MySQL高可用性之keepalived+mysql双主

bgey

　　防伪码：既然选择了远方，那就只顾风雨兼程！
　　生产环境中一台mysql主机存在单点故障，所以我们要确保mysql的高可用性，即两台MySQL服务器如果其中有一台 MySQL 服务器挂掉后，另外一台能立马接替其进行工作。
　　MySQL 的高可用方案一般有如下几种：
　　keepalived+双主，MHA，PXC，MMM，Heartbeat+DRBD等，比较常用的是 keepalived+双主，MHA 和PXC。
　　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(双主)，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。
　　拓扑环境
　　OS：centos6.5 x86_64
　　Mysql 版本：mysql 5.5.38
　　Keepalived: keepalived-1.2.20
　　Mysql-vip:192.168.1.100
　　Mysql-master1:192.168.1.101
　　Mysql-master2:192.168.1.102

• 　　配置两台 mysql 主主同步
  

　　该过程的第一部分就是 master 记录二进制日志。在每个事务更新数据完成之前，master 在二进制日志记录这些改变。MySQL 将事务写入二进制日志。在事件写入二进制日志完成后，master通知存储引擎提交事务。
　　下一步就是 slave 将 master 的 binary log 拷贝到它自己的中继日志。首先，slave 开始一个工作线程——I/O线程。I/O线程在master上打开一个普通的连接，然后开始binlog dump process。Binlogdump process 从 master 的二进制日志中读取事件，如果已经同步了 master，它会睡眠并等待 master 产生新的事件。I/O 线程将这些事件写入中继日志。
　　SQL slave thread（SQL 从线程）处理该过程的最后一步。SQL 线程从中继日志读取事件，并重放其中的事件而更新 slave 的数据，使其与 master 中的数据一致。只要该线程与 I/O 线程保持一致，中继日志通常会位于 OS 的缓存中，所以中继日志的开销很小。
　　主主同步就是两台机器互为主从的关系，在任何一台机器上写入都会同步。若 mysql 主机开启了防火墙，需要关闭防火墙或创建规则。
　　1、修改 MySQL 配置文件
　　两台 MySQL 均要开启 binlog 日志功能，开启方法：在 MySQL 配置文件[MySQLd]段中加上log- bin=MySQL-bin 选项，两台 MySQL 的 server-ID 不能一样，默认情况下两台MySQL 的serverID 都是 1，需将其中一台修改为 2 即可。
　　master1 中有关复制的配置如下：

　　重启 mysqld 服务
　　#service mysqld restart
　　master2 中有关复制的配置如下：

　　重启 mysqld 服务
　　#service mysqld restart
　　注：master1 和 master2 只有 server-id 不同和 auto-increment-offset 不同。mysql 中有自增长字段，在做数据库的主主同步时需要设置自增长的两个相关配置：auto_increment_offset 和auto_increment_increment。
　　auto-increment-increment 表示自增长字段每次递增的量，其默认值是 1。它的值应设为整个结构中服务器的总数，本案例用到两台服务器，所以值设为 2。
　　auto-increment-offset 是用来设定数据库中自动增长的起点(即初始值)，因为这两能服务器都设定了一次自动增长值 2，所以它们的起点必须得不同，这样才能避免两台服务器数据同步时出现主键冲突。
　　注：可以在 my.cnf 文件中添加“binlog_do_db=数据库名”配置项（可以添加多个）来指定要同步的数据库
　　2、将 master1 设为 master2 的主服务器
　　在 master1 主机上创建授权账户，允许在 master2(192.168.1.102)主机上连接

　　查看 master1 的当前 binlog 状态信息

　　在 master2 上将 master1 设为自已的主服务器并开启 slave 功能。

　　查看从的状态，以下两个值必须为 yes,代表从服务器能正常连接主服务器
　　Slave_IO_Running:Yes
　　Slave_SQL_Running:Yes

　　3、将 master2 设为 master1 的主服务器
　　在 master2 主机上创建授权账户，允许在 master1(192.168.1.101)主机上连接

　　查看 master2 的当前 binlog 状态信息

　　在 master1 上将 master2 设为自已的主服务器并开启 slave 功能。

　　查看从的状态，以下两个值必须为 yes,代表从服务器能正常连接主服务器
　　Slave_IO_Running:Yes
　　Slave_SQL_Running:Yes

　　4、测试主主同步
　　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

　　查看 master2 主机是否同步了 master1 上的数据变化

　　从上图可以看出 master2 同步了 master 的数据变化
　　在 master2 主机上向 tab1 表中插入数据

　　查看 master1 主机是否同步了 master2 上的数据变化

　　现在任何一台 MySQL 上更新数据都会同步到另一台 MySQL，MySQL 同步完成。
　　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）
　　下面我们就完成 keepalived 的高可用性。
　　keepalived 是集群管理中保证集群高可用的一个软件解决方案，其功能类似于 heartbeat，用来防止单点故障
　　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，master 会发组播（组播地址为 224.0.0.18），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(方式 1：tcp_check,工作第四层。方式 2：http_get,工作在第五层，向指定的URL 执行 http 请求，将得到的结果用md5 加密并与指定的 md5 值比较看是否匹配，不匹配则从服务器池中移除。方式  3：ssl_get:与 http_get 相似。方式 4：misc_check:用脚本来检测。方式 5：smtp_check:用来检测邮件服务的 smtp)。vrrp 模块是来实现 VRRP 协议的。
　　二、keepalived 的安装配置
　　1、在 master1 和 master2 上安装软件包keepalived安装 keepalived 软件包与服务控制在编译安装 Keepalived 之前，必须先安装内核开发包 kernel-devel 以及 openssl-devel、popt-devel 等支持库。

　　若没有安装则通过 rpm 或 yum 工具进行安装编译安装 Keepalived使用指定的 linux 内核位置对keepalived 进行配置，并将安装路径指定为根目录，这样就无需额外创建链接文件了，配置完成后，依次执行 make、make install 进行安装。

　　注意：如不知道 keepalived 需要哪些依赖包，可到下载后的源码解压目录下查看 INSTALL 文件内容，安装需要的依赖包，源码安装任何一个软件都要养成查看源码包文档的习惯，比如INSTALL，README,doc 等文档，可以获得很多有用的信息
　　注意：在 centos7.2 上安装 keepalived 不需要添加--with-kernel-dir
　　[root@localhost keepalived-1.2.20]#./configure --prefix=/ && make && make install
　　使用 keepalived 服务
　　执行 make install 操作之后，会自动生成/etc/init.d/keepalived 脚本文件，但还需要手动添加为系统服务，这样就可以使用 service、chkconfig 工具来对 keepalived 服务程序进行管理了。

　　Master2 主机也完成 keepalived 安装，与 master1 一样，安装过程略
　　注：若开启了防火墙，需要关闭防火墙或创建规则。

　　注：如果在 centos7.2 上安装 keepalived 防火墙的规则配置如下：
　　[root@localhost ~]# firewall-cmd--permanent --add-rich-rule="rule family=ipv4 destination
　　address=224.0.0.18 protocol value=ipaccept"
　　success
　　[root@localhost ~]# firewall-cmd --reload
　　2、修改 Keepalived 的配置文件
　　keepalived 只有一个配置文件keepalived.conf，里面主要包括以下几个配置区域，分别是
　　global_defs、vrrp_instance 和virtual_server。
　　global_defs：主要是配置故障发生时的通知对象以及机器标识。
　　vrrp_instance：用来定义对外提供服务的 VIP 区域及其相关属性。
　　virtual_server：虚拟服务器定义
　　master1 主机上的 keepalived.conf 文件的修改：
　　vi /etc/keepalived/keepalived.conf:
　　! Configuration File for keepalived //!表示注释
　　global_defs {
　　router_id MYSQL-1 //表示运行keepalived 服务器的一个标识
　　}
　　vrrp_instance VI_1 {
　　state BACKUP //指定keepalived的角色,两台配置此处均是BACKUP,设为BACKUP将根据
　　优先级决定主或从
　　interface eth0 //指定 HA 监测网络的接口
　　virtual_router_id 51 //虚拟路由标识，这个标识是一个数字(取值在 0-255 之间,用来区分多个
　　instance 的 VRRP 组播)，同一个 vrrp 实例使用唯一的标识,
　　确保和 master2 相同，同网内不同集群此项必须不同,否则发
　　生冲突。
　　priority 100 //用来选举 master 的，要成为 master，该项取值范围是1-255（在此范围
　　之外会被识别成默认值 100）,此处 master2 上设置为 50
　　advert_int 1 //发 VRRP 包的时间间隔，即多久进行一次 master 选举（可以认为是健康查
　　检时间间隔）
　　nopreempt //不抢占，即允许一个 priority 比较低的节点作为master，即使有 priority 更高
　　的节点启动
　　authentication { //认证区域，认证类型有PASS 和 HA（IPSEC），推荐使用 PASS（密码只识别前 8 位）
　　auth_type PASS
　　auth_pass 1111
　　}
　　virtual_ipaddress { //VIP 区域，指定 vip 地址
　　192.168.1.100
　　}
　　}
　　virtual_server 192.168.1.100 3306 { //设置虚拟服务器，需要指定虚拟 IP 地址和服务端口，
　　IP 与端口之间用空格隔开
　　delay_loop 2 //设置运行情况检查时间，单位是秒
　　lb_algo rr //设置后端调度算法，这里设置为 rr，即轮询算法
　　lb_kind DR //设置 LVS 实现负载均衡的机制，有NAT、TUN、DR 三个模式可选
　　persistence_timeout 60 //会话保持时间，单位是秒。这个选项对动态网页是非常有用的，
　　为集群系统中的 session 共享提供了一个很好的解决方案。
　　有了这个会话保持功能，用户的请求会被一直分发到某个服务节点，
　　直到超过这个会话的保持时间。
　　protocol TCP //指定转发协议类型，有TCP 和 UDP 两种
　　real_server 192.168.1.101 3306 { //配置服务节点 1，需要指定 realserver 的真实 IP 地址和
　　端口，IP 与端口之间用空格隔开
　　注：master2 上此处改为 192.168.1.102(即 master2 本机 ip)
　　weight 3 //配置服务节点的权值，权值大小用数字表示，数字越大，权值越高，设置权
　　值大小为了区分不同性能的服务器
　　notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh //检测到realserver 的 mysql 服务 down 后执行的
　　脚本
　　TCP_CHECK {
　　connect_timeout 3 //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
　　}
　　}
　　}
　　master1 主机上有关 keepalived.conf文件的具体配置如下：

　　启动 keepalived 服务
　　#/etc/init.d/keepalived start
　　Master2 主机上的 keepalived.conf 文件的修改：
　　Master2 主机的 keepalived.conf 文件配置与 master1基本相同，只是 router_id，priority，
　　real_server 三处不同，其他配置都相同
　　可以使用 scp 命令把 server1 主机上配置好的 keepalived.conf 文件拷贝到 server2 主机，只要
　　做简单修改即可，如下图所示：

　　启动 keepalived 服务
　　#/etc/init.d/keepalived start
　　3、master1 和 master2 上都添加此检测脚本，作用是当 mysql 停止工作时自动关闭本机的
　　keepalived，从而实现将故障机器踢出（因每台机器上keepalived 只添加了本机为 realserver）.
　　当 mysqld 正常启动起来后，要手动启动 keepalived 服务。
　　#mkdir /etc/keepalived/bin
　　vi /etc/keepalived/bin/mysql.sh，内容如下：

　　Master2 主机完成相同的操作
　　4、测试
　　在 master1 和 master2 分别执行 ipaddr show dev eth0 命令查看 master1 和 master2 对 VIP
　　（群集虚拟 IP）的控制权。
　　Master1 主的查看结果：

　　Master2 主的查看结果：

　　从上图可以看出 master1 是主服务器，master2 为备用服务器。
　　停止 MySQL 服务，看 keepalived 健康检查程序是否会触发我们编写的脚本
　　停止 master1 主机的 mysql 服务

　　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。
　　MySQL 远程登录测试
　　我们找一台安装有 MySQL 客户端，然后登录 VIP，看是否能登录，在登录之两台 MySQL 服务器都要授权允许从远程登录。例如：

　　在客户端上测试登录

　　上图显示说明在客户端访问 VIP 地址，由 master1 主机提供响应的，因为 master1 当前是主
　　服务器，将 master1 的 mysql 服务停止，在客户端执行 show variables like‘server_id’;

　　上图显示说明在客户端的查询请求是由 master2 主机响应的。故障切换成功。
　　总结：
　　Keepalived+mysql 双主一般来说，中小型规模的时候，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>　　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；