MySQL MHA部署与测试-上篇

作者：AshesCat

1、介绍

1.1 简介

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DeNA公司的youshimaton（现就职于Facebook公司）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

1.2 主要特性

MHA的主要特征：

从master的监控到故障转移全部都能自动完成，故障转移也可以手动执行
可在秒级单位内实现故障转移
可将任意slave提升到master
具备在多个点上调用外部脚本（扩展）的技能，可以用在电源OFF或者IP地址的故障转移上
安装和卸载不用停止当前的mysql进程
MHA自身不会增加服务器负担，不会降低性能，不用追加服务器
不依赖Storage Engine
不依赖二进制文件的格式（不论是statement模式还是Row模式）
针对OS挂掉的故障转移，检测系统是否挂掉需要10秒，故障转移仅需4秒

1.3 组成结构

manager 组件
masterha_manger             # 启动MHA 
masterha_check_ssh      	  # 检查MHA的SSH配置状况 
masterha_check_repl         # 检查MySQL复制状况，配置信息
masterha_master_monitor     # 检测master是否宕机 
masterha_check_status       # 检测当前MHA运行状态 
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

node 组件
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
purge_relay_logs            # 清除中继日志（不会阻塞SQL线程）

2、MHA部署

2.1 环境准备

2.1.1 拓扑

2.1.2 环境准备

需准备Linux环境Mysql1主2从环境，本次部署具体使用软件版本情况如下
操作系统：Linux CentOS 7.6
数据库：MySQL 8.0.20
MHA：mha4mysql-0.58

2.2 环境部署

2.2.1 安装操作系统

操作系统版本：Linux CentOS 7.6

主机名及ip：

db1：192.168.10.51，db2：192.168.10.52，db3：192.168.10.53

2.2.2 安装数据库

分别在三台服务器安装MySQL 8.0.20数据库
配置文件如下：

[mysqld]
user=mysql
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/data/3306/data
socket=/tmp/mysql.sock

gtid-mode=on                        # gtid开关
enforce-gtid-consistency=true       # 强制GTID一致
log-slave-updates=1                 # 从库强制更新binlog日志

log_bin = mysql-bin
binlog_format = mixed
expire_logs_days = 15
log-error=/data/3306/data/mysql_error.log
server-id = 51     # server-id 三台不同 ，db2为52，db3为53
default_authentication_plugin=mysql_native_password   #修改密码加密方式

[mysql]
socket=/tmp/mysql.sock

2.2.3 搭建主从环境

搭建主从环境，确认1主2从运行正常

2.3 MHA部署

2.3.1 节点互信

db01

rm -rf /root/.ssh 
ssh-keygen
ssh-copy-id 192.168.10.51
ssh-copy-id 192.168.10.52
ssh-copy-id 192.168.10.53

db02

ssh-keygen
ssh-copy-id 192.168.10.51
ssh-copy-id 192.168.10.52
ssh-copy-id 192.168.10.53

db03

ssh-keygen
ssh-copy-id 192.168.10.51
ssh-copy-id 192.168.10.52
ssh-copy-id 192.168.10.53

2.3.2 下载软件

mkdir -p /data/tools/ && cd /data/tools
wget https://qiniu.wsfnk.com/mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm --no-check-certificate
wget https://qiniu.wsfnk.com/mha4mysql-manager-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm --no-check-certificate

2.3.3 创建软连接

ln -s /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog  /usr/bin/mysqlbinlog
ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql          /usr/bin/mysql

2.3.4 安装软件

安装node软件（mha的manager软件是依赖于node软件运行的，所以需要先安装node端）
db1-db3

yum install perl-DBD-MySQL -y
rpm -ivh mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm

安装manager
db3

yum install -y perl-Config-Tiny epel-release perl-Log-Dispatch perl-Parallel-ForkManager perl-Time-HiRes
yum install -y mha4mysql-manager-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm

2.3.5 创建用户

在db1主库中创建mha用户，此用户用于mha用来确认各节点存活状态、binlog_server拉去binlog日志。
(mysql 8.0之后版本需要单独创建用户后授权。注意密码加密方式)

create user mha@'192.168.10.%' identified by 'mha';
grant all privileges on *.* to mha@'192.168.10.%';

2.3.6 创建相关目录

db3

#创建配置文件目录
 mkdir -p /etc/mha
#创建日志目录
 mkdir -p /var/log/mha/app1

2.3.7 manager配置文件

db3

cat > /etc/mha/app1.cnf <<EOF
[server default]
manager_log=/var/log/mha/app1/manager              # MHA的工作日志设置
manager_workdir=/var/log/mha/app1                  # MHA工作目录        
master_binlog_dir=/data/3306/data                  # 主库的binlog目录
user=mha                                           # 监控用户                      
password=mha                                       # 监控密码
ping_interval=2                                    # 心跳检测的间隔时间
repl_password=123                                  # 复制用户
repl_user=rep                                      # 复制密码
ssh_user=root                                      # ssh互信的用户

[server1]                                          # 节点信息....
hostname=192.16.10.51
port=3306  

[server2]            
hostname=192.168.10.52
port=3306
candidate_master=1                                 # 被选主

[server3]
no_master=1                                        # 不参与选主
hostname=192.168.10.53
port=3306
EOF

2.3.8 检查状态

db3

# 检查ssl互通情况
[root@db3 ~]# vim /etc/mha/app1.cnf 
[root@db3 ~]# masterha_check_ssh   --conf=/etc/mha/app1.cnf 
...
Tue Jun  1 17:01:47 2021 - [info] All SSH connection tests passed successfully.


# 检查 mha配置文件
[root@db3 ~]# masterha_check_repl  --conf=/etc/mha/app1.cnf
...
MySQL Replication Health is NOT OK!

2.3.9 启动manager服务

db03

[root@db3 ~]# nohup masterha_manager --conf=/etc/mha/app1.cnf --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover  < /dev/null> /var/log/mha/app1/manager.log 2>&1 &
[1] 4406

--conf=/etc/mha/app1.cnf    # 指定配置文件
--remove_dead_master_conf   # 剔除已经死亡的节点
--ignore_last_failover      # 默认不能短时间(8小时)多次切换，此参数跳过检查

2.3.10 查看mha运行状态

[root@db3 ~]# masterha_check_status --conf=/etc/mha/app1.cnf
app1 (pid:4406) is running(0:PING_OK), master:192.168.10.51

3、vip、故障提醒、binlog_server

master_ip_failover  # vip故障转移脚本
send_report         # 故障提醒脚本

3.1 vip 功能部署

vip（eth0:1）网卡日常绑定在主库的网卡上，如主库出现错误导致mha重新选主，也会跟随移动到新主库的网卡上。所以要求各mha节点网卡名称一致
vip网段要求与各节点均在同一网段内
vip实现脚本是根据源码perl脚本重新编写master_ip_failover

3.1.1 准备脚本

#!/usr/bin/env perl

use 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
);

my $vip = '192.168.10.49/24';
my $key = '1';
my $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig eth0:$key $vip";
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig eth0:$key down";
my $ssh_Bcast_arp= "/sbin/arping -I eth0 -c 3 -A 192.168.10.49";

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 ( $command eq "stop" || $command eq "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 ( $command eq "start" ) {

        my $exit_code = 10;
        eval {
            print "Enabling the VIP - $vip on the new master - $new_master_host \n";
            &start_vip();
            $exit_code = 0;
        };
        if ($@) {
            warn $@;
            exit $exit_code;
        }
        exit $exit_code;
    }
    elsif ( $command eq "status" ) {
        print "Checking the Status of the script.. OK \n";
        exit 0;
    }
    else {
        &usage();
        exit 1;
    }
}

sub start_vip() {
    `ssh $ssh_user\@$new_master_host \" $ssh_start_vip \"`;
}
sub stop_vip() {
     return 0  unless  ($ssh_user);
    `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";
}

3.1.2 修改脚本

脚本中以下部分按照要求修改

vim  /usr/local/bin/master_ip_failover

my $vip = '192.168.10.49/24';      # vip网段，与各节点服务器网段一致。
my $key = '1';                     # 虚拟网卡eth0:1 的 1
my $ssh_start_vip = "/sbin/ifconfig eth0:$key $vip";  # 网卡按照实际网卡名称填写
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ifconfig eth0:$key down";   # 网卡按照实际网卡名称填写
my $ssh_Bcast_arp= "/sbin/arping -I eth0 -c 3 -A 192.168.10.49"; # 重新声明mac地址，arp

3.1.3 上传脚本并授权

\cp -a * /usr/local/bin    # 上传脚本文件到/usr/local/bin 
chmod +x /usr/local/bin/*  # 给脚本增加执行权限 
dos2unix /usr/local/bin/*  # 处理脚本中的中文字符

3.1.4 修改manager配置文件

在配置文件中增加vip故障转移部分

vim /etc/mha/app1.cnf 
master_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failover

3.1.5 重启mha

masterha_stop  --conf=/etc/mha/app1.cnf 
nohup masterha_manager --conf=/etc/mha/app1.cnf --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover  < /dev/null> /var/log/mha/app1/manager.log 2>&1 &

3.1.6 在主库db1增加vip

ifconfig eth0:1 192.168.10.49/24

3.2 故障提醒功能部署

3.2.1 准备脚本

#!/usr/bin/perl

use strict;
use warnings FATAL => 'all';
use Mail::Sender;
use Getopt::Long;
 
#new_master_host and new_slave_hosts are set only when recovering master succeeded
my ( $dead_master_host, $new_master_host, $new_slave_hosts, $subject, $body );
my $smtp='smtp.qq.com';
my $mail_from='xxxxxx@qq.com';
my $mail_user='xxxxx';
my $mail_pass='xxxxxx';
#my $mail_to=['to1@qq.com','to2@qq.com'];
my $mail_to='xxxxxx@qq.com';
 
GetOptions(
  'orig_master_host=s' => \$dead_master_host,
  'new_master_host=s'  => \$new_master_host,
  'new_slave_hosts=s'  => \$new_slave_hosts,
  'subject=s'          => \$subject,
  'body=s'             => \$body,
);
 
# Do whatever you want here
mailToContacts($smtp,$mail_from,$mail_user,$mail_pass,$mail_to,$subject,$body);
 
sub mailToContacts {
	my ($smtp, $mail_from, $mail_user, $mail_pass, $mail_to, $subject, $msg ) = @_;
	open my $DEBUG, ">/tmp/mail.log"
		or die "Can't open the debug	file:$!\n";
	my $sender = new Mail::Sender {
		ctype		=> 'text/plain;charset=utf-8',
		encoding	=> 'utf-8',
		smtp		=> $smtp,
		from		=> $mail_from,
		auth		=> 'LOGIN',
		TLS_allowed	=> '0',
		authid		=> $mail_user,
		authpwd		=> $mail_pass,
		to		=> $mail_to,
		subject		=> $subject,
		debug		=> $DEBUG
	};
	$sender->MailMsg(
		{
			msg => $msg,
			debug => $DEBUG
		}
	) or print $Mail::Sender::Error;
	return 1;
}
 
exit 0;

修改以下部分为个人邮箱内容

#new_master_host and new_slave_hosts are set only when recovering master succeeded
my ( $dead_master_host, $new_master_host, $new_slave_hosts, $subject, $body );
my $smtp='smtp.qq.com';                   # 发件服务器
my $mail_from='xxxxxx@qq.com';            # 发件地址
my $mail_user='xxxxx';                    # 发件用户名
my $mail_pass='xxxxxx';                   # 发件邮箱密码
my $mail_to='xxxxxx@qq.com';              # 收件地址

#my $mail_to=['to1@qq.com','to2@qq.com']; # 可设置收件邮箱群组

3.2.2 修改manager配置文件

vim /etc/mha/app1.cnf 
# 添加一行： 
report_script=/usr/local/bin/send_report

3.2.3 重启mha

masterha_stop  --conf=/etc/mha/app1.cnf 
nohup masterha_manager --conf=/etc/mha/app1.cnf --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover  < /dev/null> /var/log/mha/app1/manager.log 2>&1 &

3.3 binlog_server搭建

binlog_server功能主要是实时拉去主库binlog进行存储，如果主库出现宕机，mha切换主从时，通过binlog_server服务器拿取bin_log日志对新主库进行数据补偿，实现日志补偿冗余

3.3.1 创建相关目录

mkdir -p /data/binlog_server/   # binlog_server存储目录
chown -R mysql.mysql /data/*    # 授权

3.3.2 开启binlog_server服务

cd  /data/binlog_server/     # 进入binlog_server存储目录
mysql -e "show slave status \G"|grep "Master_Log"  # 确认当前slave的io进程拉取的日志量

## 启动binlog日志拉取守护进程
mysqlbinlog  -R --host=192.168.10.51 --user=mha --password=mha --raw  --stop-never mysql-bin.000004 &      # 注意：拉取日志的起点,需要按照目前从库的已经获取到的二进制日志点为起点

3.3.3 修改manager配置文件

增加以下内容

vim /etc/mha/app1.cnf 
[binlog1]
no_master=1
hostname=192.168.10.53
master_binlog_dir=/data/binlog_server/

3.3.4 重启mha

masterha_stop  --conf=/etc/mha/app1.cnf 
nohup masterha_manager --conf=/etc/mha/app1.cnf --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover  < /dev/null> /var/log/mha/app1/manager.log 2>&1 &

4、MHA工作原理介绍

4.1 主要工作流程介绍

1、启动MHA-manager

nohup masterha_manager --conf=/etc/mha/app1.cnf --remove_dead_master_conf --ignore_last_failover  < /dev/null> /var/log/mha/app1/manager.log 2>&1 &

2、监控

/usr/bin/masterha_master_monitor # 每隔ping_interval秒探测1次，连续4次还没有，说明主库宕机。

3、选主
根据各项参数选择新主
4、数据补偿
对新主的数据差异进行补偿。
5、切换
所有从库解除主从身份。stop slave ; reset slave;
重构新的主从关系。change master to
6、迁移vip
将vip网卡（eth0:1）绑定至新主服务器。
7、故障提醒
发送故障提醒邮件
8、额外数据补偿
根据binlog_server 服务器进行额外数据补偿
9、剔除故障节点
将故障的主服务器剔除mha环境（配置文件删除）
10、manager程序“自杀

4.2 mha选主策略

4.2.1 选主依据

1、日志量latest

选取获取binlog最多的slave节点，为latest节点

[root@db3 ~]# mysql -uroot -p123456 -e "show slave status\G" |grep Master_Log
          Master_Log_File: mysql-bin.000005
          Read_Master_Log_Pos: 196
          Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000005
          Exec_Master_Log_Pos: 196

2、备选主pref
manager配置文件中指定了candidate_master=1参数

[server2]            
hostname=192.168.10.52
port=3306
candidate_master=1     # 备选主

3、不被选主
配置文件中设置no_master=1

[server3]
no_master=1    # 不被选
hostname=192.168.10.53
port=3306

二进制日志没开log_bin
如果从库落后主库100M的日志量（可以关闭） check_slave_delay

4.2.2 节点数组

alive	存活
latest	日志最新
perf	被选
bad	不选

4.2.3 选主判断

从上至下按条件依次筛选，上条不符合才会选择下一条
1、没有pref和bad，就选latest第一个（根据配置文件server1-2-3）
2、即是latest又是perf，又不是bad
3、perf和latest，都不是bad，选perf
4、第3条也可能选latest，如perf差100M以上binlog
5、如果以上条件都不满足，且只有一个salve可选，则选择此slave
6、没有符合的slave，则选主失败，failover失败

4.3 数据补偿

4.3.1 原主库ssh可连接

各个从节点调用： save_binary_logs脚本，立即保存缺失部分的binlog到各自节点/var/tmp目录

4.3.2 原主库ssh不能连接

从节点调用apply_diff_relay_logs，进行relay-log日志差异补偿

4.3.3 额外数据补偿(主库日志冗余机制)

binlog_server实现数据补偿

山山仙人博客