lvs+keepalived+mha+mysql高可用架构

renran421

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　　MHA介绍
　　MHA（Master High Availability）目前在MySQL高可用方面是一个相对成熟的解决方案，它由日本人youshimaton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能最大程度上保证数据库的一致性，以达到真正意义上的高可用。
　　MHA由两部分组成：MHA Manager（管理节点）和MHA Node（数据节点）。MHA Manager可以独立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上。当Master出现故障是，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是完全透明的。
　　1.1存在隐患
　　在MHA自动故障切换的过程中，MHA试图从宕掉的主服务器上保存二进制日志，最大程度保证数据的不丢失，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没有办法保存二进制日志，只能进行故障转移而丢失了最新数据。
　　拓：MySQL服务挂了，但是可以从服务器拷贝二进制。但如果硬件宕机或者SSH不能连接，不能获取到最新的binlog日志，如果复制出现延迟，会丢失数据。
　　使用MySQL5.5的半同步复制，可以大大降低数据丢失的风险。MHA可以和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Slave服务器上，保持数据一致性。
　　最新版0.56版本，增加了支持GTID的功能，建议在MySQL5.6及之后版本使用。MySQL5.5建议使用管理节点版本0.55，数据节点0.54。
　　1.2 适用场景
　　目前MHA主要支持一主多从的架构，要搭建MHA，要求一个复制集群必须最少有3台数据库服务器，一主二从，即一台充当Master，一台充当备用Master，另一台充当从库。出于成本考虑，淘宝在此基础上进行了改造，目前淘宝开发的TMHA已经支持一主一从。
　　1.3 MHA工作原理

　　1. 从宕机崩溃的Master保存二进制日志事件（binlog event）；
　　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Slave；
　　4. 应用从Master保存的二进制日志事件；
　　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；
1.4 MHA的组成
　　MHA软件由两部分组成，Manager工具包和Node工具包，具体如下。
　　Manager工具包情况如下：
　　l masterha_check_ssh:检查MHA的SSH配置情况。
　　l masterha_check_repl:检查MySQL复制状况。
　　l masterha_manager:启动MHA。
　　l masterha_check_status:检测当前MHA运行状态。
　　l masterha_master_monitor:检测Master是否宕机。
　　l masterha_master_switch:控制故障转移（自动或手动）。
　　l masterha_conf_host:添加或删除配置的server信息。
　　Node工具包（通常由MHA Manager的脚本触发，无需人工操作）情况如下：
　　l save_binary_logs:保存和复制Master的binlog日志。
　　l apply_diff_relay_logs:识别差异的中级日志时间并将其应用到其他Slave。
　　l filter_mysqlbinlog:去除不必要的ROOLBACK事件（已经废弃）
　　l purge_relay_logs:清除中继日志（不阻塞SQL线程）
　　注：为了尽可能的减少因为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MySQL5.5半同步复制。如果对性能要求较高，允许丢失一小部分数据，可以不做半同步复制。
　　拓展思想：为了保证数据一致性，MySQL复制中，常常会在Master上使用sync_binlog参数保证binlog持久化，保证数据一致性。但这种方式对磁盘I/O会造成10~20%的影响。但是还有另外一个思路，就是使用MySQL半同步复制来保证数据一致性，MySQL半同步复制是在从服务器的内存中处理数据并进行发聩，虽然也会造成性能影响，但是相对于对Master造成的磁盘I/O的影响来说，反而是个更好的方法。据《高性能MySQL》 第三版中10.9的测试，写入远程的内存（一台从库的反馈）比写入本地的磁盘（写入并刷新）要更快。使用半同步复制相比主在主库上进行强持久化的性能有两倍的改善。
　　2.1 软件部署表
　　lvs版本:ipvsadm-1.26
　　keepalived版本:keepalived-1.1.19
　　mysql版本:mysql-5.5.32
　　mha-manger版本:mha4mysql-manager-0.55-0.el6.noarch
　　mha-node版本:mha4mysql-node-0.54-0.el6.noarch

　　2.2架构实现原理
1. 读操作
1） LVS实现读操作的负载均衡；
2） Keepalived在上层管理LVS，并对两台从库进行健康检测（通过定义Check脚本）；
3） 一台从库出现故障后，Keepalived将其剔除出负载均衡集群；
2. 写操作
1） 在Master上绑定写VIP（MHA启动后会通过脚本进行操作）；
2） MHA监控Master状态，当Master出现故障后（宕机、复制暂停）时;
3） 通过Failover脚本，卸载Master上的WVIP；
4） 通过Failover脚本在Backup Master上绑定WVIP，提升其为主库；
5） 同步并应用差异日志，并将从库指向新主库；
　　问题：当MHA把Master切换到了Backup Master上后，LVS如何处理分发在Backup Master上的读操作？
　　解释：由于Keepalived会通过脚本定期监控Backup Master的状态，包括同步、SQL线程、I/O线程，所以当Backup Master升级为主库后，这些状态都将消失，Keepalived将自动将Backup Master剔除出负载均衡集群。