MHA架构介绍

MHA是Master High Availability的缩写，它是目前MySQL高可用方面的一个相对成熟的解决方案，其核心是使用perl语言编写的一组脚本，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。在MySQL故障切换过程中，MHA能做到在0~30秒之内自动完成数据库的故障切换操作，并且能在最大程度上保证数据的一致性，以达到真正意义上的高可用。

基于MHA的架构不像MMM那样需要搭建主主复制，只需要搭建基本的主从复制架构即可。因为MHA在主库挂掉时，是在多个从库中选取出一个从库作为新的主库。MHA集群中的各节点彼此之间均需要基于ssh互信通信，以实现远程控制及数据管理功能。

MHA提供了什么功能：

可以监控Master节点是否可用

当Master不可用时，能在多个Slave中选举出新的Master

提供了主从切换和故障转移功能，MHA会尝试在宕机的Master上保存binlog，在最大程度上保证事务不丢失。但如果是Master所在的服务器已经无法访问，或硬件层面出现了问题，则无法成功保存binlog

MHA可以与半同步复制结合，避免从库之间出现数据不一致的情况

支持MySQL基于GTID和基于日志点的两种复制方式

MHA故障转移过程：

尝试使用ssh登录到宕机崩溃的Master节点上保存二进制日志事件（binlog events）;

从多个Slave中识别含有最新更新的Slave，将其作为备选的Master；

然后基于该Slave同步差异的中继日志（relaylog）到其他的Slave上；

接着同步从原Master上保存的二进制日志事件（binlog events）；

将备选的Master提升为新的Master；

使其他的Slave连接新的Master进行复制；

在新的Master启动vip地址，保证前端请求可以发送到新的Master。

MHA的架构图如下：

动手搭建MHA架构

本文中所使用的机器说明：

环境版本说明：

操作系统版本：CentOS 7

MySQL版本：5.7

MHA版本：0.58

修改主机名

分别在三台主机上修改IP主机名：

vim /etc/hosts

添加如下配置：

i

关闭防火墙

每个主机上都需要进行操作：

systemctl stop iptables 
systemctl stop firewalld 
systemctl disable firewalld.service

配置主机间SSH信任，实现免密登录

分别在每台主机上创建密钥对：

ssh-keygen -t dsa -P '' -f ~/.ssh/id_dsa >/dev/null 2>&1

将公钥分别发送到其他主机上

ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_dsa.pub root@master
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_dsa.pub root@slave-01
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_dsa.pub root@slave-02

验证免密登录是否成功：

ssh master 
ssh slave-01 
ssh slave-02

如果不用输入密码就能登录，则证明配置成功。

MYSQL主从复制搭建

安装文件准备

需要分别将MYSQL安装包
mysql-5.7.28-1.el7.x86_64.rpm-bundle.tar和MHA node安装包
mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm上传到三台主机上，

并且将MHA manager安装包
mha4mysql-manager-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm上传到slave-02上。

卸载已有数据库

某些centos主机自带了mariadb数据库，因此需要先卸载再安装。

查看自带的mariadb数据库：

rpm -qa|grep mariadb

卸载自带的mariadb数据库：

rpm -e mariadb-libs-5.5.60-1.el7_5.x86_64

如果之前有安装过其他版本的MYSQL，也可以通过上面的命令进行卸载。

安装MYSQL

分别在主库、从库上进行以下操作：

解压MYSQL安装文件：

tar -xvf mysql-5.7.28-1.el7.x86_64.rpm-bundle.tar

安装common模块：

rpm -ivh mysql-community-common-5.7.28-1.el7.x86_64.rpm

安装libs模块：

rpm -ivh mysql-community-libs-5.7.28-1.el7.x86_64.rpm

安装libs补丁包：

rpm -ivh mysql-community-libs-compat-5.7.28-1.el7.x86_64.rpm

安装mysql client端：

rpm -ivh mysql-community-client-5.7.28-1.el7.x86_64.rpm

安装mysql server端：

rpm -ivh mysql-community-server-5.7.28-1.el7.x86_64.rpm

安装devel（可选）：

rpm -ivh mysql-community-devel-5.7.28-1.el7.x86_64.rpm

初始化MYSQL：

mysqld --initialize --user=mysql

查看mysql默认生成的密码：

cat /var/log/mysqld.log

找到日志最后生成的默认登录密码，并记下，下面登录需要使用。

将mysql服务做成系统服务并启动：

systemctl start mysqld.service

登录MYSQL（输入上面在日志文件中找到的默认密码）：

mysql -uroot -p

登录成功后，修改root账号密码：

set password=password('Unicloud.1');

退出后，使用root账号的新密码重新登录MYSQL

配置主从节点的配置文件

1、在所有主从节点上使用如下语句创建用于主从复制的MySQL用户，因为每个从库都有可能会被选举为主库，所以都需要拥有用于复制的用户：

create user 'root'@'%' identified with mysql_native_password by 'Unicloud.1';
grant replication slave on *.* to 'root'@'%';
flush privileges;

2、然后修改master节点上的MySQL配置文件：

[root@master ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
# 设置当前节点的id
server_id=101
# 开启binlog，并指定binlog文件的名称
log_bin=mysql_bin
# 开启relay_log，并指定relay_log文件的名称
relay_log=relay_bin
# 将relaylog的同步内容记录到binlog中
log_slave_updates=on
# 开启GTID复制模式
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=1

3、在slave-01的配置文件中也是添加一样配置，只不过server_id不一样：

[root@slave-01 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server_id=102
log_bin=mysql_bin
relay_log=relay_bin
log_slave_updates=on
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=1

4、接着是配置slave-02：

[root@slave-02 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
server_id=103
log_bin=mysql_bin
relay_log=relay_bin
log_slave_updates=on
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=1

完成以上配置文件的修改后，分别重启这三个节点上的MySQL服务：

systemctl restart mysqld.service

[root@master ~]# systemctl restart mysqld
[root@slave-01 ~]# systemctl restart mysqld
[root@slave-02 ~]# systemctl restart mysqld

配置主从关系

进入slave-01节点的MySQL命令行终端，分别执行如下语句来配置主从复制链路：

-- 停止主从同步
mysql> stop slave;
-- 配置master节点的连接信息
mysql> change master to master_host='10.7.6.10', master_port=3306, master_user='root', master_password='Unicloud.1', master_auto_position=1;
-- 启动主从同步
mysql> start slave;  

配置完主从复制链路后，查看主从同步状态

mysql> show slave status\G;

看到数据显示（Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running的值均为Yes才能表示主从同步状态是正常的）：

同样的步骤，进入slave-02节点的MySQL命令行终端，分别执行如下语句来配置主从复制链路：

-- 停止主从同步
mysql> stop slave;
-- 配置master节点的连接信息
mysql> change master to master_host='10.7.6.10', master_port=3306, master_user='root', master_password='Unicloud.1', master_auto_position=1;
-- 启动主从同步
mysql> start slave;  

配置完主从复制链路后，查看主从同步状态

mysql> show slave status\G;

看到数据显示（Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running的值均为Yes才能表示主从同步状态是正常的）：

安装MHA软件包

1、首先在所有的节点上安装mha4mysql-node软件包

在安装该rpm包之前需要先安装perl相关依赖：

[root@master ~]# yum -y install epel-release
[root@master ~]# yum -y install perl-DBD-MySQL perl-DBI ncftp

现在就可以安装mha4mysql-node了，命令如下：

[root@master ~]# rpm -ivh mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm

另外的两个Slave节点按如上步骤安装即可，这里就不重复演示了

2、接着是在监控节点manager上安装mha4mysql-manager软件包:

同样，在安装该rpm包之前需要先安装perl相关依赖：

[root@manager ~]# yum -y install epel-release
[root@manager ~]# yum -y install perl-Config-Tiny perl-Time-HiRes perl-Parallel-ForkManager perl-Log-Dispatch perl-DBD-MySQL ncftp

然后安装mha4mysql-manager包，命令如下：

[root@manager ~]# rpm -ivh mha4mysql-manager-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm

配置MHA管理节点

1、创建MHA的配置文件存放目录和工作目录：

[root@manager ~]# mkdir /etc/mha
[root@manager ~]# mkdir /home/mysql_mha

2、创建MHA的配置文件，并添加如下内容：

[root@manager ~]# vim /etc/mha/mysql_mha.cnf
[server default]
# mha用于访问数据库的账户和密码
user=mha
password=Unicloud.1
# 指定mha的工作目录
manager_workdir=/home/mysql_mha
# mha日志文件的存放路径
manager_log=/home/mysql_mha/manager.log
# 指定mha在远程节点上的工作目录
remote_workdir=/home/mysql_mha
# 可以使用ssh登录的用户
ssh_user=root
# 用于主从复制的MySQL用户和密码
repl_user=root
repl_password=Unicloud.1
# 指定间隔多少秒检测一次
ping_interval=1
# 指定master节点存放binlog日志文件的目录
master_binlog_dir=/var/lib/mysql
# 指定一个脚本，该脚本实现了在主从切换之后，将虚拟IP漂移到新的Master上
master_ip_failover_script=/usr/bin/master_ip_failover
# 指定用于二次检查节点状态的脚本
secondary_check_script=/usr/bin/masterha_secondary_check -s 10.7.6.10 -s 10.7.6.11 -s 10.7.6.9

# 配置集群中的节点信息
[server1]
hostname=10.7.6.10
# 指定该节点可以参与Master选举
candidate_master=1

[server2]
hostname=10.7.6.11
candidate_master=1

[server3]
hostname=10.7.6.9
# 指定该节点不能参与Master选举
no_master=1

3、编写配置文件中所配置的master_ip_failover脚本，该脚本是根据MHA的官方示例修改的，MHA默认并没有提供。需要注意脚本中的几处地方需要根据实际情况进行修改，已用注释标明：

[root@manager ~]# vim /usr/bin/master_ip_failover
#!/usr/bin/env perl

use strict;
use warnings FATAL => 'all';

use Getopt::Long;

my (
    $command, $orig_master_host, $orig_master_ip,$ssh_user,
    $orig_master_port, $new_master_host, $new_master_ip,$new_master_port,
    $orig_master_ssh_port,$new_master_ssh_port,$new_master_user,$new_master_password
);

# 这里定义的虚拟IP可以根据实际情况进行修改
my $vip = '10.7.6.200/25';
my $key = '1';
# 这里的网卡名称 “eth0” 需要根据你机器的网卡名称进行修改
my $ssh_start_vip = "sudo /sbin/ifconfig eth0:$key $vip";
my $ssh_stop_vip = "sudo /sbin/ifconfig eth0:$key down";
my $ssh_Bcast_arp= "sudo /sbin/arping -I bond0 -c 3 -A $vip";

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,
    'orig_master_ssh_port=i' => \$orig_master_ssh_port,
    'new_master_host=s'  => \$new_master_host,
    'new_master_ip=s'    => \$new_master_ip,
    'new_master_port=i'  => \$new_master_port,
    'new_master_ssh_port' => \$new_master_ssh_port,
    'new_master_user' => \$new_master_user,
    'new_master_password' => \$new_master_password

);

exit &main();

sub main {
    $ssh_user = defined $ssh_user ? $ssh_user : 'root';
    print "\n\nIN SCRIPT TEST====$ssh_user|$ssh_stop_vip==$ssh_user|$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();
	    &start_arp();
            $exit_code = 0;
        };
        if ($@) {
            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() {
    `ssh $ssh_user\@$orig_master_host \" $ssh_stop_vip \"`;
}

sub start_arp() {
    `ssh $ssh_user\@$new_master_host \" $ssh_Bcast_arp \"`;
}
sub usage {
    print
    "Usage: master_ip_failover --command=start|stop|stopssh|status --ssh_user=user --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";
}

还需要给该脚本添加可执行权限，否则MHA是无法调用的：

[root@manager ~]# chmod a+x /usr/bin/master_ip_failover

4、根据配置文件中remote_workdir的配置，需在其他节点上创建MHA的远程工作目录：

[root@master ~]# mkdir /home/mysql_mha
[root@slave-01 ~]# mkdir /home/mysql_mha
[root@slave-02 ~]# mkdir /home/mysql_mha

5、在配置文件中指定了让manager使用mha这个用户来访问数据库节点，所以需要在master节点上创建mha用户：

create user 'mha'@'%' identified with mysql_native_password by 'Unicloud.1';
grant all privileges on *.* to 'mha'@'%';
flush privileges;

6、完成以上所有步骤后，在manager节点上使用masterha_check_ssh和masterha_check_repl对配置进行检查，其中masterha_check_ssh用于检查ssh登录是否正常，而masterha_check_repl则用于检查主从节点的复制链路是否正常：

[root@ELK-3 ~]# masterha_check_ssh --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf
[root@ELK-3 ~]# masterha_check_repl --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf

执行结果如下：

7、以上检测都通过后，就可以启动MHA服务了。启动命令如下：

[root@ELK-3 ~]# nohup masterha_manager --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf &

启动完成后，可以使用ps命令查看masterha_manager进程是否存在，如下存在则代表启动成功：

[root@ELK-3 ~]# ps aux |grep masterha_manager

8、最后我们需要到master节点上，手动去配置虚拟IP。因为MHA只会在主从切换时漂移虚拟IP到新的Master节点，而不会在第一次启动时主动去设置Master的虚拟IP，所以我们需要手动设置。设置虚拟IP的命令如下：

[root@ELK-1 ~]# ifconfig eth0:1 10.7.6.200 netmask 255.255.255.0 up

设置成功后，使用ip addr命令可以看到网卡上绑定的虚拟IP：

测试MHA服务

到此为止，我们就已经完成了MHA高可用架构的搭建，接下来我们对其进行一些简单的测试。例如，测试下是否能正常ping通虚拟IP，毕竟应用端访问数据库时连接的是虚拟IP，所以首先得确保虚拟IP是能够被访问的。如下：

能ping通之后，使用Navicat等远程连接工具测试下能否正常通过虚拟IP连接上数据库：

确定了虚拟IP能正常访问后，接着测试MHA是否能够正常进行主从切换，首先将master节点上的MySQL服务给停掉，模拟Master宕机：

正常情况下，此时master节点上的网卡就不会再绑定该虚拟IP：

而是会被MHA漂移到slave-01节点的网卡上，因为此时该Slave就是新的Master：

接着进入slave-02节点上的MySQL命令行终端，确认下该Slave是否已经正常与新的Master进行同步。之前我们配置slave-02的主库是master，现在将master停掉后，可以看到slave-02的Master_Host已经被MHA切换成了slave-01的IP：

经过以上测试后，可以看到我们搭建的MHA架构是能够正常运行的，已经使得Replication集群拥有了基本的高可用能力，即便Master下线后也能正常从Slave中选举新的Master并进行切换，也正确建立了其他Slave与新Master的复制链路。

解决数据库没有权限

mysql> grant all privileges on *.* to 'root'@'%';

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

mysql> flush privileges;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MHA架构优缺点

优点：

使用Perl脚本语言开发并且完全开源，开发者可以根据自己的需求进行二次开发

能够支持基于GTID和基于日志点的复制模式

MHA在进行故障转移时更不易产生数据丢失

在一个监控节点上可以监控多个Replication集群

缺点：

MHA默认不提供虚拟IP功能，需要自行编写脚本或利用第三方工具来实现虚拟IP的配置

MHA启动后只会对Master进行监控，不会对Slave进行监控，也无法监控复制链路的情况

集群环境需要能够通过ssh免密登录，存在一定的安全隐患

MHA没有提供对Slave的读负载均衡功能，需要通过第三方工具来实现