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企业中MySQL高可用集群架构三部曲之MM+keepalived

日期:2017-08-03点击:357

各位老铁们,老张与大家又见面了。看到各位在博客里面给我的留言和访问量的情况,我很是欣慰,也谢谢大家对我的认可。我写这些博客,就是想把自己对于MySQL数据库的一些看法和自己平时的实战经验分享出来,我们可以一起探讨,共同进步。也保证今后只要一有空就更新博文,推出更多的干货。


我的学生经常对我说:“张老师,每次我遇到报错,有时还是会百度,但是最烦的是不知道百度哪篇帖子说的是正确的".其实这些呢,都是因为自己还没有对MySQL数据库核心知识的不熟悉,和对技术掌握的不牢固。平时下得功夫还是不到位。我们做技术这个行业,还是需要自己给自己加发条,促使自己每天都要学习一些新的知识。理论配合实验一起,先要学会多问自己几个问题,一个实验多做几遍,可能会得到不同的实验效果。学习知识要踏实下来,学会多做实验总结。我想今后再遇到报错,可能自己就会有一个清晰的解题思路,这个需要一定时间的磨练。


也有人经常问Oracle和MySQL到底有啥区别,其实MySQL数据库上手很简单,难的是后期架构的设计与维护。老张三部曲中第一部曲MHA希望对大家在线上部署方面有帮助。


今儿给大家介绍第二部曲,MM+keepalived的环境部署,我们会多种数据库的架构就可以灵活应用到我们的公司。根据公司业务的不同,选择合适的集群架构。


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MM+keepalived

简介

双主配合keepalived这种架构设计,也是基于主从复制的原理而搭建的。

使用MySQL主主复制技术+Keepalived是一种简单、便捷的解决方案,在高可用集群环境中,keepalived使用VIP,使用Keepalived自带的服务监控功能和自定义脚本来实现MySQL故障时自动切换,非常灵活。


应用范围:

一般中小型公司都使用这种架构,搭建比较方便简单;

可以采用主从或者主主模式,在 master 节点发生故障后,利用 keepalived 高可用机制实现快速切换到 slave 节点。原来的从库变成新的主库。


个人建议:

  1. 一定要完善好切换脚本,keepalived 的切换机制要合理,避免切换不成功的现象发生。

  2. 从库的配置尽快要与主库一致,不能太次;避免主库宕机发生切换,新的主库(原来的从库)影响线上业务进行。

  3. 对于延迟的问题,在这套架构中,也不能避免。可以使用 mysql 5.7 中增强半同步完成。也可以改变架构使用 PXC,完成时时同步功能,基本上没有延迟;

  4. keepalived 无法解决脑裂的问题,因此在进行服务异常判断时,可以修改我们的判断脚本,通过对第三方节点补充检测来决定是否进行切换,可降低脑裂问题产生的风险。

  5. 采用 keepalived 这个架构,在设置两节点状态时,都要设置成不抢占模式,都是 backup 状态,通过优先级,来决定谁是主库。避免脑裂,冲突现象发生。

  6. 安装好 mysql 需要的一些依赖包;建议配置好 yum 源,用 yum 安装 keepalived 即可。


搭建架构之前理清思路:

  1. 首先需要装有两台mysql的数据库服务器,两者之间互为主从模式,都可读写。其实就只有一台服务器A负责数据的写入工作,而另一台服务器B作为我们的备用数据库;

  2. 安装keepalived的软件包,个人建议使用yum安装就可以,很方便。当然我们要知道yum安装之后的软件路径在什么位置。

  3. 整理好keepalived的配置文件,理清keepalived的三种状态信息。还要准备一个监控MySQL的脚本,便于检测到宕机顺利发生切换的过程。

  4. 所有提供服务的从服务器与备用服务器B进行主从同步。----双主从库模式

  5. 在两台服务器A和B,当配置keepalived的参数文件中,要注意两台机器都要采用backup这种状态,就是nopreempt这种非抢占模式,避免出现冲突,发生脑裂现象。


架构图展示:

wKiom1mCcHHAUxQIAAGScC2ikf8025.png-wh_50

实验部署环境介绍:

192.168.56.100 主 ---master1

192.168.56.101 备库---master2

都是干净环境没有任何数据

VIP:192.168.56.111

MySQL数据库版本5.7.14,采用GTID模式搭建主从环境


注意事项:

  1. 两台机器的防火墙必须是关闭状态。

  2. 两台MySQL数据库配置文件中server-id绝对不能一样,要不会报1593这个主从同步的错误,导致搭建不成功。



实战开始:

首先先要搭建两台MySQL数据库为互为主从的架构模式。

wKioL1mCgpTBXqzwAAAplAqB9IU821.png-wh_50

添加主从同步账号:

在192.168.56.100:

grant replication slave on *.* to 'bak'@'192.168.56.%' identified by '123456';

flush privileges;


在192.168.56.101:

grant replication slave on *.* to 'bak'@'192.168.56.%' identified by '123456';

flush privileges;


配置同步信息:

先在192.168.56.101上:

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.56.100',MASTER_USER='bak',MASTER_PASSWORD='123456',master_auto_position=1;

打开主从同步开关:

start slave;

查看主从同步状态:

root@db 10:49:  [(none)]> show slave status\G; *************************** 1. row ***************************                Slave_IO_State: Waiting for master to send event                   Master_Host: 192.168.56.100                   Master_User: bak                   Master_Port: 3306                 Connect_Retry: 60               Master_Log_File: mybinlog.000005           Read_Master_Log_Pos: 234                Relay_Log_File: node2-relay-bin.000010                 Relay_Log_Pos: 365         Relay_Master_Log_File: mybinlog.000005              Slave_IO_Running: Yes             Slave_SQL_Running: Yes               Replicate_Do_DB:            Replicate_Ignore_DB:             Replicate_Do_Table:         Replicate_Ignore_Table:        Replicate_Wild_Do_Table:    Replicate_Wild_Ignore_Table:                     Last_Errno: 0                    Last_Error:                   Skip_Counter: 0           Exec_Master_Log_Pos: 234               Relay_Log_Space: 572               Until_Condition: None                Until_Log_File:                  Until_Log_Pos: 0            Master_SSL_Allowed: No            Master_SSL_CA_File:             Master_SSL_CA_Path:                Master_SSL_Cert:              Master_SSL_Cipher:                 Master_SSL_Key:          Seconds_Behind_Master: 0 Master_SSL_Verify_Server_Cert: No                 Last_IO_Errno: 0                 Last_IO_Error:                 Last_SQL_Errno: 0                Last_SQL_Error:    Replicate_Ignore_Server_Ids:               Master_Server_Id: 3306100                   Master_UUID: 913cc1d6-771a-11e7-8fe1-080027f1fd08              Master_Info_File: mysql.slave_master_info                     SQL_Delay: 0           SQL_Remaining_Delay: NULL       Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for more updates            Master_Retry_Count: 86400                   Master_Bind:        Last_IO_Error_Timestamp:       Last_SQL_Error_Timestamp:                 Master_SSL_Crl:             Master_SSL_Crlpath:             Retrieved_Gtid_Set:              Executed_Gtid_Set: 5a668126-771d-11e7-b14c-08002783b39d:1-2, 913cc1d6-771a-11e7-8fe1-080027f1fd08:1-13                 Auto_Position: 1          Replicate_Rewrite_DB:                   Channel_Name:             Master_TLS_Version:  1 row in set (0.00 sec)
从库两个工作的线程:IO,SQL都为yes,代表同步搭建成功 Slave_IO_Running: Yes Slave_SQL_Running: Yes


再在192.168.56.100上:

配置主从同步信息

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.56.101',MASTER_USER='bak',MASTER_PASSWORD='123456',master_auto_position=1;

开启主从开关

start slave;

查看主从同步状态

root@db 10:49:  [(none)]> show slave status\G; *************************** 1. row ***************************                Slave_IO_State: Waiting for master to send event                   Master_Host: 192.168.56.101                   Master_User: bak                   Master_Port: 3306                 Connect_Retry: 60               Master_Log_File: mybinlog.000005           Read_Master_Log_Pos: 234                Relay_Log_File: node1-relay-bin.000008                 Relay_Log_Pos: 365         Relay_Master_Log_File: mybinlog.000005              Slave_IO_Running: Yes             Slave_SQL_Running: Yes               Replicate_Do_DB:            Replicate_Ignore_DB:             Replicate_Do_Table:         Replicate_Ignore_Table:        Replicate_Wild_Do_Table:    Replicate_Wild_Ignore_Table:                     Last_Errno: 0                    Last_Error:                   Skip_Counter: 0           Exec_Master_Log_Pos: 234               Relay_Log_Space: 572               Until_Condition: None                Until_Log_File:                  Until_Log_Pos: 0            Master_SSL_Allowed: No            Master_SSL_CA_File:             Master_SSL_CA_Path:                Master_SSL_Cert:              Master_SSL_Cipher:                 Master_SSL_Key:          Seconds_Behind_Master: 0 Master_SSL_Verify_Server_Cert: No                 Last_IO_Errno: 0                 Last_IO_Error:                 Last_SQL_Errno: 0                Last_SQL_Error:    Replicate_Ignore_Server_Ids:               Master_Server_Id: 3306101                   Master_UUID: 5a668126-771d-11e7-b14c-08002783b39d              Master_Info_File: mysql.slave_master_info                     SQL_Delay: 0           SQL_Remaining_Delay: NULL       Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for more updates            Master_Retry_Count: 86400                   Master_Bind:        Last_IO_Error_Timestamp:       Last_SQL_Error_Timestamp:                 Master_SSL_Crl:             Master_SSL_Crlpath:             Retrieved_Gtid_Set:              Executed_Gtid_Set: 5a668126-771d-11e7-b14c-08002783b39d:1-2, 913cc1d6-771a-11e7-8fe1-080027f1fd08:1-13                 Auto_Position: 1          Replicate_Rewrite_DB:                   Channel_Name:             Master_TLS_Version:  1 row in set (0.00 sec)
同理 Slave_IO_Running: Yes Slave_SQL_Running: Yes 从库两个工作的线程:IO,SQL都为yes,代表同步搭建成功。


分别两台机器上安装keepalived的软件包,可以使用yum安装方式

yum -y install keepalived;

Loaded plugins: fastestmirror, refresh-packagekit, security Loading mirror speeds from cached hostfile  * c6-media:  file:///media/CentOS/repodata/repomd.xml: [Errno 14] Could not open/read file:///media/CentOS/repodata/repomd.xml Trying other mirror. file:///media/cdrecorder/repodata/repomd.xml: [Errno 14] Could not open/read file:///media/cdrecorder/repodata/repomd.xml Trying other mirror. c6-media                                                                                                       | 4.0 kB     00:00 ...  Setting up Install Process Resolving Dependencies --> Running transaction check ---> Package keepalived.x86_64 0:1.2.7-3.el6 will be installed --> Finished Dependency Resolution Dependencies Resolved ======================================================================================================================================  Package                          Arch                         Version                           Repository                      Size ====================================================================================================================================== Installing:  keepalived                       x86_64                       1.2.7-3.el6                       c6-media                       174 k Transaction Summary ====================================================================================================================================== Install       1 Package(s) Total download size: 174 k Installed size: 526 k Downloading Packages: Running rpm_check_debug Running Transaction Test Transaction Test Succeeded Running Transaction   Installing : keepalived-1.2.7-3.el6.x86_64                                                                                      1/1    Verifying  : keepalived-1.2.7-3.el6.x86_64                                                                                      1/1  Installed:   keepalived.x86_64 0:1.2.7-3.el6                                                                                                      Complete!

证明keepalived软件已经存在:

rpm -qa|grep keepalived keepalived-1.2.7-3.el6.x86_64


在两台机器上分别配置检测MySQL数据库的脚本:

首先进入到yum安装后的软件目录下:

cd /etc/keepalived vim check_mysql.py

脚本通过查看MySQL进程的存在,和是否可以连接,来判断MySQL的状态

(这里只展现了脚本中判断的一部分)

    def existMySQL(self):         cmd="ps -ef | egrep -i \"mysqld\" | grep %s | egrep -iv \"mysqld_safe\" | grep -v grep | wc -l" % self.dbport         mysqldNum = os.popen(cmd).read()         cmd ="netstat -tunlp | grep \":%s\" | wc -l" % self.dbport         mysqlPortNum= os.popen(cmd).read()         #print mysqldNum, mysqlPortNum         if ( int(mysqldNum) <= 0):             print "error"             return 1         if ( int(mysqldNum) > 0 and  mysqlPortNum <= 0):             return 1         return 0     def connect(self):     #    print "in db conn" #        print "host : %s, port: %d, user: %s, password: %s" % (self.dbhost, self.dbport, self.dbuser, self.dbpassword)         try:             self.conn=MySQLdb.connect(host="%s"%self.dbhost, port=self.dbport,user="%s"%dbuser, passwd="%s"%self.dbpassword)         except Exception, e: #            print " Error"             print e             return 1         return 0     def disconnect(self):         if (self.conn):             self.conn.close()             self.conn = None


在两台机器上修改keepalived的配置文件:

192.168.56.100上面

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
vrrp_instance VI_100 {     state BACKUP     nopreempt     interface eth0     virtual_router_id 100     priority 100     advert_int 5     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     track_script {         vs_mysql_100     }     virtual_ipaddress {         192.168.56.111     } }

192.168.56.101上面:

vrrp_instance VI_101 {     state BACKUP     nopreempt     interface eth0     virtual_router_id 100     priority 90     advert_int 5     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     track_script {         vs_mysql_101     }     virtual_ipaddress {         192.168.56.111     } }

总结:可以看到两台机器的state都是backup并且都是非抢占模式nopreempt,通过优先级的高低来决定谁是主库。(这里192.168.56.100是主)还有注意virtual_router_id(虚拟路由id)要保持一致。


接下来可以启动两台机器的keepalived进程:

192.168.56.100:

[root@node1 keepalived]# /etc/init.d/keepalived start Starting keepalived:               [  OK  ]

观察日志中信息的变化:

cat /var/log/messages

Aug  3 10:52:17 node1 Keepalived_vrrp[6760]: Opening file '/etc/keepalived/keepalived.conf'. Aug  3 10:52:17 node1 Keepalived_vrrp[6760]: Configuration is using : 62711 Bytes Aug  3 10:52:17 node1 Keepalived_vrrp[6760]: Using LinkWatch kernel netlink reflector... Aug  3 10:52:17 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Instance(VI_100) Entering BACKUP STATE Aug  3 10:52:17 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP sockpool: [ifindex(2), proto(112), fd(11,12)] Aug  3 10:52:17 node1 Keepalived_healthcheckers[6759]: Opening file '/etc/keepalived/keepalived.conf'. Aug  3 10:52:17 node1 Keepalived_healthcheckers[6759]: Configuration is using : 4431 Bytes Aug  3 10:52:17 node1 Keepalived_healthcheckers[6759]: Using LinkWatch kernel netlink reflector... Aug  3 10:52:18 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Script(vs_mysql_100) succeeded Aug  3 10:52:33 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Instance(VI_100) Transition to MASTER STATE Aug  3 10:52:38 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Instance(VI_100) Entering MASTER STATE Aug  3 10:52:38 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Instance(VI_100) setting protocol VIPs. Aug  3 10:52:38 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Instance(VI_100) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.56.111 Aug  3 10:52:38 node1 Keepalived_healthcheckers[6759]: Netlink reflector reports IP 192.168.56.111 added Aug  3 10:52:43 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Instance(VI_100) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.56.111

可以看到它从backup状态切换到master的状态了,并且发送了一个广播协议,证明192.168.56.111已经在本台机器上面,其他机器不要再使用了。

[root@node1 keepalived]# ip addr show 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN      link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00     inet 127.0.0.1/8 scope host lo     inet6 ::1/128 scope host         valid_lft forever preferred_lft forever 2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000     link/ether 08:00:27:f1:fd:08 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff     inet 192.168.56.100/24 brd 192.168.56.255 scope global eth0     inet 192.168.56.111/32 scope global eth0     inet6 fe80::a00:27ff:fef1:fd08/64 scope link         valid_lft forever preferred_lft forever

192.168.56.101:

[root@node2 ~]# /etc/init.d/keepalived start Starting keepalived:               [  OK  ]

cat /var/log/messages

Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_healthcheckers[8111]: Interface queue is empty Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_healthcheckers[8111]: Netlink reflector reports IP 192.168.56.101 added Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_healthcheckers[8111]: Netlink reflector reports IP fe80::a00:27ff:fe83:b39d added Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_healthcheckers[8111]: Registering Kernel netlink reflector Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_healthcheckers[8111]: Registering Kernel netlink command channel Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_healthcheckers[8111]: Opening file '/etc/keepalived/keepalived.conf'. Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_healthcheckers[8111]: Configuration is using : 4561 Bytes Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_healthcheckers[8111]: Using LinkWatch kernel netlink reflector... Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_vrrp[8112]: Opening file '/etc/keepalived/keepalived.conf'. Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_vrrp[8112]: Configuration is using : 62577 Bytes Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_vrrp[8112]: Using LinkWatch kernel netlink reflector... Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_vrrp[8112]: VRRP_Instance(VI_101) Entering BACKUP STATE Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_vrrp[8112]: VRRP sockpool: [ifindex(2), proto(112), fd(12,13)] Aug  3 10:53:28 node2 Keepalived_vrrp[8112]: VRRP_Script(vs_mysql_101) succeeded

这台服务器就是正常的backup状态,时刻准备着接管主库的服务。


模拟一下主库宕机的故障切换:

主库192.168.56.100上面执行关闭MySQL服务操作:

mysqladmin -uroot -proot123 shutdown

这时再查看一下keepalived日志的情况

cat /var/log/messages Aug  3 11:04:17 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Script(vs_mysql_100) failed Aug  3 11:04:18 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Instance(VI_100) Entering FAULT STATE Aug  3 11:04:18 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Instance(VI_100) removing protocol VIPs. Aug  3 11:04:18 node1 Keepalived_healthcheckers[6759]: Netlink reflector reports IP 192.168.56.111 removed Aug  3 11:04:18 node1 Keepalived_vrrp[6760]: VRRP_Instance(VI_100) Now in FAULT state

已经把vip removed了,并且keepalived的状态变成了fault


在备库192.168.56.101上面查看日志:

cat /var/log/messages Aug  3 11:04:29 node2 Keepalived_vrrp[8112]: VRRP_Instance(VI_101) Transition to MASTER STATE Aug  3 11:04:34 node2 Keepalived_vrrp[8112]: VRRP_Instance(VI_101) Entering MASTER STATE Aug  3 11:04:34 node2 Keepalived_vrrp[8112]: VRRP_Instance(VI_101) setting protocol VIPs. Aug  3 11:04:34 node2 Keepalived_vrrp[8112]: VRRP_Instance(VI_101) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.56.111 Aug  3 11:04:34 node2 Keepalived_healthcheckers[8111]: Netlink reflector reports IP 192.168.56.111 added Aug  3 11:04:39 node2 Keepalived_vrrp[8112]: VRRP_Instance(VI_101) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.56.111

备库已经从backup状态切换成master状态了。并且VIP(192.168.56.111)已经切换过来。

查看ip地址:

[root@node2 ~]# ip addr show 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN      link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00     inet 127.0.0.1/8 scope host lo     inet6 ::1/128 scope host         valid_lft forever preferred_lft forever 2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000     link/ether 08:00:27:83:b3:9d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff     inet 192.168.56.101/24 brd 192.168.56.255 scope global eth0     inet 192.168.56.111/32 scope global eth0     inet6 fe80::a00:27ff:fe83:b39d/64 scope link         valid_lft forever preferred_lft forever

主备库切换成功。


实战演练过程结束,希望对大家学习MySQL高可用集群有帮助。


今后我们可能还会遇到其他的MySQL高可用架构,学习它的时候,先不要忙于搭建,要先弄清原理,整理好实验过程的思路,遇到报错,一步步地去排查。自己的水平也会在这个历练的过程中,得到提升。


今后我们可以一起讨论,在写博的过程中难免可能会有一些笔误,或是想不周全的地方,希望大家谅解。有不对的地方欢迎各位老铁指定。(MySQL高可用集群第二部曲完结


第一步曲直通车>> 企业中MySQL主流高可用架构实战三部曲之MHA




原文链接:https://blog.51cto.com/sumongodb/1953244
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