr/local/bin 下面会生成几个脚本（这些工具通常由 MHAManager 的脚本触发，无需人为操作）主要如下：

脚本	作用
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将其差异的事件应用于其他的 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）

9.在所有服务器上配置无密码认证

在 master 上配置到数据库节点 slave1 和 slave2 的无密码认证

[root@master ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@master ~]# ssh-copy-id 192.168.150.100
[root@master ~]# ssh-copy-id 192.168.150.200

在 slave1 上配置到数据库节点 master 和 slave2 的无密码认证

[root@slave1 ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@slave1 ~]# ssh-copy-id 192.168.150.10
[root@slave1 ~]# ssh-copy-id 192.168.150.200

在 slave2 上配置到数据库节点 master 和 slave1 的无密码认证

[root@slave2 ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@slave2 ~]# ssh-copy-id 192.168.150.10
[root@slave2 ~]# ssh-copy-id 192.168.150.100

在 manager 节点上配置到所有数据库节点的无密码认证

[root@manager ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@manager ~]# ssh-copy-id 192.168.150.10
[root@manager ~]# ssh-copy-id 192.168.150.100
[root@manager ~]# ssh-copy-id 192.168.150.200

10.在 manager 节点上配置 MHA

[root@manager ~]# 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

[root@manager ~]# cp /usr/local/bin/scripts/master_ip_failover /usr/local/bin

修改内容如下：（删除原有内容，直接复制并修改vip相关参数）

[root@manager ~]# cd /usr/local/bin/
[root@manager bin]# cp master_ip_failover master_ip_failover.bak
#!/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 = '192.168.150.150';           #指定vip的地址                                                         
my $brdc = '192.168.150.255';          指定vip的广播地址                                          
my $ifdev = 'ens33';                   #指定vip绑定的网卡                                                       
my $key = '1';                         #指定vip绑定的>虚拟网卡序列号                                                                  
my $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key $vip"; #代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.150.150
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig ens33:$key down";  #代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.150.150 down
my $exit_code = 0;                     #指定退出状态码为0                                                                              
#my $ssh_start_vip = "/usr/sbin/ip addr add $vip/24 brd $brdc dev $ifdev label $ifdev:$key;/usr/sbin/arping -q -A -c 1 -I $ifdev $vip;iptables -F;";
#my $ssh_stop_vip = "/usr/sbin/ip addr del $vip/24 dev $ifdev label $ifdev:$key";
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 \"`;
}
## A simple system call that disable the VIP on the old_master
sub stop_vip() {
`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";
}

[root@manager ~]# mkdir /etc/masterha
[root@manager ~]# cp /opt/mha4mysql-manager-0.57/samples/conf/app1.cnf /etc/masterha
[root@manager ~]# cd /etc/masterha
[root@manager masterha]# ls
app1.cnf
[root@manager masterha]# cp app1.cnf app1.cnf.bak
[root@manager masterha]# vim app1.cnf
[server default]
manager_log=/var/log/masterha/app1/manager.log
manager_workdir=/var/log/masterha/app1
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
password=manager
ping_interval=1
remote_workdir=/tmp
repl_password=123456
repl_user=myslave
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.150.100 -s 192.168.150.200
shutdown_script=""
ssh_user=root
user=mha

[server1]
hostname=192.168.150.10
port=3306

[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.150.100
port=3306

[server3]
hostname=192.168.150.200
port=3306

11.第一次配置需要在Master节点上手动开启虚拟IP

[root@master ~]# /sbin/ifconfig ens33:1 192.168.150.150/24

12.在manager节点上测试ssh无密码认证，如果正常最后会输出successfully

[root@manager ~]# masterha_check_ssh -conf=/etc/masterha/app1.cnf

13.在manager节点上测试mysql主从连接情况

[root@manager ~]# masterha_check_repl -conf=/etc/masterha/app1.cnf

14.在manager节点上启动MHA

[root@manager ~]# nohup masterha_manager --conf=/etc/masterha/app1.cnf --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover < /dev/null > /var/log/masterha/app1/manager.log 2>&1 &

脚本	作用
remove_dead_master_conf	该参数代表当发生主从切换后，老的主库的 ip 将会从配置文件中移除。
manger_log	识别差异的中继日志事件并将其差异的事件应用于其他的 slave
ignore_last_failover	在缺省情况下，如果 MHA 检测到连续发生宕机，且两次宕机间隔不足 8 小时的话，则不会进行 Failover，之所以这样是为了避免 ping-pong 效应。该参数代表忽略上次 MHA 触发切换产生的文件，默认情况下，MHA 发生切换后会在日志记录，也就是上面设置的日志app1.failover.complete文件，下次再次切换的时候如果发现该目录下存在该文件将不允许触发切换，除非在第一次切换后收到删除该文件，为了方便，这里设置为--ignore_last_failover。

15.查看MHA状态，可以看到当前的master是MySQL1节点

[root@manager ~]# masterha_check_status --conf=/etc/masterha/app1.cnf
app1 (pid:60121) is running(0:PING_OK), master:192.168.150.10

16.查看MHA日志，也以看到当前的master是192.168.150.10

[root@manager ~]# cat /var/log/masterha/app1/manager.log | grep "current master"
Wed Nov  3 17:32:57 2021 - [info] Checking SSH publickey authentication settings on the current master..
192.168.150.10(192.168.150.10:3306) (current master)

17.查看MySQL1的VIP地址192.168.150.150是否存在

[root@manager ~]# masterha_stop --conf=/etc/masterha/app1.cnf
[root@master ~]# ifconfig

三、模拟故障

1.在Manage节点上打开动态监控观察日志记录

[root@manager ~]# tail -f /var/log/masterha/app1/manager.log

2.在 Master节点Mysql1上停止mysql服务

[root@master ~]# systemctl stop mysqld.service

3.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

4.故障切换备选主库的算法

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。
数据一致的情况下，按照配置文件顺序，选择备选主库。
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。

5.故障修复步骤

(1)修复mysql

[root@master ~]# systemctl restart mysqld.service

(2)修复主从

在现主库服务器 Mysql2 查看二进制文件和同步点

[root@slave1 ~]# mysql -uroot -p123456
mysql> show master status;

在原主库服务器 mysql1 执行同步操作

mysql> change master to master_host='192.168.150.100',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000002',master_log_pos=154;
mysql> 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）

[root@manager ~]# vim /etc/masterha/app1.cnf 
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.150.10 -s 192.168.150.200
...
[server1]
hostname=192.168.150.10
port=3306
 
[server2]
candidate_master=1
check_repl_delay=0
hostname=192.168.150.100
port=3306
 
[server3]
hostname=192.168.150.200
port=3306

(4)在manager节点上重新启动MHA

[root@manager ~]# nohup masterha_manager --conf=/etc/masterha/app1.cnf --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover < /dev/null > /var/log/masterha/app1/manager.log 2>&1 &

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