MySQL高可用搭建方案MHA

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架构图

本次实验所用机器说明

操作系统： CentOS Stream 9

数据库版本：MySQL8.0.36

MHA版本：0.58

名称	角色	IP
manger	集群管理节点	192.168.0.110
master	主库	192.168.0.104
slave1	从库	192.168.0.103
slave2	从库	192.168.0.102

本次实验的前提是建立在已经搭建好主从复制集群的前提下，MySQL的主从复制可以参考这篇文章：MySQL5.7.43 GTID主从复制配置

但是在使用MySQL8.0.36配置主从复制的时候和MySQL5.7.43有些地方不同需要注意

等主从复制集群搭建好后就可以开始按下面的步骤开始本次实验了

配置ssh免密登陆

生成密钥

ssh-keygen

生成密钥和公钥后就可以在/root/.ssh/下面看到，当然这是默认的路径

将密钥拷贝到其他服务器上

ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa root@192.168.0.104
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa root@192.168.0.103
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa root@192.168.0.102

然后到集群中其他节点上进行同样的操作，由于是重复的操作这里就不演示了，最后测试能否免密登陆即可

安装MHA软件包

MHA下载地址

mha4mysql-manager-0.58.tar.gz：

wget https://github.com/yoshinorim/mha4mysql-manager/releases/download/v0.58/mha4mysql-manager-0.58.tar.gz

mha4mysql-node-0.58.tar.gz：

wget https://github.com/yoshinorim/mha4mysql-node/releases/download/v0.58/mha4mysql-node-0.58.tar.gz

在manager上安装mha4mysql-manager软件包


#下载依赖包
yum install -y perl-DBD-MySQL \
perl-Config-Tiny \
perl-Log-Dispatch \
perl-Parallel-ForkManager \
perl-ExtUtils-CBuilder \
perl-ExtUtils-MakeMaker \
perl-CPAN#进入安装目录
cd mha4mysql-manager-0.58#编译安装
perl Makefile.PL
make && make install

在所有节点上安装mha4mysql-node软件包

#下载依赖包
yum install -y perl-DBD-MySQL \
perl-Config-Tiny \
perl-Log-Dispatch \
perl-Parallel-ForkManager \
perl-ExtUtils-CBuilder \
perl-ExtUtils-MakeMaker \
perl-CPAN#进入安装目录
cd mha4mysql-node-0.58#编译安装
perl Makefile.PL
make && make install

关于执行perl Makefile.PL报错解决方法参考文章

Can't locate IPC/Cmd.pm in @INC (you may need to install the IPC::Cmd module

https://blog.51cto.com/u_16175492/6651879

这里模块的安装可能很慢请nai'xi

配置manger节点

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

创建MHA的配置文件，并添加如下内容

这个组件secondary_check_script在安装的时候路径可能在/usr/bin/下面，需要移动到/usr/local/bin/下面，或者在下面的配置文件中更改路径

# mha用于访问数据库的账户和密码
user=mha
password=密码
# 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=repl
repl_password=密码
# 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/local/bin/master_ip_failover# 指定用于二次检查节点状态的脚本
secondary_check_script=/usr/local/bin/masterha_secondary_check -s 192.168.0.104 -s 192.168.0.103 -s 192.168.0.102# 配置集群中的节点信息
[server1]
hostname=192.168.0.104
port=3306
# 指定该节点可以参与Master选举
candidate_master=1[server2]
hostname=192.168.0.103
port=3306
candidate_master=1[server3]
hostname=192.168.0.102
port=3306
# 指定该节点不能参与Master选举
no_master=1

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

#!/usr/bin/env perluse 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 = '192.168.0.111/24';
my $brdc = '192.168.0.255';
my $ifdev = 'eth0';
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/local/bin/master_ip_failover

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

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 '密码';
grant all privileges on *.* to 'mha'@'%';
flush privileges;

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

[root@fa0b3e01d810 bin]# masterha_check_ssh --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf
Mon Apr  8 16:54:15 2024 - [warning] Global configuration file /etc/masterha_default.cnf not found. Skipping.
Mon Apr  8 16:54:15 2024 - [info] Reading application default configuration from /etc/mha/mysql_mha.cnf..
Mon Apr  8 16:54:15 2024 - [info] Reading server configuration from /etc/mha/mysql_mha.cnf..
Mon Apr  8 16:54:15 2024 - [info] Starting SSH connection tests..
Mon Apr  8 16:54:18 2024 - [debug]
Mon Apr  8 16:54:16 2024 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.0.103(192.168.0.103:22) to root@192.168.0.104(192.168.0.104:22)..
Mon Apr  8 16:54:17 2024 - [debug]   ok.
Mon Apr  8 16:54:17 2024 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.0.103(192.168.0.103:22) to root@192.168.0.102(192.168.0.102:22)..
Mon Apr  8 16:54:17 2024 - [debug]   ok.
Mon Apr  8 16:54:18 2024 - [debug]
Mon Apr  8 16:54:16 2024 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.0.102(192.168.0.102:22) to root@192.168.0.104(192.168.0.104:22)..
Mon Apr  8 16:54:17 2024 - [debug]   ok.
Mon Apr  8 16:54:17 2024 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.0.102(192.168.0.102:22) to root@192.168.0.103(192.168.0.103:22)..
Mon Apr  8 16:54:18 2024 - [debug]   ok.
Mon Apr  8 16:54:18 2024 - [debug]
Mon Apr  8 16:54:15 2024 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.0.104(192.168.0.104:22) to root@192.168.0.103(192.168.0.103:22)..
Mon Apr  8 16:54:17 2024 - [debug]   ok.
Mon Apr  8 16:54:17 2024 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.0.104(192.168.0.104:22) to root@192.168.0.102(192.168.0.102:22)..
Mon Apr  8 16:54:17 2024 - [debug]   ok.
Mon Apr  8 16:54:18 2024 - [info] All SSH connection tests passed successfully.
Use of uninitialized value in exit at /usr/local/bin/masterha_check_ssh line 44.

[root@fa0b3e01d810 bin]# masterha_check_repl --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf
Mon Apr  8 16:54:38 2024 - [warning] Global configuration file /etc/masterha_default.cnf not found. Skipping.
Mon Apr  8 16:54:38 2024 - [info] Reading application default configuration from /etc/mha/mysql_mha.cnf..
Mon Apr  8 16:54:38 2024 - [info] Reading server configuration from /etc/mha/mysql_mha.cnf..
Mon Apr  8 16:54:38 2024 - [info] MHA::MasterMonitor version 0.58.
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Multi-master configuration is detected. Current primary(writable) master is 192.168.0.104(192.168.0.104:3306)
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Master configurations are as below:
Master 192.168.0.103(192.168.0.103:3306), replicating from 192.168.0.104(192.168.0.104:3306), read-only
Master 192.168.0.104(192.168.0.104:3306), replicating from 192.168.0.103(192.168.0.103:3306)Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] GTID failover mode = 1
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Dead Servers:
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Alive Servers:
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]   192.168.0.104(192.168.0.104:3306)
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]   192.168.0.103(192.168.0.103:3306)
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]   192.168.0.102(192.168.0.102:3306)
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Alive Slaves:
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]   192.168.0.103(192.168.0.103:3306)  Version=8.0.36 (oldest major version between slaves) log-bin:enabled
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]     GTID ON
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]     Replicating from 192.168.0.104(192.168.0.104:3306)
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]     Primary candidate for the new Master (candidate_master is set)
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]   192.168.0.102(192.168.0.102:3306)  Version=8.0.36 (oldest major version between slaves) log-bin:enabled
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]     GTID ON
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]     Replicating from 192.168.0.104(192.168.0.104:3306)
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]     Not candidate for the new Master (no_master is set)
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Current Alive Master: 192.168.0.104(192.168.0.104:3306)
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Checking slave configurations..
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Checking replication filtering settings..
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]  binlog_do_db= , binlog_ignore_db=
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]  Replication filtering check ok.
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] GTID (with auto-pos) is supported. Skipping all SSH and Node package checking.
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Checking SSH publickey authentication settings on the current master..
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] HealthCheck: SSH to 192.168.0.104 is reachable.
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]
192.168.0.104(192.168.0.104:3306) (current master)+--192.168.0.103(192.168.0.103:3306)+--192.168.0.102(192.168.0.102:3306)Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Checking replication health on 192.168.0.103..
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]  ok.
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Checking replication health on 192.168.0.102..
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]  ok.
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Checking master_ip_failover_script status:
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]   /usr/local/bin/master_ip_failover --command=status --ssh_user=root --orig_master_host=192.168.0.104 --orig_master_ip=192.168.0.104 --orig_master_port=3306IN SCRIPT TEST====root|sudo /sbin/ifconfig eth0:1 down==root|sudo /sbin/ifconfig eth0:1 192.168.0.111/24===Checking the Status of the script.. OK
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info]  OK.
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [warning] shutdown_script is not defined.
Mon Apr  8 16:54:40 2024 - [info] Got exit code 0 (Not master dead).MySQL Replication Health is OK.

以上检测都通过后，就可以启动MHA服务了。启动命令如下

[root@manager ~]# 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@manager ~]# ps aux |grep masterha_manager
root       2842  0.3  1.1 299648 22032 pts/0    S    18:30   0:00 perl /usr/bin/masterha_manager --conf=/etc/mha/mysql_mha.cnf
root       2901  0.0  0.0 112728   976 pts/0    R+   18:31   0:00 grep --color=auto masterha_manager
[root@manager ~]#

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@master ~]# ifconfig eth0:1 192.168.0.111/24

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

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