MySQL高可用性之MHA

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。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，并且在进行故障切换的过程中，MHA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。

MHA里有两个角色一个是MHA Node（数据节点）另一个是MHA Manager（管理节点）。

MHA Manager可以单独部署在一台独立的机器上管理多个master-slave集群，也可以部署在一台slave节点上。MHA Node运行在每台MySQL服务器上，MHA Manager会定时探测集群中的master节点，当master出现故障时，它可以自动将最新数据的slave提升为新的master，然后将所有其他的slave重新指向新的master。整个故障转移过程对应用程序完全透明。

在MHA自动故障切换过程中，MHA试图从宕机的主服务器上保存二进制日志，最大程度的保证数据的不丢失，但这并不总是可行的。例如，如果主服务器硬件故障或无法通过ssh访问，MHA没法保存二进制日志，只进行故障转移而丢失了最新的数据。使用MySQL 5.5的半同步复制，可以大大降低数据丢失的风险。MHA可以与半同步复制结合起来。如果只有一个slave已经收到了最新的二进制日志，MHA可以将最新的二进制日志应用于其他所有的slave服务器上，因此可以保证所有节点的数据一致性。

注：从MySQL5.5开始，MySQL以插件的形式支持半同步复制。如何理解半同步呢？首先我们来看看异步，全同步的概念：

异步复制（Asynchronous replication）

MySQL默认的复制即是异步的，主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给给客户端，并不关心从库是否已经接收并处理，这样就会有一个问题，主如果crash掉了，此时主上已经提交的事务可能并没有传到从上，如果此时，强行将从提升为主，可能导致新主上的数据不完整。

全同步复制（Fully synchronous replication）

指当主库执行完一个事务，所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回，所以全同步复制的性能必然会收到严重的影响。

半同步复制（Semisynchronous replication）

介于异步复制和全同步复制之间，主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端，而是等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回给客户端。相对于异步复制，半同步复制提高了数据的安全性，同时它也造成了一定程度的延迟，这个延迟最少是一个TCP/IP往返的时间。所以，半同步复制最好在低延时的网络中使用。

下面来看看半同步复制的原理图：

总结：异步与半同步异同

默认情况下MySQL的复制是异步的，Master上所有的更新操作写入Binlog之后并不确保所有的更新都被复制到Slave之上。异步操作虽然效率高，但是在Master/Slave出现问题的时候，存在很高数据不同步的风险，甚至可能丢失数据。
 MySQL5.5引入半同步复制功能的目的是为了保证在master出问题的时候，至少有一台Slave的数据是完整的。在超时的情况下也可以临时转入异步复制，保障业务的正常使用，直到一台salve追赶上之后，继续切换到半同步模式。

工作原理

相较于其它HA软件，MHA的目的在于维持MySQL Replication中Master库的高可用性，其最大特点是可以修复多个Slave之间的差异日志，最终使所有Slave保持数据一致，然后从中选择一个充当新的Master，并将其它Slave指向它。

-从宕机崩溃的master保存二进制日志事件(binlogevents)。

-识别含有最新更新的slave。

-应用差异的中继日志(relay log)到其它slave。

-应用从master保存的二进制日志事件(binlogevents)。

-提升一个slave为新master。

-使其它的slave连接新的master进行复制。

目前MHA主要支持一主多从的架构，要搭建MHA,要求一个复制集群中必须最少有三台数据库服务器，一主二从，即一台充当master，一台充当备用master，另外一台充当从库，因为至少需要三台服务器。

接下来部署MHA，具体的搭建环境如下

其中master对外提供写服务，备选master（实际的slave，主机名centos3）提供读服务，slave也提供相关的读服务，一旦master宕机，将会把备选master提升为新的master，slave指向新的master，manager作为管理服务器。

一、基础环境准备

1、 在配置好IP地址后检查selinux，iptables设置，关闭 selinux ，iptables  服务以便后期主从同步不出错

注：时间要同步

2、在四台机器都配置epel源

3、建立ssh无交互登录环境

Manager主机：

Master主机：

同上。

Candicatemaster主机：

Slave主机：

测试ssh无交互登录

在其他主机上执行同样的测试操作。

4、配置hosts环境

查看每台主机的hosts文件

二、配置mysql半同步复制

为了尽可能的减少主库硬件损坏宕机造成的数据丢失，因此在配置MHA的同时建议配置成MySQL的半同步复制。

注：mysql半同步插件是由谷歌提供，具体位置/usr/local/mysql/lib/plugin/下，一个是master用的semisync_master.so，一个是slave用的semisync_slave.so，下面我们就来具体配置一下。

如果不清楚Plugin的目录，用如下查找：

1、分别在主从节点上安装相关的插件（master,Candicatemaster,slave）

在MySQL上安装插件需要数据库支持动态载入。检查是否支持，用如下检测：

所有mysql数据库服务器，安装半同步插件(semisync_master.so,semisync_slave.so)

其他mysql主机采用同样的方法安装

检查Plugin是否已正确安装：
mysql> show plugins;

或
mysql> select * from information_schema.plugins;

查看半同步相关信息

上图可以看到半同复制插件已经安装，只是还没有启用，所以是off

2、修改my.cnf文件，配置主从同步：

注：若主MYSQL服务器已经存在，只是后期才搭建从MYSQL服务器，在置配数据同步前应先将主MYSQL服务器的要同步的数据库拷贝到从MYSQL服务器上（如先在主MYSQL上备份数据库，再用备份在从MYSQL服务器上恢复）

master mysql主机：

server-id = 1
log-bin=mysql-bin
binlog_format=mixed

log-bin-index=mysql-bin.index

rpl_semi_sync_master_enabled=1

rpl_semi_sync_master_timeout=1000

rpl_semi_sync_slave_enabled=1

relay_log_purge=0

relay-log = relay-bin

relay-log-index = slave-relay-bin.index

注：

rpl_semi_sync_master_enabled=1  1表是启用，0表示关闭

rpl_semi_sync_master_timeout=10000：毫秒单位，该参数主服务器等待确认消息10秒后，不再等待，变为异步方式。

Candicate master主机：

server-id = 2
log-bin=mysql-bin
binlog_format=mixed

log-bin-index=mysql-bin.index

relay_log_purge=0

relay-log = relay-bin

relay-log-index = slave-relay-bin.index

rpl_semi_sync_master_enabled=1

rpl_semi_sync_master_timeout=10000

rpl_semi_sync_slave_enabled=1

注：relay_log_purge=0，禁止 SQL 线程在执行完一个 relay log 后自动将其删除，对于MHA场景下，对于某些滞后从库的恢复依赖于其他从库的relay log，因此采取禁用自动删除功能

Slave主机：

Server-id   = 3

log-bin    = mysql-bin

relay-log = relay-bin

relay-log-index = slave-relay-bin.index
read_only   = 1

rpl_semi_sync_slave_enabled=1

查看半同步相关信息

mysql>show  variables  like  ‘%

查看半同步状态：

mysql>show  status  like ‘%rpl_semi_sync%’;

有几个状态参数值得关注的：

rpl_semi_sync_master_status ：显示主服务是异步复制模式还是半同步复制模式  

rpl_semi_sync_master_clients ：显示有多少个从服务器配置为半同步复制模式  

rpl_semi_sync_master_yes_tx ：显示从服务器确认成功提交的数量  

rpl_semi_sync_master_no_tx ：显示从服务器确认不成功提交的数量  

rpl_semi_sync_master_tx_avg_wait_time ：事务因开启 semi_sync ，平均需要额外等待的时间  

rpl_semi_sync_master_net_avg_wait_time ：事务进入等待队列后，到网络平均等待时间  

master主机：

第一条grant命令是创建一个用于主从复制的帐号，在master和candicate master的主机上创建即可。

第二条grant命令是创建MHA管理账号，所有mysql服务器上都需要执行。MHA会在配置文件里要求能远程登录到数据库，所以要进行必要的赋权。

Candicate master主机：

查看从的状态，以下两个值必须为yes,代表从服务器能正常连接主服务器

Slave_IO_Running:Yes

Slave_SQL_Running:Yes

查看从的状态，以下两个值必须为yes,代表从服务器能正常连接主服务器

Slave_IO_Running:Yes

Slave_SQL_Running:Yes

查看master服务器的半同步状态：

mysql>show  status  like ‘%rpl_semi_sync%’;

三、配置mysql-mha

mha包括manager节点和data节点，data节点包括原有的MySQL复制结构中的主机，至少3台，即1主2从，当masterfailover后，还能保证主从结构；只需安装node包。manager server：运行监控脚本，负责monitoring 和 auto-failover；需要安装node包和manager包。

1、 在所有主机上安装mha所依赖的软件包

2、 以下操作管理节点需要两个都安装， 在3台数据库节点只要安装MHA的node节点：

在所有数据库节点上安装mha4mysql-node-0.56.tar.gz

其他两个数据节点也安装mha4mysql-node-0.56.tar.gz（过程略）

在管理节点需要两个都安装：mha4mysql-node-0.56.tar.gz和mha4mysql-manager-0.56.tar.gz

安装mha4mysql-node-0.56.tar.gz

make && make install

根据提示输入。

3、 配置mha

与绝大多数Linux应用程序类似，MHA的正确使用依赖于合理的配置文件。MHA的配置文件与mysql的my.cnf文件配置相似，采取的是param=value的方式来配置，配置文件位于管理节点，通常包括每一个mysql server的主机名，mysql用户名，密码，工作目录等等。

编辑/etc/masterha/app1.conf，内容如下：

此处补加一下：

[server3]

hostname=192.168.1.104

port=3306

master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data/

candidate_master=1

保存退出

配关配置项的解释：

manager_workdir=/masterha/app1 //设置manager的工作目录

manager_log=/masterha/app1/manager.log //设置manager的日志

user=manager//设置监控用户manager

password=123456  //监控用户manager的密码

ssh_user=root  //ssh连接用户

repl_user=mharep  //主从复制用户

repl_password=123.abc //主从复制用户密码

ping_interval=1   //设置监控主库，发送ping包的时间间隔，默认是3秒，尝试三次没有回应的时候自动进行railover

master_binlog_dir=/usr/local/mysql/data   //设置master 保存binlog的位置，以便MHA可以找到master的日志，我这里的也就是mysql的数据目录

candidate_master=1//设置为候选master，如果设置该参数以后，发生主从切换以后将会将此从库提升为主库。

SSH 有效性验证：

[root@centos1 ~]# masterha_check_ssh --global_conf=/etc/masterha/masterha_default.cnf --conf=/etc/masterha/app1.cnf

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [info] Reading default configuration from /etc/masterha/masterha_default.cnf..

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [info] Reading application default configuration from /etc/masterha/app1.cnf..

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [info] Reading server configuration from /etc/masterha/app1.cnf..

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [info] Starting SSH connection tests..

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [debug]

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.1.102(192.168.1.102:22) to root@192.168.1.103(192.168.1.103:22)..

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [debug]   ok.

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.1.102(192.168.1.102:22) to root@192.168.1.104(192.168.1.104:22)..

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [debug]   ok.

Wed Sep 28 21:34:51 2016 - [debug]

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.1.103(192.168.1.103:22) to root@192.168.1.102(192.168.1.102:22)..

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [debug]   ok.

Wed Sep 28 21:34:50 2016 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.1.103(192.168.1.103:22) to root@192.168.1.104(192.168.1.104:22)..

Wed Sep 28 21:34:51 2016 - [debug]   ok.

Wed Sep 28 21:34:51 2016 - [debug]

Wed Sep 28 21:34:51 2016 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.1.104(192.168.1.104:22) to root@192.168.1.102(192.168.1.102:22)..

Wed Sep 28 21:34:51 2016 - [debug]   ok.

Wed Sep 28 21:34:51 2016 - [debug]  Connecting via SSH from root@192.168.1.104(192.168.1.104:22) to root@192.168.1.103(192.168.1.103:22)..

Wed Sep 28 21:34:51 2016 - [debug]   ok.

Wed Sep 28 21:34:51 2016 - [info] All SSH connection tests passed successfully.

集群复制的有效性验证：

mysql必须都启动

[root@centos1 ~]# masterha_check_repl --global_conf=/etc/masterha/masterha_default.cnf --conf=/etc/masterha/app1.cnf

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Reading default configuration from /etc/masterha/masterha_default.cnf..

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Reading application default configuration from /etc/masterha/app1.cnf..

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Reading server configuration from /etc/masterha/app1.cnf..

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] MHA::MasterMonitor version 0.56.

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] GTID failover mode = 0

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Dead Servers:

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Alive Servers:

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]   192.168.1.102(192.168.1.102:3306)

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]   192.168.1.103(192.168.1.103:3306)

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]   192.168.1.104(192.168.1.104:3306)

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Alive Slaves:

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]   192.168.1.103(192.168.1.103:3306)  Version=5.5.38-log (oldest major version between slaves) log-bin:enabled

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]     Replicating from 192.168.1.102(192.168.1.102:3306)

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]     Primary candidate for the new Master (candidate_master is set)

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]   192.168.1.104(192.168.1.104:3306)  Version=5.5.38-log (oldest major version between slaves) log-bin:enabled

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]     Replicating from 192.168.1.102(192.168.1.102:3306)

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]     Not candidate for the new Master (no_master is set)

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Current Alive Master: 192.168.1.102(192.168.1.102:3306)

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Checking slave configurations..

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]  read_only=1 is not set on slave 192.168.1.103(192.168.1.103:3306).

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [warning]  relay_log_purge=0 is not set on slave 192.168.1.104(192.168.1.104:3306).

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Checking replication filtering settings..

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]  binlog_do_db= , binlog_ignore_db=

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info]  Replication filtering check ok.

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] GTID (with auto-pos) is not supported

Wed Sep 28 21:38:21 2016 - [info] Starting SSH connection tests..

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info] All SSH connection tests passed successfully.

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info] Checking MHA Node version..

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info]  Version check ok.

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info] Checking SSH publickey authentication settings on the current master..

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info] HealthCheck: SSH to 192.168.1.102 is reachable.

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info] Master MHA Node version is 0.56.

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info] Checking recovery script configurations on 192.168.1.102(192.168.1.102:3306)..

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info]   Executing command: save_binary_logs --command=test --start_pos=4 --binlog_dir=/usr/local/mysql/data --output_file=/var/tmp/save_binary_logs_test --manager_version=0.56 --start_file=mysql-bin.000010

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info]   Connecting to root@192.168.1.102(192.168.1.102:22)..

  Creating /var/tmp if not exists..ok.

  Checking output directory is accessible or not..

ok.

Binlog found at /usr/local/mysql/data, up to mysql-bin.000010

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info] Binlog setting check done.

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info] Checking SSH publickey authentication and checking recovery script configurations on all alive slave servers..

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info]   Executing command :apply_diff_relay_logs --command=test --slave_user=‘manager‘ --slave_host=192.168.1.103 --slave_ip=192.168.1.103 --slave_port=3306 --workdir=/var/tmp --target_version=5.5.38-log --manager_version=0.56 --relay_log_info=/usr/local/mysql/data/relay-log.info  --relay_dir=/usr/local/mysql/data/  --slave_pass=xxx

Wed Sep 28 21:38:23 2016 - [info]   Connecting to root@192.168.1.103(192.168.1.103:22)..

  Checking slave recovery environment settings..

Opening /usr/local/mysql/data/relay-log.info ... ok.

    Relay log found at /usr/local/mysql/data, up to relay-bin.000007

    Temporary relay log file is /usr/local/mysql/data/relay-bin.000007

    Testing mysql connection and privileges..done.

    Testing mysqlbinlog output..done.

    Cleaning up test file(s)..done.

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [info]   Executing command :apply_diff_relay_logs --command=test --slave_user=‘manager‘ --slave_host=192.168.1.104 --slave_ip=192.168.1.104 --slave_port=3306 --workdir=/var/tmp --target_version=5.5.38-log --manager_version=0.56 --relay_log_info=/usr/local/mysql/data/relay-log.info  --relay_dir=/usr/local/mysql/data/  --slave_pass=xxx

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [info]   Connecting to root@192.168.1.104(192.168.1.104:22)..

  Checking slave recovery environment settings..

Opening /usr/local/mysql/data/relay-log.info ... ok.

    Relay log found at /usr/local/mysql/data, up to relay-bin.000007

    Temporary relay log file is /usr/local/mysql/data/relay-bin.000007

    Testing mysql connection and privileges..done.

    Testing mysqlbinlog output..done.

    Cleaning up test file(s)..done.

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [info] Slaves settings check done.

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [info]

192.168.1.102(192.168.1.102:3306) (current master)

 +--192.168.1.103(192.168.1.103:3306)

 +--192.168.1.104(192.168.1.104:3306)

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [info] Checking replication health on 192.168.1.103..

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [info]  ok.

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [info] Checking replication health on 192.168.1.104..

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [info]  ok.

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [warning] master_ip_failover_script is not defined.

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [warning] shutdown_script is not defined.

Wed Sep 28 21:38:24 2016 - [info] Got exit code 0 (Not master dead).

MySQL Replication Health is OK.

验证成功的话会自动识别出所有服务器和主从状况

注：验证成功的话会自动识别出所有服务器和主从状况

在验证时，若遇到这个错误：Can‘t exec "mysqlbinlog" ......

解决方法是在所有服务器上执行：

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

启动 manager：

注：在应用Unix/Linux时，我们一般想让某个程序在后台运行，于是我们将常会用&在程序结尾来让程序自动运行。比如我们要运行mysql在后台： /usr/local/mysql/bin/mysqld_safe –user=mysql&。可是有很多程序并不想mysqld一样，这样我们就需要nohup命令，

状态检查：

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