MySQL数据库运维之MySQL高可用01

前面文章介绍了MySQL的读写分离及分库分表过程。对于分库和分表，实现策略有好多种，需要根据业务来确定最适合的分库分表架构，文章中还有好多未涉及到的，读者可以自己找资料学习。分库分表完成之后，数据容量及性能增加了，但是紧接着会面临着可用性的问题。从本篇文章开始，将会介绍MySQL的高可用实现方案！

一、基本概念

1、什么是高可用

&＃8220;高可用性&＃8221;（High Availability），简称HA，通常来描述一个系统经过专门的设计，从而减少停工时间，而保持其服务的高度可用性。 &＃8211;来自&＃8221;百度百科&＃8221;

2、高可用架构的工作方式

（1）主从
服务同时部署在主从服务器上。初始，主服务器上的服务正常运行，从服务器通过心跳等方式实时监测主服务器的运行状态，一旦出现主服务器宕机或者主服务器上的服务异常终止等故障，从服务器会自动接管主服务器的工作，对外提供服务。

（2）双主
服务同时部署在两台主服务器上。起初，只有一台主服务器对外提供服务，另外一台服务器只处于实时监听状态，当其中的一台主服务器宕机或者服务不可用时，另外一台主服务器会立刻接管出故障的主服务器，对外提供服务，一般通过VIP自动切换来实现。

（3）集群
服务同时部署在多台服务器上。多台服务器共同工作，每一个服务器都有一台或者多台备机。起初，多台服务器可以通过反向代理共同对外提供服务，当某一台服务器出现故障或者其上的服务不可用时，其他服务可以立刻进行接管，对外提供服务，通常可以使用Nginx，HaProxy，LVS等代理实现服务的高可用。但是，Nginx，HaProxy，LVS本身也是单点，需要实现高可用，后面介绍Web应用高可用时会详细介绍。

3、高可用的衡量指标-系统可用率

计算方法：可用率=系统无故障运行时间/(系统无故障运行时间+系统故障维护时间)
根据可用率估计系统可用性指标如下：

二、实现方案

（1）KeepAlived+MySQL+MM复制
实现方法：通过双主复制，在每个节点上部署Keepalived，通过vip向外提供服务，当某个节点故障时，vip自动转移到可用的节点上。

（2）HeartBeat+DRBD+MySQL
实现方法：分布式复制块设备，类似于RAID1，当数据保存到一台服务器上的时候，会同时将数据冗余备份一份到另外一台服务器，通过HeartBeat向服务器发送心跳信息监听服务器的存活状态，当一台服务器故障时，服务会自动转移到另外一个服务器上。

（3）MySQL Cluster
实现方法：MySQL集群是由一组服务器组成，每个服务器上都运行着多个服务进程，MySQL的数据节点，MySQL的管理服务，以及转们的数据访问程序，搭建起来十分复杂。时间成本特别高，但是可以通过MySQL Cluster Manager来快速完成搭建，但是这个软件是收费的，所以这种方案使用的特别少。

（4）MySQL主从+读写分离+自定义脚本
实现方法：插入数据的时候，通过MySQL的主从复制将数据分别保存到两个服务器上，当其中某一台服务器出现故障时，会自动将其中的一台从库提升为主库，对外提供服务器。

三、双主+KeepAlived实现MySQL的高可用

1、环境准备

（1）服务器：CenterOS6.9

（2）MySQL环境
版本：mysql-5.6.39
节点一：192.168.0.4(mysql-master01)
节点二：192.168.0.5(mysql-master02)

2、搭建过程

• 搭建双主复制

（1）建立复制用户，在节点一上建立一个复制用户&＃8217;repl&＃8217;@&＃8217;192.168.0.%&＃8217;

#登陆mysql
[root@mysql-master01 ~]# mysql -uroot -proot -h127.0.0.1 -P3306
#建立复制用户，注意主机权限是'192.168.0.%'，因为等会需要导入数据到节点二上
mysql> grant all on *.* to 'repl'@'192.168.0.%' identified by 'repl';


（2）全备节点一的所有数据，然后发送到节点二上

[root@mysql-master01 ~]# mysqldump -uroot -proot -h127.0.0.1 -P3306 --all-databases --flush-logs --single-transaction --triggers --routines --master-data=2 --events --hex-blob > /tmp/mysql_all_data.sql
[root@mysql-master01 ~]# scp /tmp/mysql_all_data.sql 192.168.0.5:/tmp/

（3）在节点二所在的服务器上导入节点一备份的数据

[root@mysql-master02 ~]# mysql -uroot -proot -h127.0.0.1 -P3306

（4）修改节点一的配置文件，添加如下内容

[mysqld]
server_id = 4
log_bin=/mysql_data/mysql-bin
log_bin_index=/mysql_data/mysql-bin.index
#让主节点同时作为其他节点的从节点
log_slave_updates = 1
binlog_format = mixed
relay_log = /mysql_data/mysql-relay
relay_log_index = /mysql_data/mysql-relay.index

（5）修改节点二的配置文件，添加如下内容

[mysqld]
server_id = 5
log_bin = /mysql_data/mysql-bin
log_bin_index = /mysql_data/mysql-bin.index
log_slave_updates = 1
relay_log = /mysql_data/mysql-relay
relay_log_index = /mysql_data/mysql-relay.index

（6）重启节点一和节点二
（7）登陆节点一中，然后查看当前二进制日志的位置点及日志文件

root@127.0.0.1 (none)> show master status \G
*************************** 1. row ***************************
File: mysql-bin.000075
Position: 120
Binlog_Do_DB:
Binlog_Ignore_DB:
Executed_Gtid_Set:
1 row in set (0.10 sec)

（8）登陆节点二中，执行&＃8221;change master&＃8221;命令，将节点二配置为节点一的从库，然后启动复制

mysql> change master to master_host='192.168.0.4',master_port=3306,master_user='repl',master_password='repl',master_log_file='mysql-bin.000075',master_log_pos=120;
mysql> start slave;
#查看复制状态
mysql> show slave status \G
#看到输出结果中如下两个参数的值为Yes，表示节点二到节点一的复制配置成功
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

（9）在节点二中查看当前二进制日志的位置点及日志文件

root@127.0.0.1 (none)> show master status \G
*************************** 1. row ***************************
File: mysql-bin.000050
Position: 160
Binlog_Do_DB:
Binlog_Ignore_DB:
Executed_Gtid_Set:
1 row in set (0.00 sec)

（10）在节点一中执行&＃8221;change master&＃8221;命令，将节点一配置为节点二的从库，然后启动复制

mysql> change master to master_host='192.168.0.5',master_port=3306,master_user='repl',master_password='repl',master_log_file='mysql-bin.000050',master_log_pos=160;
mysql> start slave;
#查看略，同上

（11）验证，在节点一上创建一张表，然后登陆节点二查看。然后在节点二上创建一张表，然后登陆节点一查看，正常的话，会相互复制，验证过程省略。

至此，MySQL的双主复制搭建完成。

• 安装及配置keepalived

（1）在节点一上，挂载CentOS6.9的镜像，然后使用yum方式安装keepalived，对于镜像的挂载，可以参考之前的博客：https://segmentfault.com/a/11&＃8230; 此处不再赘述。安装过程如下：

[root@mysql-master01 ~]# yum install -y keepalived
#安装完成之后，使用该命令查看是否安装成功
[root@mysql-master01 ~]# rpm -qa | grep keep
keepalived-1.2.13-5.el6_6.x86_64

（2）在节点二上，同样挂载CentOS6.9的镜像，然后安装keepalived。此处略。
（3）keepalived安装完成之后，配置文件默认在/etc/keepalived目录下，首先配置节点一上的keepalived，如下：

[root@mysql-master01 ~]# cd /etc/keepalived/
#备份配置文件，需要养成习惯
[root@mysql-master01 keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak


写入如下内容：

! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 192.168.200.1
smtp_connect_timeout 30
!负载均衡器标识，在同一网段内，可以相同
router_id LVS_DEVEL
}
!定义VRR实例
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP !指定主节点和备节点，此处都是用BACKUP备机
interface eth0 !虚拟IP绑定的网卡，根据自己的情况而定
virtual_router_id 51 !同一个VRR实例下virtual_router_id必须相同
priority 100 !节点的优先级（范围为：1-254之间），备用节点必须比主节点优先级低
advert_int 1 !组播信息发送间隔,两个节点设置必须一样
nopreempt !表示不抢占的模式，只需要在优先级高的机器上设置即可，优先级低的机器可不设置
!设置验证信息，两个节点必须一致，不一致会失败
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
!配置VIP，可以随意取，但是需要和数据库所在服务器在同一个IP端内，两个节点必须相同
virtual_ipaddress {
192.168.0.100
}
}
!配置监听的VIP及端口
virtual_server 192.168.0.100 3306 {
delay_loop 2 !健康检查时间间隔，单位为s
lb_algo wrr !调度算法权重轮训Weight Round robin
lb_kind DR !LVS实现负载均衡的机制，可以有NAT、TUN和DR三个模式可以选择
nat_mask 255.255.255.0
persistence_timeout 60 !回话保持时间
protocol TCP !转发协议类型，有tcp和udp两种
real_server 192.168.0.4 3306 {
weight 1 #权重，此处和第二个节点设置的相同，表示均衡轮训
notify_down /server/scripts/shutdown.sh !检测到服务故障之后执行的脚本
TCP_CHECK {
connect_timeout 10 !连接超时时间
nb_get_retry 3 !重连次数
delay_before_retry 3 !重连间隔时间
connect_port 3306 !健康检查端口
}
}
}

shutdown.sh的内容请继续往下看。

（4）配置节点二上的keepalived配置文件

[root@mysql-master02 ~]# cd /etc/keepalived/
[root@mysql-master02 keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak

写入如下内容：

! Configuration File for keepalived
!注意，global_defs可以完全不用动
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 192.168.200.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.0.100
}
}
! 配置VIP及监听的端口
virtual_server 192.168.0.100 3306 {
delay_loop 2
lb_algo wrr
lb_kind DR
nat_mask 255.255.255.0
persistence_timeout 60
protocol TCP
real_server 192.168.0.5 3306 {
weight 1
notify_down /server/scripts/shutdown.sh
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
}

shutdown.sh的内容如下，主要是用来关闭keepalived进程的：

[root@mysql-master01 keepalived]# cat /server/scripts/shutdown.sh
#!/bin/bash
#
killall keepalived
#注意，编辑完成之后，需要授权，否则不能执行，节点二上的脚本与此相同
[root@mysql-master01 keepalived]# chmod +x /server/scripts/shutdown.sh

（5）keepalived安装完成之后，默认会生成Sysv脚本，使用service命令启动节点一上的keepalived，并监控试试日志，如下：

[root@mysql-master01 keepalived]# service keepalived start
[root@mysql-master01 keepalived]# tail -f /var/log/messages
#如果未看到错误消息，就是好消息。正常的话，可以在启动日志中看到VIP的启动信息。
#查看进程
[root@mysql-master01 keepalived]# ps -ef | grep keep
root 8258 1 0 May20 ? 00:00:02 /usr/sbin/keepalived -D
root 8260 8258 0 May20 ? 00:00:07 /usr/sbin/keepalived -D
root 8261 8258 0 May20 ? 00:00:12 /usr/sbin/keepalived -D
root 9434 8463 1 04:08 pts/0 00:00:00 grep keep

（6）启动节点二上的keepalived

[root@mysql-master02 keepalived]# service keepalived start

（7）验证主从功能是否正常，验证方法为在节点一上创建数据库，观察节点二上是否同步；然后在节点二上创建数据库，观察节点一上是否同步。验证过程此处略。
（8）两个节点都启动之后，在先启动的节点上查看VIP，如下：

[root@mysql-master01 keepalived]# ip addr | grep "0.100"
inet 192.168.0.100/32 scope global eth0

（9）验证高可用
在另一个客户端上使用VIP连接数据库，比如windows上（VIP需要和windows宿主机在同一个ip段内，否则无法连接），然后查看当前的主机名称，如下：

C:\Users\wangbin>mysql -uroot -proot -h192.168.0.100 -P3306
#查看主机名
mysql> show variables like 'hostname';
+---------------+----------------+
| Variable_name | Value |
+---------------+----------------+
| hostname | mysql-master01 |
+---------------+----------------+
1 row in set (0.00 sec)

关闭节点一上的数据库服务：

[root@mysql-master01 keepalived]# service mysqld stop
#过5秒左右，查看VIP，可以发现，ip已经不在了
[root@mysql-master01 keepalived]# ip addr | grep "0.100"

此时再查看主机名称，如下：

mysql> show variables like 'hostname';
+---------------+----------------+
| Variable_name | Value |
+---------------+----------------+
| hostname | mysql-master02 |
+---------------+----------------+
1 row in set (0.00 sec)
#发现已经变成server02了，VIP已经可以自动切换了

创建一个数据库，然后重新启动节点一上的mysql服务和keepalived服务，登陆节点一查看创建的数据库是否复制。

[root@mysql-master01 keepalived]# service keepalived start
[root@mysql-master01 keepalived]# service mysqld start

经过查看，发现已经复制，在数据库节点重新启动之后，会开始同步节点二上的数据。

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至此，MySQL的高可用概念及使用(Keepalived+MySQL)实现的MySQL高可用已经搭建验证完毕，篇幅较长，难免有笔误，欢迎评论转发！