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数据库集群高可用
数据库高可用软件介绍
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研发，
此人目前就职于Facebook公司，MHA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。
MySQL进行故障切换过程中，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主要有两部分组成：
MHA Manager（管理节点）
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上。
MHA Node（数据节点）
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是完全透明的；
MHA软件结构介绍：（MHA中的所有组件就是perl语言编写的功能脚本）
| 节点信息 | 软件组件 | 作用介绍 |
|---|---|---|
| MHA Manager（管理节点） | masterha_manger | 用于启动MHA |
| masterha_check_ssh | 用于检查MHA的SSH配置互信状况 | |
| masterha_check_repl | 用于检查MySQL复制状态，以及配置信息 | |
| masterha_master_monitor | 用于检测master是否宕机 | |
| masterha_check_status | 用于检测当前MHA运行状态 | |
| masterha_master_switch | 用于控制故障转移（自动或者手动） | |
| masterha_conf_host | 添加或删除配置的server信息 | |
| MHA Node（数据节点） | 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slave | |
| purge_relay_logs | 清除中继日志（不会阻塞SQL线程） |
数据库高可用环境构建(参考GTID)
① MHA高可用架构基础环境：
为了实现MHA高可用架构构建，需要准备好三节点数据库+GTID复制环境：
| 主机角色 | 主机名称 | 地址信息 |
|---|---|---|
| 主库服务器 | 192.168.30.101 | 3306 |
| 从库服务器 | 192.168.30.102 | 3306 |
| 从库服务器 | 192.168.30.103(兼做管理节点) | 3306 |
对原有数据库服务环境清理：（基于GTID环境构建）
shell
# 在所有主从节点均进行清理操作：
[root@xiaoQ-01 ~]# pkill mysqld
[root@xiaoQ-01 ~]# rm -rf /data/3306/*
[root@xiaoQ-01 ~]# rm -rf /data/binlog/*
[root@xiaoQ-01 ~]# mv /etc/my.cnf /tmp
[root@xiaoQ-01 ~]# mkdir -p /data/3306/data /data/binlog
[root@xiaoQ-01 ~]# chown -R mysql.mysql /data/*
-- 所有数据库主从节点均进行以上清理操作；
# 主库db01配置文件编写
cat >/etc/my.cnf <<EOF
[mysqld]
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/data/3306/data
socket=/tmp/mysql.sock
server_id=51
port=3306
secure-file-priv=/tmp
autocommit=0
log_bin=/data/binlog/mysql-bin
binlog_format=row
gtid-mode=on
enforce-gtid-consistency=true
log-slave-updates=1
[mysql]
prompt=db01 [\\d]>
EOF
# 从库db02配置文件编写
cat >/etc/my.cnf <<EOF
[mysqld]
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/data/3306/data
socket=/tmp/mysql.sock
server_id=52
port=3306
secure-file-priv=/tmp
autocommit=0
log_bin=/data/binlog/mysql-bin
binlog_format=row
gtid-mode=on
enforce-gtid-consistency=true
log-slave-updates=1
[mysql]
prompt=db02 [\\d]>
EOF
# 从库db03配置文件编写
cat >/etc/my.cnf <<EOF
[mysqld]
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/data/3306/data
socket=/tmp/mysql.sock
server_id=53
port=3306
secure-file-priv=/tmp
autocommit=0
log_bin=/data/binlog/mysql-bin
binlog_format=row
gtid-mode=on
enforce-gtid-consistency=true
log-slave-updates=1
[mysql]
prompt=db03 [\\d]>
EOF
# 进行数据库所有节点初始化操作
[root@xiaoQ-01 ~]# mysqld --initialize-insecure --user=mysql --basedir=/usr/local/mysql --datadir=/data/3306/data
[root@xiaoQ-02 ~]# mysqld --initialize-insecure --user=mysql --basedir=/usr/local/mysql --datadir=/data/3306/data
[root@xiaoQ-03 ~]# mysqld --initialize-insecure --user=mysql --basedir=/usr/local/mysql --datadir=/data/3306/data
# 启动数据库所有节点服务
[root@xiaoQ-01 ~]# /etc/init.d/mysqld start
[root@xiaoQ-02 ~]# /etc/init.d/mysqld start
[root@xiaoQ-03 ~]# /etc/init.d/mysqld start
# 重构主从关系-主库操作
db01 [(none)]>create user repl@'192.168.30.%' identified with mysql_native_password by '123456';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
db01 [(none)]>grant replication slave on *.* to repl@'192.168.30.%';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
-- 主库上创建主从复制用户信息
# 重构主从关系-从库操作
db02 [(none)]>change master to
master_host='10.0.0.51',
master_user='repl',
master_password='123456',
master_auto_position=1;
-- 表示让从库自己找寻复制同步数据的起点；
-- 在第一次启动gtid功能时，会读取从库中的binlog日志信息，根据主库uuid信息，获取从库中执行过的主库gtid信息
-- 从从库中没有执行过的主库gtid信息之后进行进行数据同步操作
db02 [(none)]> start slave;
-- 其他从库一并操作MHA高可用软件安装部署
② MHA高可用软件安装部署：
shell
# 创建程序命令软链接
[root@xiaoQ-01 ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog /usr/bin/mysqlbinlog
[root@xiaoQ-01 ~]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql /usr/bin/mysql
-- 所有节点均执行以上操作，因为MHA程序加载数据库命令，会默认在/usr/bin下面进行加载（会影响数据补偿和监控功能）
# 配置各节点互信
[root@xiaoQ-01 ~]# rm -rf /root/.ssh
[root@xiaoQ-01 ~]# ssh-keygen
[root@xiaoQ-01 ~]# cd /root/.ssh
[root@xiaoQ-01 ~]# mv id_rsa.pub authorized_keys
[root@xiaoQ-01 ~]# scp -r /root/.ssh 192.168.30.102:/root
[root@xiaoQ-01 ~]# scp -r /root/.ssh 192.168.30.103:/root
ssh 192.168.30.101 date
ssh 192.168.30.102 date
ssh 192.168.30.103 date
-- 各节点验证
# 安装软件程序
yum install perl-DBD-MySQL -y
rpm -ivh mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm
-- 所有节点安装Node软件依赖包
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
-- Manager软件安装（db03）
# 在db01主库中创建mha需要的用户
create user mha@'%' identified with mysql_native_password by 'mha';
grant all privileges on *.* to mha@'192.168.30.%';
-- 在主库创建完毕后，主从复制功能，核实所有从库也都有mha用户信息
# Manager配置文件准备(db03)
mkdir -p /etc/mha
-- 创建配置文件目录
mkdir -p /var/log/mha/app1
-- 创建日志目录
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的工作目录
master_binlog_dir=/data/binlog
-- 主库的binlog目录
user=mha
-- 监控用户，利用此用户连接各个节点，做心跳检测（主要是检测主库的状态）
password=mha
-- 监控密码
ping_interval=2
-- 心跳检测的间隔时间
repl_password=123456
-- 复制密码
repl_user=repl
-- 复制用户（用于告知从节点通过新主同步数据信息的用户信息）
ssh_user=root
-- ssh互信的用户（可以利用互信用户从主库scp获取binlog日志信息，便于从库进行数据信息补偿）
[server1]
-- 节点信息....
hostname=192.168.30.101
port=3306
[server2]
hostname=192.168.30.102
port=3306
candidate_master=1
[server3]
hostname=192.168.30.103
port=3306
EOF
-- 编辑mha配置文件
# MHA状态检查（db03）
masterha_check_ssh --conf=/etc/mha/app1.cnf
Wed Dec 28 20:54:42 2022 - [info] All SSH connection tests passed successfully.
-- 在MHA管理节点，进行ssh互信功能检查，并且显示成功表示检查通过
masterha_check_repl --conf=/etc/mha/app1.cnf
MySQL Replication Health is OK.
-- 在MHA管理节点，检查主从关系与配置文件信息是否正确
# 开启MHA-manager
开启MHA(db03)：
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 &
# 查看MHA状态
[root@db03 ~]# masterha_check_status --conf=/etc/mha/app1.cnf
app1 (pid:30770) is running(0:PING_OK), master:192.168.30.101
-- 显示以上提示信息，表示MHA基础环境搭建成功了，但还不能在生产环境使用，还需要有后续的操作配置数据库高可用功能配置
MHA软件启动
根据启动命令，分析MHA软件启动原理：
shell
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 &根据以上启动命令，需要先调取MHA启动脚本文件masterha_manager ，然后在调取加载MHA软件的配置文件--conf=.../app1.cnf
会根据加载的MHA的配置文件不同，实现管理多个高可用架构环境，进行高可用业务的架构环境的区分；
--remove_dead_master_conf参数表示在主节点出现宕机情况时，将会从集群中被踢出，即从配置文件中删除掉故障节点；
--ignore_last_failover 默认MHA服务是不能频繁进行故障切换的，需要有一定的间隔时间，加此参数表示忽略切换的间隔时间；
最后将MHA启动运行的信息放入到日志文件中即可 /var/log/mha/app1/manager.log 2>&1
MHA实现监控
利用MHA启动脚本文件masterha_manager会自动调用监控脚本文件masterha_master_monitor，并且每隔配置文件指定时间；
ping_interval=2 进行脚本监控一次，从而判断主节点是否处于存活状态，连续4次还没有主库心跳，即说明主库宕机；
shell
# 监控脚本验证主节点存活方法
[root@xiaoQ-03 ~]# mysql -umha -pmha -h192.168.30.101 -e "select user();"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------------+
| user() |
+-------------------+
| mha@xiaoQ-03 |
+-------------------+