手记

企业中MySQL高可用集群架构三部曲之MM+keepalived


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:

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。

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。

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;

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。

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。

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:

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;

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。

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。

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

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:

两台机器的防火墙必须是关闭状态。

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

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