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MySQL 高可用集群架构 MHA 详解

[日期:2017-05-12] 来源:Linux社区  作者:guopeng7216 [字体: ]

MHA(Master HighAvailability)目前在MySQL高可用方面是一个相对成熟的解决方案,它由日本DeNA公司youshimaton(现就职于Facebook公司)开发,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,并且在进行故障切换的过程中,MHA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。

MHA里有两个角色一个是MHA Node(数据节点)另一个是MHA Manager(管理节点)

MHA Manager可以单独部署在一台独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。MHA Node运行在每台MySQL服务器上,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。

wKiom1i7xMCiMXPOAAEr-pBCQqs179.png

MHA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的不丢失,但这并不总是可行的。例如,如果主服务器硬件故障或无法通过ssh访问,MHA没法保存二进制日志,只进行故障转移而丢失了最新的数据。使用MySQL 5.5的半同步复制,可以大大降低数据丢失的风险。MHA可以与半同步复制结合起来。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。

注:从MySQL5.5开始,MySQL以插件的形式支持半同步复制。如何理解半同步呢?首先我们来看看异步,全同步的概念:

异步复制(Asynchronous replication

MySQL默认的复制即是异步的,主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给给客户端,并不关心从库是否已经接收并处理,这样就会有一个问题,主如果crash掉了,此时主上已经提交的事务可能并没有传到从上,如果此时,强行将从提升为主,可能导致新主上的数据不完整。

全同步复制(Fully synchronous replication

指当主库执行完一个事务,所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回,所以全同步复制的性能必然会受到严重的影响。

半同步复制(Semisynchronous replication

介于异步复制和全同步复制之间,主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端,而是等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回给客户端。相对于异步复制,半同步复制提高了数据的安全性,同时它也造成了一定程度的延迟,这个延迟最少是一个TCP/IP往返的时间。所以,半同步复制最好在低延时的网络中使用。

下面来看看半同步复制的原理图:

wKioL1i7xPuytZlPAAJ4iO_x_dg848.png

总结:异步与半同步异同

默认情况下MySQL的复制是异步的,Master上所有的更新操作写入Binlog之后并不确保所有的更新都被复制到Slave之上。异步操作虽然效率高,但是在Master/Slave出现问题的时候,存在很高数据不同步的风险,甚至可能丢失数据。
 MySQL5.5引入半同步复制功能的目的是为了保证在master出问题的时候,至少有一台Slave的数据是完整的。在超时的情况下也可以临时转入异步复制,保障业务的正常使用,直到一台salve追赶上之后,继续切换到半同步模式。

 

工作原理:

相较于其它HA软件,MHA的目的在于维持MySQL ReplicationMaster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。

-从宕机崩溃的master保存二进制日志事件(binlogevents)

-识别含有最新更新的slave

-应用差异的中继日志(relay log)到其它slave

-应用从master保存的二进制日志事件(binlogevents)

-提升一个slave为新master

-使其它的slave连接新的master进行复制。

 

目前MHA主要支持一主多从的架构,要搭建MHA,要求一个复制集群中必须最少有三台数据库服务器,一主二从,即一台充当master,一台充当备用master,另外一台充当从库,因为至少需要三台服务器。

部署环境如下:

角色 Ip 主机名 os
master 192.168.137.134 master CentOS 6.5 x86_64
Candidate 192.168.137.130 Candidate  
slave+manage 192.168.137.146 slave  

其中master对外提供写服务,Candidate为备选master,管理节点放在纯slave机器上。master一旦宕机,Candidate提升为主库

一、基础环境准备

1、在3台机器上配置epel源

 

wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-6.repo

rpm -ivh http://dl.Fedoraproject.org/pub/epel/6/x86_64/epel-release-6-8.noarch.rpm

2、建立ssh无交互登录环境

 

[root@master ~]#ssh-keygen -t rsa -P ''        

chmod 600 .ssh/*

cat .ssh/id_rsa.pub >.ssh/authorized_keys

scp -p  .ssh/id_rsa .ssh/authorized_keys 192.168.137.130:/root/.ssh

scp -p  .ssh/id_rsa .ssh/authorized_keys 192.168.137.146:/root/.ssh

 

二、配置mysql半同步复制

注意:mysql主从复制操作此处不做演示

master授权:

grant replication slave,replication client on *.* to 'repl'@'192.168.137.%' identified by '123456';

grant all on *.* to 'mhauser'@'192.168.137.%' identified by '123456';

Candidate授权:

grant replication slave,replication client on *.* to 'repl'@'192.168.137.%' identified by '123456';

grant all on *.* to 'mhauser'@'192.168.137.%' identified by '123456';

slave授权

grant all on *.* to 'mhauser'@'192.168.137.%' identified by '123456';

 

如果用mysql默认的异步模式,当主库硬件损坏宕机造成的数据丢失,因此在配置MHA的同时建议配置成MySQL的半同步复制。

注:mysql半同步插件是由谷歌提供,具体位置/usr/local/mysql/lib/plugin/下,一个是master用的semisync_master.so,一个是slave用的semisync_slave.so,

mysql> show variables like '%plugin_dir%';

+---------------+------------------------------+

| Variable_name | Value                        |

+---------------+------------------------------+

| plugin_dir    | /usr/local/mysql/lib/plugin/ |

 

+---------------+------------------------------+

1、分别在主从节点上安装相关的插件(master,Candidate,slave)

在MySQL上安装插件需要数据库支持动态载入。检查是否支持,用如下检测:

mysql> show variables like '%have_dynamic_loading%';

+----------------------+-------+

| Variable_name        | Value |

+----------------------+-------+

| have_dynamic_loading | YES  

 

所有mysql数据库服务器,安装半同步插件(semisync_master.so,semisync_slave.so)

mysql> install plugin rpl_semi_sync_master soname 'semisync_master.so';

mysql> install plugin rpl_semi_sync_slave soname 'semisync_slave.so';

 

检查Plugin是否已正确安装:
mysql> show plugins;

mysql> select * from information_schema.plugins;

查看半同步相关信息

mysql> show variables like '%rpl_semi_sync%';

rpl_semi_sync_master_enabled       | OFF   |

| rpl_semi_sync_master_timeout       | 10000 |

| rpl_semi_sync_master_trace_level   | 32    |

| rpl_semi_sync_master_wait_no_slave | ON    |

| rpl_semi_sync_slave_enabled        | OFF   |

| rpl_semi_sync_slave_trace_level    | 32 

上图可以看到半同复制插件已经安装,只是还没有启用,所以是OFF

 

2、修改my.cnf文件,配置主从同步:

注:若主MYSQL服务器已经存在,只是后期才搭建从MYSQL服务器,在置配数据同步前应先将主MYSQL服务器的要同步的数据库拷贝到从MYSQL服务器上(如先在主MYSQL上备份数据库,再用备份在从MYSQL服务器上恢复)

master mysql主机:

server-id = 1
log-bin=mysql-bin
binlog_format=mixed

log-bin-index=mysql-bin.index

rpl_semi_sync_master_enabled=1

rpl_semi_sync_master_timeout=10000

rpl_semi_sync_slave_enabled=1

relay_log_purge=0

relay-log= relay-bin

relay-log-index = relay-bin.index

注:

rpl_semi_sync_master_enabled=1  1表是启用,0表示关闭

rpl_semi_sync_master_timeout=10000:毫秒单位,该参数主服务器等待确认消息10秒后,不再等待,变为异步方式。

 

Candidate 主机:

server-id = 2
log-bin=mysql-bin
binlog_format=mixed

log-bin-index=mysql-bin.index

relay_log_purge=0

relay-log= relay-bin

relay-log-index = slave-relay-bin.index

rpl_semi_sync_master_enabled=1

rpl_semi_sync_master_timeout=10000

rpl_semi_sync_slave_enabled=1

注:relay_log_purge=0,禁止 SQL 线程在执行完一个 relay log 后自动将其删除,对于MHA场景下,对于某些滞后从库的恢复依赖于其他从库的relaylog,因此采取禁用自动删除功能

 

Slave主机:

Server-id = 3

log-bin = mysql-bin

relay-log = relay-bin

relay-log-index = slave-relay-bin.index
read_only = 1

rpl_semi_sync_slave_enabled = 1

 

查看半同步相关信息

mysql> show variables like '%rpl_semi_sync%';

查看半同步状态:

mysql> show status like '%rpl_semi_sync%';

| Rpl_semi_sync_master_clients               | 2     |

重点关注的参数:

rpl_semi_sync_master_status :显示主服务是异步复制模式还是半同步复制模式 

rpl_semi_sync_master_clients :显示有多少个从服务器配置为半同步复制模式 

rpl_semi_sync_master_yes_tx :显示从服务器确认成功提交的数量 

rpl_semi_sync_master_no_tx :显示从服务器确认不成功提交的数量 

rpl_semi_sync_master_tx_avg_wait_time :事务因开启 semi_sync ,平均需要额外等待的时间 

rpl_semi_sync_master_net_avg_wait_time :事务进入等待队列后,到网络平均等待时间 

 

三、配置mysql-mha

  1. 所有mysql节点安装 

    rpm -ivh perl-DBD-MySQL-4.013-3.el6.i686.rpm  [yum -y install perl-DBD-MySQL]

    rpm -ivh mha4mysql-node-0.56-0.el6.noarch.rpm

2. manage需安装依赖的perl包  

    rpm -ivh perl-Config-Tiny-2.12-7.1.el6.noarch.rpm

    rpm -ivh perl-DBD-MySQL-4.013-3.el6.i686.rpm  [yum -y install perl-DBD-MySQL]

    rpm -ivh compat-db43-4.3.29-15.el6.x86_64.rpm

    rpm -ivh perl-Mail-Sender-0.8.16-3.el6.noarch.rpm

    rpm -ivh perl-Parallel-ForkManager-0.7.9-1.el6.noarch.rpm

    rpm -ivh perl-TimeDate-1.16-11.1.el6.noarch.rpm

    rpm -ivh perl-MIME-Types-1.28-2.el6.noarch.rpm

    rpm -ivh perl-MailTools-2.04-4.el6.noarch.rpm

    rpm -ivh perl-Email-Date-Format-1.002-5.el6.noarch.rpm

    rpm -ivh perl-Params-Validate-0.92-3.el6.x86_64.rpm

    rpm -ivh perl-Params-Validate-0.92-3.el6.x86_64.rpm

    rpm -ivh perl-MIME-Lite-3.027-2.el6.noarch.rpm

    rpm -ivh perl-Mail-Sendmail-0.79-12.el6.noarch.rpm

    rpm -ivh perl-Log-Dispatch-2.27-1.el6.noarch.rpm

    yum install -y perl-Time-HiRes-1.9721-144.el6.x86_64

 

    rpm -ivh mha4mysql-manager-0.56-0.el6.noarch.rpm

 

3. 配置mha

配置文件位于管理节点,通常包括每一个mysql server的主机名,mysql用户名,密码,工作目录等等。

mkdir /etc/masterha/

vim /etc/masterha/app1.cnf

[server default]

user=mhauser

password=123456

manager_workdir=/data/masterha/app1 

manager_log=/data/masterha/app1/manager.log

remote_workdir=/data/masterha/app1

ssh_user=root

repl_user=repl

repl_password=123456

ping_interval=1

 

[server1]

hostname=192.168.137.134

port=3306

master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data

candidate_master=1

 

[server2]

hostname=192.168.137.130

port=3306

master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data

candidate_master=1

 

[server3]

hostname=192.168.137.146

port=3306

master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data

no_master=1

 

配关配置项的解释

manager_workdir=/masterha/app1//设置manager的工作目录

manager_log=/masterha/app1/manager.log//设置manager的日志

user=manager//设置监控用户manager

password=123456  //监控用户manager的密码

ssh_user=root  //ssh连接用户

repl_user=mharep  //主从复制用户

repl_password=123.abc//主从复制用户密码

ping_interval=1  //设置监控主库,发送ping包的时间间隔,默认是3秒,尝试三次没有回应的时候自动进行failover

master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data  //设置master 保存binlog的位置,以便MHA可以找到master的日志,我这里的也就是mysql的数据目录

candidate_master=1//设置为候选master,如果设置该参数以后,发生主从切换以后将会将此从库提升为主库。

 

检测各节点间ssh互信通信配置是否ok

    masterha_check_ssh --conf=/etc/masterha/app1.cnf

    结果:All SSH connection tests passed successfully.

检测各节点间主从复制是否ok

    masterha_check_repl --conf=/etc/masterha/app1.cnf

    结果:MySQL Replication Health is OK.

 

在验证时,若遇到这个错误:Can't exec "mysqlbinlog" ......

解决方法是在所有服务器上执行:

    ln -s /usr/local/mysql/bin/* /usr/local/bin/

 

启动manager:

nohup /usr/bin/masterha_manager --conf=/etc/masterha/app1.cnf  --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover > /etc/masterha/manager.log 2>&1 &

 

--remove_dead_master_conf 为主从切换后,老的主库IP将会从配置文件中移除

--ignore_last_failover 忽略生成的切换完成文件,若不忽略,则8小时内无法再次切换

--ignore_fail_on_start

##当有slave 节点宕掉时,MHA默认是启动不了的,加上此参数即使有节点宕掉也能启动MHA,

 

关闭MHA:

masterha_stop  --conf=/etc/masterha/app1.cnf

查看MHA状态:

masterha_check_status --conf=/etc/masterha/app1.cnf

app1 (pid:45128) is running(0:PING_OK), master:192.168.137.134

 

4.模拟故障转移

  1. 停掉master,

    /etc/init.d/mysqld stop

  2. 查看 MHA 日志  /data/masterha/app1/manager.log

----- Failover Report -----

 

app1: MySQL Master failover 192.168.137.134(192.168.137.134:3306) to 192.168.137.1

30(192.168.137.130:3306) succeeded

 

Master 192.168.137.134(192.168.137.134:3306) is down!

 

Check MHA Manager logs at zifuji:/data/masterha/app1/manager.log for details.

 

Started automated(non-interactive) failover.

The latest slave 192.168.137.130(192.168.137.130:3306) has all relay logs for reco

very.

Selected 192.168.137.130(192.168.137.130:3306) as a new master.

192.168.137.130(192.168.137.130:3306): OK: Applying all logs succeeded.

192.168.137.146(192.168.137.146:3306): This host has the latest relay log events.

Generating relay diff files from the latest slave succeeded.

192.168.137.146(192.168.137.146:3306): OK: Applying all logs succeeded. Slave star

ted, replicating from 192.168.137.130(192.168.137.130:3306)

192.168.137.130(192.168.137.130:3306): Resetting slave info succeeded.

Master failover to 192.168.137.130(192.168.137.130:3306) completed successfully.

3.  查看slave复制状态

   

*************************** 1. row ***************************

               Slave_IO_State: Waiting for master to send event

                  Master_Host: 192.168.137.130

                  Master_User: repl

                  Master_Port: 3306

                Connect_Retry: 60

              Master_Log_File: mysql-bin.000003

更多详情见请继续阅读下一页的精彩内容http://www.linuxidc.com/Linux/2017-05/143691p2.htm

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