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基于MySQL数据库，谈MySQL高可用运维

2020-11-09 来源：易榕旅游

本篇文章将介绍MySQL的另外一种高可用实现方案，即：MHA（Master High Avaliable）。Master HA。是一个开源的高可用程序，为MySQL的主从架构提供了故障自动恢复的功能。

一、基本知识介绍

1、MHA定义

Master HA。是一个开源的高可用程序，为MySQL的主从架构提供了故障自动恢复的功能。主从复制期间，当MHA监测到MySQL的Master节点故障时，会自动提升复制集群中的某个Slave节点成为新的Master节点。在切换期间，也会通过从其他节点中获取额外信息来避免数据一致性问题。除此之外，MHA还提供了master节点的在线故障切换功能，可以按照需要来切换Master/Slave节点。

2、MHA结构

MHA中的所有节点主要有两种角色，即：管理节点和数据节点。
管理节点（MHA Manager）：一般单独部署在一台机器上，用来管理多个master和slave集群，而每个master和slave组成的集群称之为一个application。
数据节点（MHA Node）：运行在每一台MySQL服务器上，通过监控具有解析和清理logs功能的脚本来加速节点的故障转移。

3、HMA组件
（1）Manager组件

masterha_check_sh：MHA依赖的ssh环境监测工具
masterha_check_repl：MySQL复制环境监测工具
masterha_manager：MHA服务主程序
masterha_check_status：MHA运行状态探测工具
masterha_master_monitor：MySQL master节点可用性监测工具
masterha_master_switch：master节点切换工具
masterha_conf_host：添加或删除配置的节点
masterha_stop：关闭MHA服务的工具

（2）Node组件

save_binary_logs：保存和赋值master的二进制日志
apply_diff_relay_logs：识别差异的中继日志并应用于其他slave
filter_mysqlbinlog：去除不必要的ROLLBACK事件（MHA已经不再使用这个工具）
purge_relay_logs：清除中继日志（不会阻塞SQL线程）

（3）自定义扩展

secondary_check_script：通过多条网络路由监测master的可用性
master_ip_failover_script：更新application使用的masterip
shutdown_script：强制关闭master节点
report_script：发送报告
init_conf_load_script：加载初始配置参数
master_ip_online_change_script：更新master节点ip地址

二、MHA搭建

1、环境准备
操作系统：CentOS6.9_X86_64
MySQL版本：MySQL5.6.39通用二进制
服务器规划：
主节点Master：192.168.199.104(mysql-master,master)

从节点1：192.168.199.105(mysql-slave01,slave01)
从节点2：192.168.199.106(mysql-slave02,slave02)
管理节点：192.168.199.107(mysql-manager,manager)

2、搭建
（1）配置各个节点的host，在后面使用起来会比较方便，不用每次手写IP

[root@mysql-master ~]# vim /etc/hosts
#添加如下内容：
127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.199.104 mysql-master master
192.168.199.105 mysql-slave01 slave01
192.168.199.106 mysql-slave02 slave02
192.168.199.107 mysql-manager manager

（2）将配置好的host文件复制到其他三个节点上

[root@mysql-master ~]# scp /etc/hosts slave01:/etc/
[root@mysql-master ~]# scp /etc/hosts slave02:/etc/
[root@mysql-master ~]# scp /etc/hosts manager:/etc/

（3）配置主从同步，slave01和slave02为master的从库
开启master的二进制日志

[root@mysql-master ~]# vim /etc/my.cnf
#在[mysqld]下面添加如下内容：
server-id = 104
skip-name-resolve
log_bin=/mysql_data/mysql-bin
log_bin_index=/mysql_data/mysql-bin.index
binlog_format = mixed

在master上查看当前的二进制日志点位置，并创建复制账户

[root@mysql-master ~]# mysql -uroot –proot
#查看当前二进制日志点的位置
mysql> SHOW MASTER STATUS \G
*************************** 1. row ***************************
 File: mysql-bin.000090
 Position: 120
 Binlog_Do_DB: 
 Binlog_Ignore_DB: 
Executed_Gtid_Set: 
1 row in set (0.00 sec)
#创建从库的复制账户
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ,REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'repl'@'192.168.199.%' IDENTIFIED BY 'repl';
#刷新权限
mysql> FLUSH PRIVILEGES;

在slave01上开启二进制日志和中继日志，并配置为master的从库

[root@mysql-slave01 ~]# vim /etc/my.cnf
#在[mysqld]下添加如下内容：
server-id = 105
log_bin = /mysql_data/mysql-bin
log_bin_index = /mysql_data/mysql-bin.index
relay_log = /mysql_data/mysql-relay
relay_log_index = /mysql_data/mysql-relay.index
read_only
relay_log_purge = 0

参数解释：

relay_log_purge:该参数表示不自动清理中继日志，因为MHA需要根据slave的中继日志判断slave同步master的binlog到什么位置了
read_only:表示是只读，MHA需要根据这个参数来识别主从库
bin_log:开启从库的二进制日志，因为在主节点出现故障时，需要将其中某个从库提升为主库，所以需要开启从库的二进制日志

启动slave01节点，并将需要同步的主节点信息指向master节点：

[root@mysql-slave01 ~]# service mysqld restart
[root@mysql-slave01 ~]# mysql -uroot –proot
#使用change master命令将主库指向master节点
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST = '192.168.199.104',MASTER_PORT=3306,MASTER_USER='repl',MASTER_PASSWORD='repl',MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000090',MASTER_LOG_POS=120;
mysql> START SLAVE;
#查看是否同步成功
mysql> SHOW SLAVE STATUS \G
看到如下信息表示同步成功：
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

以同样的方式配置第二台从库，可以直接将slave01上的配置文件直接复制到第二台slave上，然后修改即可。

[root@mysql-slave01 ~]# scp /etc/my.cnf slave02:/etc/
[root@mysql-slave02 ~]# vim /etc/my.cnf
#修改server-id即可：
server-id = 106

修改完成之后，保存退出，并重启mysql，然后配置slave02为master的从库

[root@mysql-slave02 ~]# mysql -uroot –proot
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST = '192.168.199.104',MASTER_PORT=3306,MASTER_USER='repl',MASTER_PASSWORD='repl',MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000090',MASTER_LOG_POS=120;
mysql> START SLAVE;
#查看是否同步成功
mysql> SHOW SLAVE STATUS \G
看到如下信息表示同步成功：
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

（4）创建具有管理权限的用户账号

#在主节点master上创建管理账号，使其可以同步到其他连个从节点，注意：这个管理账号需要能够远程连接MySQL
mysql> GRANT ALL ON *.* TO 'mha'@'192.168.199.%' IDENTIFIED BY 'mha';
mysql> FLUSH PRIVILEGES;

（5）由于MHA架构需要各个节点之间可以进行互信通信，所以需要将各个节点之间配置为无秘钥登录，由于节点比较多，单个生成并复制比较麻烦，可以在主节点上生成秘钥对，然后让每个主机都具有同样的私钥

#在master上生成秘钥对
[root@mysql-master ~]# ssh-keygen -t rsa -P ''
#首先保存到本机的秘钥文件中，使得本机可以无秘钥使用ssh方式登陆本机
[root@mysql-master ~]# cat .ssh/id_rsa.pub >> .ssh/authorized_keys
#使用ssh登陆本机测试，发现可以无密码登陆
[root@mysql-master ~]# ssh 192.168.199.104
#修改authorized_keys文件的权限，只能属主查看，同组用户和其他用户不可查看
[root@mysql-master ~]# chmod go= .ssh/authorized_keys

将秘钥对和私钥文件复制到其他三个节点上，注意：保证其原有的权限

[root@mysql-master ~]# scp -p .ssh/id_rsa .ssh/authorized_keys slave01:/root/.ssh/
[root@mysql-master ~]# scp -p .ssh/id_rsa .ssh/authorized_keys slave02:/root/.ssh/
[root@mysql-master ~]# scp -p .ssh/id_rsa .ssh/authorized_keys manager:/root/.ssh/
#测试无密码登陆，在主节点上执行如下命令，查看slave01节点的ip地址
[root@mysql-master ~]# ssh slave01 'ifconfig eth0'
#能够查看到slave01的ip地址表示无秘钥登陆配置成功，其他俩节点可以自己验证

（6）下载mha4mysql-manager和mha4mysql-node安装包
此处使用的软件包版本如下：

管理节点：mha4mysql-manager-0.56.tar.gz
数据节点：mha4mysql-node-0.56.tar.gz

（7）配置epel，因为mha4mysql有的包是来自于base中，有的包是来自于epel中

[root@mysql-master ~]# rpm –ivh http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/6/x86_64/epel-release-6-8.noarch.rpm

（8）解压，并使用perl命令执行Makefile.PL脚本

[root@mysql-master ~]# tar xf mha4mysql-manager-0.56.tar.gz
[root@mysql-master ~]# cd mha4mysql-manager-0.56
[root@mysql-master mha4mysql-manager-0.56]# perl Makefile.PL

注意：执行Makefile.PL过程中，如果出现类似于如下的错误，则需要安装perl程序所依赖的库文件:

Can't locate ExtUtils/MakeMaker.pm in @INC (@INC contains: inc /usr/local/lib64/perl5 /usr/local/share/perl5 /usr/lib64/perl5/vendor_perl /usr/share/perl5/vendor_perl /usr/lib64/perl5 /usr/share/perl5 .) at inc/Module/Install/Makefile.pm line 4.
BEGIN failed--compilation aborted at inc/Module/Install/Makefile.pm line 4

出现上述错误，则需要安装依赖：

[root@mysql-master ~]# yum install perl-ExtUtils-CBuilder perl-ExtUtils-MakeMaker cpan perl-Time-HiRes perl-DBI perl-DBD-MySQL

（9）确保”perl MakeFile.PL”正确执行之后，使用make命令完成安装。注：可以使用”echo $?”查看上此命令的执行结果来判断上条命令是否正确执行完成。通常0代表正确完成。

[root@mysql-master mha4mysql-manager-0.56]# make
[root@mysql-master mha4mysql-manager-0.56]# make install

（10）master上的manager安装完成之后，按照同样的方式编译安装mha4mysql-node

[root@mysql-manager ~]# tar xf mha4mysql-node-0.56.tar.gz
[root@mysql-manager ~]# cd mha4mysql-node-0.56
[root@mysql-manager mha4mysql-node-0.56]# perl Makefile.PL
#判断Makefile.PL是否正常执行完成
[root@mysql-manager mha4mysql-node-0.56]# echo $?
0
[root@mysql-manager mha4mysql-node-0.56]# make && make install

（11）在其他三台服务器上(master,slave01,slave02)上安装mha4mysql-node

[root@mysql-slave01 ~]# tar mha4mysql-node-0.56.tar.gz
[root@mysql-slave01 ~]# cd mha4mysql-node-0.56
[root@mysql-slave01 mha4mysql-node-0.56]# perl Makefile.PL
[root@mysql-slave01 mha4mysql-node-0.56]# make && make install

其他两个节点安装方式相同，此处略。

（12）安装完成，可以看到在/usr/local/bin下有一些脚本，就是mha4mysql生成的脚本文件

（13）初始化MHA
编辑mha的配置文件，主要有以下两类：
global配置：为各个application提供默认配置
application配置：用来指定有哪些服务器

#创建目录并编辑配置文件
[root@mysql-manager ~]# mkdir -pv /etc/masterha/
[root@mysql-manager ~]# vim /etc/masterha/app01.conf

写入如下内容：

[server default]
user=mha #管理用户的用户名
password=mha #管理用户密码
manager_workdir=/data/masterha/app01 #manager节点的工作目录，用来存放一些二进制日志，不存在会自动创建
manager_log=/data/masterha/app01/manager.log #日志文件位置
remote_workdir=/data/masterha/app01 #远程的每一个节点的工作目录，没有会自动生成
ssh_user=root #需要使用ssh来完成一些管理操作
repl_user=repl #拥有复制权限的用户名
repl_password=repl #拥有复制权限的密码
ping_interval=1 #每隔多长时间监测一次主节点是否在线，心跳信息监测
#其他主机
[server1]
hostname=192.168.199.104
#ssh_port=3306 #如果MySQL没有使用默认端口号，则此处需要指定，使用默认端口不需要指定
candidate_master=1 #表示该节点是否在主节点故障之后参与成为主节点
master_binlog_dir=/mysql_data/ #指定mysql的binlog日志路径
[server2]
hostname=192.168.199.105
candidate_master=1
master_binlog_dir=/mysql_data/
[server3]
hostname=192.168.199.106
#no_master=1 #表示主节点故障之后，该节点不参与成为主节点
master_binlog_dir=/mysql_data/

（14）检查各个节点之间的通信是否正常

[root@mysql-manager ~]# masterha_check_ssh --conf=/etc/masterha/app01.conf

错误1：Can't locate Config/Tiny.pm in @INC (@INC contains:XXX
原因：这种错误是因为缺少依赖包
解决办法：安装提示的依赖包
如下的几个rpm包如果操作系统本身没有自带，需要自己从网上下载，可以从
http://rpmfind.net/ 下载所需要的rpm包。以下的rpm包都是针对CentOS6.9 X86_64的：

perl-Mail-Sender-0.8.16-3.el6.noarch.rpm 
perl-Log-Dispatch-2.26-1.el6.rf.noarch.rpm 
perl-Parallel-ForkManager-0.7.9-1.el6.noarch.rpm
perl-Config-Tiny-2.12-7.1.el6.noarch.rpm

下载完成之后，使用yum命令安装即可，因为其中可能还会依赖其他包。

错误2：master_check_ssh执行中的错误：
Permission denied (publickey,gssapi-keyex,gssapi-with-mic,password).
原因：/root/.ssh/下的文件内容不一样或者文件的权限有问题，我遇到的是文件内容有问题。
解决办法：重新将其他主机上的秘钥对和私钥拷贝一份就正常了。

（15）检查主从复制环境是否正常

[root@mysql-manager ~]# masterha_check_repl --conf=/etc/masterha/app01.conf

错误1：

Sat Jun 2 03:07:26 2018 - [error][/usr/local/share/perl5/MHA/ServerManager.pm, ln301] install_driver(mysql) failed: Can't locate DBD/mysql.pm in @INC (@INC contains: /usr/local/lib64/perl5 /usr/local/share/perl5 /usr/lib64/perl5/vendor_perl /usr/share/perl5/vendor_perl /usr/lib64/perl5 /usr/share/perl5 .) at (eval 27) line 3.
Perhaps the DBD::mysql perl module hasn't been fully installed,
or perhaps the capitalisation of 'mysql' isn't right.

原因：缺少perl-DBD-MySQL依赖库
解决办法：

[root@mysql-manager ~]# yum install -y perl-DBD-MySQL*

错误2：

Sat Jun 2 03:11:06 2018 - [error][/usr/local/share/perl5/MHA/ServerManager.pm, ln188] There is no alive server. We can't do failover

错误3：

Failed to save binary log: Binlog not found from /var/lib/mysql,/var/log/mysql! If you got this error at MHA Manager, please set "master_binlog_dir=/path/to/binlog_directory_of_the_master

原因：mysql的binlog日志目录没有在默认的/var/log/mysql下，而是在其他地方，导致目录找不到。
解决办法：在manager节点的配置文件中每个节点下制定二进制日志的目录路径。

[server1]
hostname=192.168.199.105
candidate_master=1
master_binlog_dir=/mysql_data/ #指定二进制日志文件目录

错误4：

Can't exec "mysqlbinlog": No such file or directory at /usr/local/share/perl5/MHA/BinlogManager.pm line 106.
mysqlbinlog version command failed with rc 1:0, please verify PATH, LD_LIBRARY_PATH, and client options

原因：使用ssh连接之后找不到mysqlbinlog命令
解决办法：将/usr/local/mysql-5.6.39/目录连接到/usr/bin下

[root@mysql-master ~]# ln –s /usr/local/mysql-5.6.39/bin /usr/bin
[root@mysql-slave01 ~]# ln –s /usr/local/mysql-5.6.39/bin /usr/bin
[root@mysql-slave02 ~]# ln –s /usr/local/mysql-5.6.39/bin /usr/bin

（16）启动MHA

#前台启动，日志会直接打印在控制台上
[root@mysql-manager app01]# masterha_manager --conf=/etc/masterha/app01.conf
#后台启动
[root@mysql-manager app01]# nohup masterha_manager --conf=/etc/masterha/app01.conf &

（17）验证高可用故障自动转移

#停止master节点的mysqld服务
[root@mysql-master ~]# killall mysqld mysqld_safe

#查看原来的两个slave节点信息，发现已经有slave01被提升为master了
mysql> SHOW SLAVE STATUS \G
*************************** 1. row ***************************
 Slave_IO_State: Waiting for master to send event
 Master_Host: 192.168.199.105
 Master_User: repl
 ...
#查看slave01的read_only属性，发现已经被修改为OFF了
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'read_only';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| read_only | OFF |
+---------------+-------+

注意：当某一个master故障之后，从库提升为主库，原来的manager节点上的manager服务会自动退出。需要手动重启。
（18）故障的服务器再次恢复时，需要使用”CHANGE MASTER”命令手动将其加入到从节点中
（19）manager节点启动之后，可以使用masterha_check_status命令查看当前的主节点状态信息

[root@mysql-manager ~]# masterha_check_status --conf=/etc/masterha/app01.conf 
 app01 (pid:20582) is running(0:PING_OK), master:192.168.199.105

MHA的其他用法，如在线主从切换等，可以自行参考官方文档，此处不再介绍。另外还有MHA的manager节点的自动重启功能，报警功能，故障主机彻底摘除功能等可以通过shell脚本实现，后面有时间会继续介绍。

至此，MySQL的MHA高可用基本功能搭建完成。整个过程中有无数的坑，可能读者在搭建过程中，还会遇到其他的深坑，最好能够硬着头皮一个一个去解决！篇幅较长，所有内容都是经过验证一个字一个字敲上去的，但也难免有笔误，如有错误，欢迎在下方评论指出！

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