MHA集群搭建与故障切换

前言

在数据库运维领域，高可用性是企业架构设计的核心诉求。MySQL作为主流关系型数据库，其单点故障问题会直接影响业务连续性。MHA（Master High Availability）是成熟的MySQL高可用解决方案，能在30秒内完成故障切换并最大程度保障数据一致性。

一、MHA核心概念

1.1 什么是MHA？

MHA是一套优秀的MySQL高可用环境下故障切换和主从复制的软件。
核心价值：
可以解决MySQL单点故障问题
可以实现自动完成故障切换（耗时0-30秒）
最大程度保证数据一致性，以达到真正意义上的高可用。

1.2 MHAd 的组成

• MHA Node（数据节点）
  MHA Node运行在每台服务器上。在发生故障时，Node节点尽可能保存二进制文件， 并且实现故障切换（VIP地址漂移）
• MHA Manager（管理/检测 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 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。

1.3 MHA的核心特性

• 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不丢失。
• 使用半同步复制，可以大大降低数据丢失的风险，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
• 目前MHA支持一主多从架构，最少三台服务，即一主两从

1.4 MHA工作原理总结

• 从宕机崩溃的master保存二进制日志事件（binlog events）；
• 识别含有最新的slave日志
• 应用差异的中继日志（relay log ）到其他的slave
• 应用从master保存的二进制日志事件在最新的slave上
• 提升一个salve为新的master
• 使其他的slave连接新的master进行复制。

二、搭建 MySQL MHA

2.1 搭建思路

• MHA架构
  （1）数据库安装
  （2）一主两从，主从复制
  （3）MHA搭建
• 故障模拟
  （1）主库失效
  （2）备选主库成为主库
  （3）原故障主库恢复重新加入到MHA成为从库

2.2 环境准备

# 所有节点执行：systemctl stop firewalld setenforce0# manager、master、slave1、slave2 节点上分别设置主机名hostnamectl set-hostname master# Master节点hostnamectl set-hostname slave1# Slave1节点hostnamectl set-hostname slave2# Slave2节点hostnamectl set-hostname manager# manager节点# manager、master、slave1、slave2 节点上分别设置主机名映射vim/etc/hosts10.8.0.10 master10.8.0.30 slave110.8.0.50 slave210.8.0.60 manager

2.3 MySQL安装与配置

2.3.1 Master节点配置

# /etc/my.cnf[mysqld]server-id=1log_bin=master-bin log-slave-updates=true

2.3.2 Slave1节点配置

# /etc/my.cnfserver-id=2log_bin=master-bin relay-log=relay-log-bin relay-log-index=slave-relay-bin.index

2.3.3 Slave2节点配置

# /etc/my.cnfserver-id=3relay-log=relay-log-bin relay-log-index=slave-relay-bin.index

2.3.4 创建软连接

# 在 Master、Slave1、Slave2 节点上都创建两个软链接ln-s/usr/local/mysql/bin/mysql /usr/sbin/ln-s/usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog /usr/sbin/

2.4 主从复制配置

2.4.1 所有数据库节点进行 mysql 授权

# 所有数据库节点进行 mysql 授权mysql-uroot-p# 从数据库同步使用GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO'myslave'@'10.8.0.%'IDENTIFIED BY'123456';# manager 使用GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO'mha'@'10.8.0.%'IDENTIFIED BY'manager';# 防止主机名解析问题GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO'mha'@'master'IDENTIFIED BY'manager';GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO'mha'@'slave1'IDENTIFIED BY'manager';GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO'mha'@'slave2'IDENTIFIED BY'manager';FLUSH PRIVILEGES;# 检查一下selectuser,host from mysql.user;

2.4.2 在 Master 节点查看二进制文件和同步点

# Master查看二进制日志状态SHOW MASTER STATUS;# 记录File: master-bin.000003, Position: 2411

2.4.3 在 Slave1、Slave2 节点执行同步操作

# 在 Slave1、Slave2 节点执行同步操作CHANGE MASTER TOMASTER_HOST='10.8.0.10',MASTER_USER='myslave',MASTER_PASSWORD='123456',MASTER_LOG_FILE='master-bin.000003',MASTER_LOG_POS=2411;START SLAVE;# 检查从库状态SHOW SLAVE STATUS\G# 确保Slave_IO_Running/Slave_SQL_Running=Yes# 从库设为只读SET GLOBALread_only=1;

2.4.4 测试数据库同步

# 在 Master 主库插入条数据，测试是否同步create database work;use work;create table ff(id int);insert into ff(id)values(2);

2.5 MHA安装

2.5.1 所有服务器上都安装 MHA 依赖的环境

# 所有节点安装依赖yuminstallepel-release--nogpgcheck-y# 建议多校验几次，可能会漏装依赖yuminstall-yperl-DBD-MySQL\perl-Config-Tiny\perl-Log-Dispatch\perl-Parallel-ForkManager\perl-ExtUtils-CBuilder\perl-ExtUtils-MakeMaker\perl-CPAN

2.5.2 先安装 node 组件，然后安装MHA软件包

# 所有节点安装Node组件cd/opttarzxvf mha4mysql-node-0.57.tar.gzcdmha4mysql-node-0.57 perl Makefile.PLmake&&makeinstall# Manager节点安装Manager组件cd/opttarzxvf mha4mysql-manager-0.57.tar.gzcdmha4mysql-manager-0.57 perl Makefile.PLmake&&makeinstal

----------------------------------------------------------------------------------------------------------#manager 组件安装后在/usr/local/bin 下面会生成几个工具，主要包括以下几个：masterha_check_ssh 检查 MHA 的 SSH 配置状况 masterha_check_repl 检查 MySQL 复制状况 masterha_manger 启动 manager的脚本 masterha_check_status 检测当前 MHA 运行状态 masterha_master_monitor 检测 master 是否宕机 masterha_master_switch 控制故障转移（自动或者 手动） masterha_conf_host 添加或删除配置的 server 信息 masterha_stop 关闭manager#node 组件安装后会在/usr/local/bin 下面生成如下几个脚本（这些工具通常由 MHAManager 的脚本触发，无需人为操作）save_binary_logs 保存和复制 master 的二进制日志 apply_diff_relay_logs 识别差异的中继日志事件并将其差异的事件应用于其他的 slave filter_mysqlbinlog 去除不必要的 ROLLBACK 事件（MHA 已不再使用这个工具） purge_relay_logs 清除中继日志（不会阻塞 SQL 线程） ----------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.6 集群无密码认证配置

# 在 manager 节点上配置到所有数据库节点的无密码认证ssh-keygen-trsa# 一路回车ssh-copy-id10.8.0.10 ssh-copy-id10.8.0.30 ssh-copy-id10.8.0.50

# 在 master 上配置到数据库节点 slave1 和 slave2 的无密码认证ssh-keygen-trsa ssh-copy-id10.8.0.30 ssh-copy-id10.8.0.50

# 在 slave1 上配置到数据库节点 master 和 slave2 的无密码认证ssh-keygen-trsa ssh-copy-id10.8.0.10 ssh-copy-id10.8.0.50

# 在 slave2 上配置到数据库节点 master 和 slave1 的无密码认证ssh-keygen-trsa ssh-copy-id10.8.0.10 ssh-copy-id10.8.0.30

2.7 在 manager 节点上配置 MHA

• 在 manager 节点上复制相关脚本到/usr/local/bin 目录

cp-rp/opt/mha4mysql-manager-0.57/samples/scripts /usr/local/bin# 拷贝后会出现四个执行文件，具体如下master_ip_failover#自动切换时 vip 管理的脚本master_ip_online_change#在线切换时 vip 的管理power_manager#故障发生后关闭主机的脚本send_report#因故障切换后发送报警的脚本

• 复制上述的自动切换时 VIP 管理的脚本到 /usr/local/bin 目录，这里使用master_ip_failover脚本来管理 VIP 和故障切换

cp/usr/local/bin/scripts/master_ip_failover /usr/local/bin

• 删除原有内容，直接复制并修改vip相关的参数

vim/usr/local/bin/master_ip_failover#!/usr/bin/env perluse strict;use warnings FATAL=>'all';use Getopt::Long;my($command,$ssh_user,$orig_master_host,$orig_master_ip,$orig_master_port,$new_master_host,$new_master_ip,$new_master_port);#############################添加内容部分#########################################my$vip='10.8.0.200';#指定vip的地址my$brdc='10.8.0.255';#指定vip的广播地址my$ifdev='ens33';#指定vip绑定的网卡my$key='1';#指定vip绑定的虚拟网卡序列号my$ssh_start_vip="/sbin/ifconfig ens33:$key$vip";#代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.10.200my$ssh_stop_vip="/sbin/ifconfig ens33:$keydown";#代表此变量值为ifconfig ens33:1 192.168.10.200 downmy$exit_code=0;#指定退出状态码为0#my $ssh_start_vip = "/usr/sbin/ip addr add $vip/24 brd $brdc dev $ifdev label $ifdev:$key;/usr/sbin/arping -q -A -c 1 -I $ifdev $vip;iptables -F;";#my $ssh_stop_vip = "/usr/sbin/ip addr del $vip/24 dev $ifdev label $ifdev:$key";##################################################################################GetOptions('command=s'=>\$command,'ssh_user=s'=>\$ssh_user,'orig_master_host=s'=>\$orig_master_host,'orig_master_ip=s'=>\$orig_master_ip,'orig_master_port=i'=>\$orig_master_port,'new_master_host=s'=>\$new_master_host,'new_master_ip=s'=>\$new_master_ip,'new_master_port=i'=>\$new_master_port,);exit&main();sub main{print"\n\nIN SCRIPT TEST====$ssh_stop_vip==$ssh_start_vip===\n\n";if($commandeq"stop"||$commandeq"stopssh"){my$exit_code=1;eval{print"Disabling the VIP on old master:$orig_master_host\n";&stop_vip();$exit_code=0;};if($@){warn"Got Error:$@\n";exit$exit_code;}exit$exit_code;}elsif($commandeq"start"){my$exit_code=10;eval{print"Enabling the VIP -$vipon the new master -$new_master_host\n";&start_vip();$exit_code=0;};if($@){warn$@;exit$exit_code;}exit$exit_code;}elsif($commandeq"status"){print"Checking the Status of the script.. OK\n";exit0;}else{&usage();exit1;}}substart_vip(){`ssh$ssh_user\@$new_master_host\" $ssh_start_vip\"`;}## A simple system call that disable the VIP on the old_mastersubstop_vip(){`ssh$ssh_user\@$orig_master_host\" $ssh_stop_vip\"`;}sub usage{print"Usage: master_ip_failover --command=start|stop|stopssh|status --orig_master_host=host --orig_master_ip=ip --orig_master_port=port --new_master_host=host --new_master_ip=ip --new_master_port=port\n";}

• 创建 MHA目录并拷贝配置文件，这里用app1.cnf配置文件来管理 mysql 节点服务器

mkdir/etc/masterhacp/opt/mha4mysql-manager-0.57/samples/conf/app1.cnf /etc/masterha

• 删除原有内容，直接复制并修改节点服务器的IP地址

vim/etc/masterha/app1.cnf[server default]manager_log=/var/log/masterha/app1/manager.logmanager_workdir=/var/log/masterha/app1master_binlog_dir=/usr/local/mysql/datamaster_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failovermaster_ip_online_change_script=/usr/local/bin/master_ip_online_changepassword=managerping_interval=1remote_workdir=/tmprepl_password=123456repl_user=myslavesecondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check-s10.8.0.30-s10.8.0.50shutdown_script=""ssh_user=rootuser=mha[server1]hostname=10.8.0.10port=3306[server2]candidate_master=1check_repl_delay=0hostname=10.8.0.30port=3306[server3]hostname=10.8.0.50port=3306

• 第一次配置需要在 Master 节点上手动开启虚拟IP

# master节点/sbin/ifconfig ens33:110.8.0.200/16# 若无法执行可以yum install -y net-tools

• 在 manager 节点上测试 ssh 无密码认证

masterha_check_ssh-conf=/etc/masterha/app1.cnf# 正常最后会输出 successfully

• 在 manager 节点上测试 mysql 主从连接情况

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

2.8 启动与验证MHA

2.8.1 启动 MHA 服务

# 启动MHA服务nohupmasterha_manager--conf=/etc/masterha/app1.cnf\--remove_dead_master_conf--ignore_last_failover</dev/null>/var/log/masterha/app1/manager.log2>&1&

2.8.2 查看 MHA 状态

# 检查MHA状态masterha_check_status--conf=/etc/masterha/app1.cnf

2.8.3 查看master 的 VIP 地址 10.8.0.200 是否存在

ipa

三、故障模拟与恢复

3.1 主库宕机模拟

# 在Manager节点观察日志tail-f/var/log/masterha/app1/manager.log#在 Master 节点 master 上停止mysql服务systemctl stop mysqld# 验证VIP漂移# 正常自动切换一次后，MHA 进程会退出。HMA 会自动修改 app1.cnf 文件内容，将宕机的 master 节点删除。查看 slave1 是否接管 VIPipa

3.2 故障恢复步骤

3.2.1 修复mysql

# 重启数据库systemctl restart mysqld#在现主库服务器（10.8.0.30） slave1 查看二进制文件和同步点show master status;#在原主库服务器（10.8.0.10） mysql1 执行同步操作change master tomaster_host='10.8.0.10',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000005',master_log_pos=154;start slave;# 检查一下状态show slave status\G;

3.2.2 在 manager 节点上修改配置文件app1.cnf

vim/etc/masterha/app1.cnf......secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check-s10.8.0.10-s10.8.0.50......[server1]hostname=10.8.0.10port=3306[server2]candidate_master=1check_repl_delay=0hostname=10.8.0.30port=3306[server3]hostname=10.8.0.50port=3306

3.2.3 在 manager 节点上启动 MHA

nohupmasterha_manager--conf=/etc/masterha/app1.cnf--remove_dead_master_conf--ignore_last_failover</dev/null>/var/log/masterha/app1/manager.log2>&1&

总结

故障切换mha会做哪些动作：
1）mha会多次尝试检测master的存活状态
2）mhah会多次尝试、尽可能的保存master的二进制日志
3）mha会根据app1.cnf中的配置，进行从服务器------》 主服务器的筛选与切换
4）mha会将master的VIP地址 切换到从服务器的位置
5）mha再选择完新的master后，会在其余的salve上执行change master操作，指向性的master, 来保证Mysql的集群的健康性