MHA架构介绍
MHA是Master High Availability的缩写,它是目前MySQL高可用方面的一个相对成熟的解决方案,其核心是使用perl语言编写的一组脚本,是一套优秀的作为MySQL高可用性环境下故障切换和主从提升的高可用软件。在MySQL故障切换过程中,MHA能做到在0~30秒之内自动完成数据库的故障切换操作,并且能在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。
基于MHA的架构不像MMM那样需要搭建主主复制,只需要搭建基本的主从复制架构即可。因为MHA在主库挂掉时,是在多个从库中选取出一个从库作为新的主库。MHA集群中的各节点彼此之间均需要基于ssh
互信通信,以实现远程控制及数据管理功能。
MHA提供了什么功能:
- 可以监控Master节点是否可用
- 当Master不可用时,能在多个Slave中选举出新的Master
- 提供了主从切换和故障转移功能,MHA会尝试在宕机的Master上保存binlog,在最大程度上保证事务不丢失。但如果是Master所在的服务器已经无法访问,或硬件层面出现了问题,则无法成功保存binlog
- MHA可以与半同步复制结合,避免从库之间出现数据不一致的情况
- 支持MySQL基于GTID和基于日志点的两种复制方式
MHA故障转移过程:
- 尝试使用
ssh
登录到宕机崩溃的Master节点上保存二进制日志事件(binlog events); - 从多个Slave中识别含有最新更新的Slave,将其作为备选的Master;
- 然后基于该Slave同步差异的中继日志(relaylog)到其他的Slave上;
- 接着同步从原Master上保存的二进制日志事件(binlog events);
- 将备选的Master提升为新的Master;
- 使其他的Slave连接新的Master进行复制;
- 在新的Master启动vip地址,保证前端请求可以发送到新的Master。
MHA的架构图如下:
动手搭建MHA架构
本文中所使用的机器说明:
名称 | IP | 角色 |
---|---|---|
master | 192.168.190.151 | 主库 |
slave-01 | 192.168.190.152 | 从库 |
slave-02 | 192.168.190.154 | 从库 |
manager | 192.168.190.153 | 集群管理节点(MHA) |
环境版本说明:
- 操作系统版本:CentOS 7
- MySQL版本:8.0.19
- MHA版本:0.58
另外的说明:
- 会来了解MMM架构的小伙伴们想必都已经掌握了MySQL的安装方式,而且介绍MySQL的安装也有很多文章,所以本文为了减少不必要的篇幅就不演示MySQL的安装了,文中所用到的机器都已经提前安装好了MySQL。
配置主从节点的配置文件
1、在所有主从节点上使用如下语句创建用于主从复制的MySQL用户,因为每个从库都有可能会被选举为主库,所以都需要拥有用于复制的用户:
create user ‘repl‘@‘%‘ identified with mysql_native_password by ‘Abc_123456‘;
grant replication slave on *.* to ‘repl‘@‘%‘;
flush privileges;
2、然后修改master
节点上的MySQL配置文件:
[[email protected] ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
# 设置当前节点的id
server_id=101
# 开启binlog,并指定binlog文件的名称
log_bin=mysql_bin
# 开启relay_log,并指定relay_log文件的名称
relay_log=relay_bin
# 将relaylog的同步内容记录到binlog中
log_slave_updates=on
# 开启GTID复制模式
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=1
3、在slave-01
的配置文件中也是添加一样配置,只不过server_id
不一样:
[[email protected] ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server_id=102
log_bin=mysql_bin
relay_log=relay_bin
log_slave_updates=on
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=1
4、接着是配置slave-02
:
[[email protected] ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server_id=103
log_bin=mysql_bin
relay_log=relay_bin
log_slave_updates=on
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=1
完成以上配置文件的修改后,分别重启这三个节点上的MySQL服务:
[[email protected] ~]# systemctl restart mysqld
[[email protected] ~]# systemctl restart mysqld
[[email protected] ~]# systemctl restart mysqld
配置slave-01
对master
的主从关系
进入slave-01
节点的MySQL命令行终端,分别执行如下语句来配置主从复制链路:
mysql> stop slave; -- 停止主从同步
mysql> change master to master_host=‘192.168.190.151‘, master_port=3306, master_user=‘repl‘, master_password=‘Abc_123456‘, master_auto_position=1; -- 配置master节点的连接信息
mysql> start slave; -- 启动主从同步
配置完主从复制链路后,使用show slave statusG;
语句查看主从同步状态,Slave_IO_Running
和Slave_SQL_Running
的值均为Yes
才能表示主从同步状态是正常的:
配置slave-02
对master
的主从关系
同样的步骤,进入slave-02
节点的MySQL命令行终端,分别执行如下语句来配置主从复制链路:
mysql> stop slave; -- 停止主从同步
mysql> change master to master_host=‘192.168.190.151‘, master_port=3306, master_user=‘repl‘, master_password=‘Abc_123456‘, master_auto_position=1; -- 配置master节点的连接信息
mysql> start slave; -- 启动主从同步
配置完主从复制链路后,使用show slave statusG;
语句查看主从同步状态,Slave_IO_Running
和Slave_SQL_Running
的值均为Yes
才能表示主从同步状态是正常的:
配置ssh免密登录
配置集群内所有主机之间能够通过ssh
免密登录,因为MHA是基于ssh
去实现远程控制及数据管理的。例如,故障转移过程中保存原Master节点的二进制日志以及配置虚拟IP等。
1、生成ssh
登录密钥:
[[email protected] ~]# ssh-keygen
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa):
Enter passphrase (empty for no passphrase):
Enter same passphrase again:
Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:LzRXziRQPrqaKEteH6KrZpCiV6uGP6GTi6RonE7Hhms [email protected]
The key‘s randomart image is:
---[RSA 2048]----
| ... |
| o |
| o |
| . B |
| . S . o |
| . . = |
|=Bo*o.. o . |
|%EOo. . |
|%XB*. |
----[SHA256]-----
2、将密钥拷贝到其他服务器上:
[[email protected] ~]# ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa [email protected]
[[email protected] ~]# ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa [email protected]
[[email protected] ~]# ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa [email protected]
[[email protected] ~]# ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa [email protected]
然后到集群中其他节点上进行同样的操作,由于是重复的操作这里就不演示了。最后简单测试下能否正常免密登录即可:
[[email protected] ~]# ssh [email protected]
Last failed login: Sat Feb 1 15:29:38 CST 2020 from 192.168.190.151 on ssh:notty
There was 1 failed login attempt since the last successful login. # 没有要求输入密码,测试成功
Last login: Sat Feb 1 14:14:03 2020 from 192.168.190.1
[[email protected] ~]#
安装MHA软件包
1、首先在所有的节点上安装mha4mysql-node
软件包,安装包可到如下地址进行下载:
下载好的rpm
文件如下:
[[email protected]ster ~]# ls *.rpm
mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
[[email protected] ~]#
在安装该rpm
包之前需要先安装perl相关依赖:
[[email protected] ~]# yum -y install epel-release
[[email protected] ~]# yum -y install perl-DBD-MySQL perl-DBI ncftp
现在就可以安装mha4mysql-node
了,命令如下:
[[email protected] ~]# rpm -ivh mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
- Tips:另外的两个Slave节点和监控节点按如上步骤安装即可,这里就不重复演示了
2、接着是在监控节点manager
上安装mha4mysql-manager
软件包,安装包到如下地址进行下载:
下载好的rpm
文件如下:
[[email protected] ~]# ls *.rpm
mha4mysql-manager-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
[[email protected] ~]#
同样,在安装该rpm
包之前需要先安装perl相关依赖:
[[email protected] ~]# yum -y install epel-release
[[email protected] ~]# yum -y install perl-Config-Tiny perl-Time-HiRes perl-Parallel-ForkManager perl-Log-Dispatch perl-DBD-MySQL ncftp
然后安装mha4mysql-manager
包,命令如下:
[[email protected] ~]# rpm -ivh mha4mysql-manager-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
配置MHA管理节点
1、创建MHA的配置文件存放目录和工作目录:
[[email protected] ~]# mkdir /etc/mha
[[email protected] ~]# mkdir /home/mysql_mha
2、创建MHA的配置文件,并添加如下内容:
[[email protected] ~]# vim /etc/mha/mysql_mha.cnf
[server default]
# mha用于访问数据库的账户和密码
user=mha
password=Abc_123456
# 指定mha的工作目录
manager_workdir=/home/mysql_mha
# mha日志文件的存放路径
manager_log=/home/mysql_mha/manager.log
# 指定mha在远程节点上的工作目录
remote_workdir=/home/mysql_mha
# 可以使用ssh登录的用户
ssh_user=root
# 用于主从复制的MySQL用户和密码
repl_user=repl
repl_password=Abc_123456
# 指定间隔多少秒检测一次
ping_interval=1
# 指定master节点存放binlog日志文件的目录
master_binlog_dir=/var/lib/mysql
# 指定一个脚本,该脚本实现了在主从切换之后,将虚拟IP漂移到新的Master上
master_ip_failover_script=/usr/bin/master_ip_failover
# 指定用于二次检查节点状态的脚本
secondary_check_script=/usr/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.190.151 -s 192.168.190.152 -s 192.168.190.154
# 配置集群中的节点信息
[server1]
hostname=192.168.190.151
# 指定该节点可以参与Master选举
candidate_master=1
[server2]
hostname=192.168.190.152
candidate_master=1
[server3]
hostname=192.168.190.154
# 指定该节点不能参与Master选举
no_master=1
3、编写配置文件中所配置的master_ip_failover
脚本,该脚本是根据MHA的官方示例修改的,MHA默认并没有提供。需要注意脚本中的几处地方需要根据实际情况进行修改,已用注释标明:
[[email protected] ~]# vim /usr/bin/master_ip_failover
#!/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可以根据实际情况进行修改
my $vip = ‘192.168.190.80/24‘;
my $key = ‘1‘;
# 这里的网卡名称 “ens32” 需要根据你机器的网卡名称进行修改
my $ssh_start_vip = "sudo /sbin/ifconfig ens32:$key $vip";
my $ssh_stop_vip = "sudo /sbin/ifconfig ens32:$key down";
my $ssh_Bcast_arp= "sudo /sbin/arping -I bond0 -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 ? $ssh_user : ‘root‘;
print "nnIN SCRIPT TEST====$ssh_user|$ssh_stop_vip==$ssh_user|$ssh_start_vip===nn";
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 ([email protected]) {
warn "Got Error: [email protected]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 ([email protected]) {
warn [email protected];
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=portn";
}
还需要给该脚本添加可执行权限,否则MHA是无法调用的:
[[email protected] ~]# chmod a x /usr/bin/master_ip_failover
4、根据配置文件中remote_workdir
的配置,需在其他节点上创建MHA的远程工作目录:
[[email protected] ~]# mkdir /home/mysql_mha
[[email protected] ~]# mkdir /home/mysql_mha
[[email protected] ~]# mkdir /home/mysql_mha
5、在配置文件中指定了让manager
使用mha
这个用户来访问数据库节点,所以需要在master
节点上创建mha
用户:
create user ‘mha‘@‘%‘ identified with mysql_native_password by ‘Abc_123456‘;
grant all privileges on *.* to ‘mha‘@‘%‘;
flush privileges;
6、完成以上所有步骤后,在manager
节点上使用masterha_check_ssh
和masterha_check_repl
对配置进行检查,其中masterha_check_ssh
用于检查ssh
登录是否正常,而masterha_check_repl
则用于检查主从节点的复制链路是否正常:
[[email protected] ~]# masterha_check_ssh --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf
[[email protected] ~]# masterha_check_repl --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf
执行结果如下:
7、以上检测都通过后,就可以启动MHA服务了。启动命令如下:
[[email protected] ~]# nohup masterha_manager --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf &
启动完成后,可以使用ps
命令查看masterha_manager
进程是否存在,如下存在则代表启动成功:
[[email protected] ~]# ps aux |grep masterha_manager
root 2842 0.3 1.1 299648 22032 pts/0 S 18:30 0:00 perl /usr/bin/masterha_manager --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf
root 2901 0.0 0.0 112728 976 pts/0 R 18:31 0:00 grep --color=auto masterha_manager
[[email protected] ~]#
8、最后我们需要到master
节点上,手动去配置虚拟IP。因为MHA只会在主从切换时漂移虚拟IP到新的Master节点,而不会在第一次启动时主动去设置Master的虚拟IP,所以我们需要手动设置。设置虚拟IP的命令如下:
[[email protected] ~]# ifconfig ens32:1 192.168.190.80/24
设置成功后,使用ip addr
命令可以看到网卡上绑定的虚拟IP:
测试MHA服务
到此为止,我们就已经完成了MHA高可用架构的搭建,接下来我们对其进行一些简单的测试。例如,测试下是否能正常ping
通虚拟IP,毕竟应用端访问数据库时连接的是虚拟IP,所以首先得确保虚拟IP是能够被访问的。如下:
能ping
通之后,使用Navicat等远程连接工具测试下能否正常通过虚拟IP连接上数据库:
确定了虚拟IP能正常访问后,接着测试MHA是否能够正常进行主从切换,首先将master
节点上的MySQL服务给停掉,模拟Master宕机:
[[email protected] ~]# systemctl stop mysqld
正常情况下,此时master
节点上的网卡就不会再绑定该虚拟IP:
而是会被MHA漂移到slave-01
节点的网卡上,因为此时该Slave就是新的Master:
接着进入slave-02
节点上的MySQL命令行终端,确认下该Slave是否已经正常与新的Master进行同步。之前我们配置slave-02
的主库是master
,现在将master
停掉后,可以看到slave-02
的Master_Host
已经被MHA切换成了slave-01
的IP:
经过以上测试后,可以看到我们搭建的MHA架构是能够正常运行的,已经使得Replication集群拥有了基本的高可用能力,即便Master下线后也能正常从Slave中选举新的Master并进行切换,也正确建立了其他Slave与新Master的复制链路。
MHA架构优缺点
优点:
- 使用Perl脚本语言开发并且完全开源,开发者可以根据自己的需求进行二次开发
- 能够支持基于GTID和基于日志点的复制模式
- MHA在进行故障转移时更不易产生数据丢失
- 在一个监控节点上可以监控多个Replication集群
缺点:
- MHA默认不提供虚拟IP功能,需要自行编写脚本或利用第三方工具来实现虚拟IP的配置
- MHA启动后只会对Master进行监控,不会对Slave进行监控,也无法监控复制链路的情况
- 集群环境需要能够通过
ssh
免密登录,存在一定的安全隐患 - MHA没有提供对Slave的读负载均衡功能,需要通过第三方工具来实现