MySQL高可用-双主（keepalived）

生产环境中一台mysql主机存在单点故障，所以我们要确保mysql的高可用性，即两台MySQL服务器如果其中有一台MySQL服务器挂掉后，另外一台能立马接替其进行工作。

MySQL的高可用方案一般有如下几种：
keepalived+双主，MHA，PXC，MMM，Heartbeat+DRBD等，比较常用的是keepalived+双主，MHA和PXC。

本节主要介绍了利用 keepalived 实现 MySQL 数据库的高可用。 Keepalived+mysql双主来实现MySQL-HA，我们必须保证两台MySQL数据库的数据完全一样，基本思路是两台MySQL互为主从关系，通过Keepalived配置虚拟IP，实现当其中的一台MySQL数据库宕机后，应用能够自动切换到另外一台MySQL数据库，保证系统的高可用。

环境：

一、配置两台MySQL主主同步

该过程的第一部分就是master记录二进制日志。在每个事务更新数据完成之前，master在二进制日志记录这些改变。MySQL将事务写入二进制日志。在事件写入二进制日志完成后，master通知存储引擎提交事务。 下一步就是slave将master的binary log拷贝到它自己的中继日志。

首先，slave开始一个工作线程——I/O线程。I/O线程在master上打开一个普通的连接，然后开始binlog dump process。Binlog dump process从master的二进制日志中读取事件，如果已经同步了master，它会睡眠并等待master产生新的事件。I/O线程将这些事件写入中继日志。 SQL slave thread（SQL从线程）处理该过程的最后一步。SQL线程从中继日志读取事件，并重放其中的事件而更新slave的数据，使其与master中的数据一致。只要该线程与I/O线程保持一致，中继日志通常会位于OS的缓存中，所以中继日志的开销很小。

主主同步就是两台机器互为主的关系，在任何一台机器上写入都会同步。 若mysql主机开启了防火墙，需要关闭防火墙或创建规则。

1、修改MySQL配置文件 两台MySQL均要开启binlog日志功能，开启方法：在MySQL配置文件[MySQL]段中加上log-bin=MySQL-bin选项，两台MySQL的server-ID不能一样，默认情况下两台MySQL的serverID都是1，需将其中一台修改为2即可。

master1中有关的配置如下：

log-bin = mysql-bin
binlog_format = mixed
server-id = 1
relay-log = relay-bin
relay-log-index = slave-relay-bin.index
auto-increment-increment = 2
auto-increment-offset = 1
!重启MySQL

master2中有关的配置如下：

log-bin = mysql-bin
binlog_format = mixed
server-id = 2
relay-log = relay-bin
relay-log-index = slave-relay-bin.index
auto-increment-increment = 2
auto-increment-offset = 2
!重启MySQL

注：master1和master2只有server-id不同和 auto-increment-offset不同。

mysql中有自增长字段，在做数据库的主主同步时需要设置自增长的两个相关配置：
auto_increment_offset、auto_increment_increment。 auto-increment-increment表示自增长字段每次递增的量，其默认值是1。它的值应设为整个结构中服务器的总数，本案例用到两台服务器，所以值设为2。 auto-increment-offset是用来设定数据库中自动增长的起点(即初始值)，因为这两能服务器都设定了一次自动增长值2，所以它们的起点必须得不同，这样才能避免两台服务器数据同步时出现主键冲突

注：可以在my.cnf文件中添加“binlog_do_db=数据库名”配置项（可以添加多个）来指定要同步的数据库

2、将master1设为master2的主服务器
在master1主机上创建授权账户，允许在master2(192.168.1.67)主机上连接

mysql> grant replication slave on *.* to rep@'192.168.1.67' identified by '123.com';
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)

mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

//查看master1的当前binlog状态信息

mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000002 |      609 |              |                  |                   |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

//在master2上将master1设为自已的主服务器并开启slave功能。

mysql> change master to
    -> master_host='192.168.1.65',
    -> master_user='rep',
    -> master_password='123.com',
    -> master_log_file='mysql-bin.000002',
    -> master_log_pos=609;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.02 sec)

mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

//master1设置防火墙通信

[root@mysqld01 ~]# firewall-cmd --add-port=3306/tcp --permanent 
success
[root@mysqld01 ~]# firewall-cmd --reload 
success

//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

mysql> show slave status\G
...
             Slave_IO_Running: Yes
            Slave_SQL_Running: Yes
   .....         

3、将master2设为master1的主服务器
在master2主机上创建授权账户，允许在master1(192.168.1.65)主机上连接

mysql> grant replication slave on *.* to rep@'192.168.1.65' identified by '123.com';
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec)

//查看master2的binlog状态

mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000002 |      452 |              |                  |                   |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

//在master1上将master2设为自已的主服务器并开启slave功能

mysql> change master to
    -> master_host='192.168.1.67',
    -> master_user='rep',
    -> master_password='123.com',
    -> master_log_file='mysql-bin.000002',
    -> master_log_pos=452;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.01 sec)

mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

//master2设置防火墙通信

[root@mysql02 ~]# firewall-cmd --add-port=3306/tcp --permanent 
success
[root@mysql02 ~]# firewall-cmd --reload 
success

//查看slave状态

mysql> show slave status\G
....
             Slave_IO_Running: Yes
            Slave_SQL_Running: Yes
.....

4、测试
至此mysql的双主配置好了
//在master1上创建zi库，master2上查看并删除

mysql> create database zi;

master2上查看并删除

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| mytest             |
| performance_schema |
| sys                |
| zi                 |
+--------------------+
6 rows in set (0.01 sec)

mysql> drop database zi;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec）

master1上查看库会发现zi库没有了

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| mytest             |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

简单理解就是master1上的操作会同步到master2上，相同master2的操作会同步到master1上

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）

二、keepalived的安装配置

下面我们就完成keepalived的高可用性。 keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个软件解决方案，其功能类似于heartbeat，用来防止单点故障 keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual RouterRedundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。

虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip，master会发组播（组播地址为224.0.0.18），当backup收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。

keepalived主要有三个模块，分别是core 、check和vrrp。core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。vrrp模块是来实现VRRP协议的。

1、在master1和master2上安装软件包keepalived
安装keepalived软件包与服务控制在编译安装Keepalived之前，必须先安装内核开发包kernel-devel以及openssl-devel、popt-devel等支持库

yum install kernel-devel openssl-devel popt-devel
yum -y install keepalived.x86_64 

注意源码包安装keepalived：如不知道keepalived需要哪些依赖包，可到下载后的源码解压目录下查看INSTALL 文件内容， 执行make install操作之后，会自动生成/etc/init.d/keepalived脚本文件，但还需要手动添加为系统服务，这样就可以使用service、chkconfig工具来对keepalived服务程序进行管理了。

Master2主机也完成keepalived安装，与master1一样，安装过程略

//设置防火墙防止脑裂

firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0  --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT
firewall-cmd --reload

2、修改Keepalived的配置文件
keepalived只有一个配置文件keepalived.conf，里面主要包括以下几个配置区域，分别是global_defs、vrrp_instance和virtual_server。

global_defs：主要是配置故障发生时的通知对象以及机器标识。
vrrp_instance：用来定义对外提供服务的VIP区域及其相关属性。
virtual_server：虚拟服务器定义

keepalived配置文件解释如下

! Configuration File for keepalived   //!表示注释
global_defs {
 router_id MYSQL-1  //表示运行keepalived服务器的一个标识
}
vrrp_instance VI_1 {
 state BACKUP //指定keepalived的角色, 两台配置此处均是BACKUP,设为BACKUP将根据优先级决定主或从
 interface ens33//指定HA监测网络的接口
 virtual_router_id 51 //虚拟路由标识，这个标识是一个数字(取值在0-255之间,用来区分多个instance的VRRP组播)，同一个vrrp实例使用唯一的标识,确保和master2相同，同网内不同集群此项必须不同,否则发生冲突。
 priority 100 //用来选举master的，要成为master，该项取值范围是1-255（在此范围之外会被识别成默认值100）,此处master2上设置为50
 advert_int 1 //发VRRP包的时间间隔，即多久进行一次master选举（可以认为是健康查检时间间隔）
 nopreempt //不抢占，即允许一个priority比较低的节点作为master，即使有priority更

 authentication { //认证区域，认证类型有PASS和HA（IPSEC），推荐使用PASS（密码只识别前8位）
 auth_type PASS
 auth_pass 1111
 }
 virtual_ipaddress { //VIP区域，指定vip地址
 192.168.1.100
 }
}


virtual_server 192.168.1.100 3306 { //设置虚拟服务器，需要指定虚拟IP地址和服务端口，IP与端口之间用空格隔开
 delay_loop 2 //设置运行情况检查时间，单位是秒
 lb_algo rr //设置后端调度算法，这里设置为rr，即轮询算法
 lb_kind DR //设置LVS实现负载均衡的机制，有NAT、TUN、DR三个模式可选
 persistence_timeout 60 //会话保持时间，单位是秒。这个选项对动态网页是非常有用的，为集群系统中的session共享提供了一个很好的解决方案。有了这个会话保持功能，用户的请求会被一直分发到某个服务节点，直到超过这个会话的保持时间。
 protocol TCP //指定转发协议类型，有TCP和UDP两种
 
 real_server 192.168.1.65 3306 { //配置服务节点1，需要指定real server的真实IP地址和端口，IP与端口之间用空格隔开

 weight 3 //配置服务节点的权值，权值大小用数字表示，数字越大，权值越高，设置权值大小为了区分不同性能的服务器
 notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh //检测到realserver的mysql服务down后执行的脚本
 TCP_CHECK {
 connect_timeout 3 //连接超时时间
 nb_get_retry 3 //重连次数
 delay_before_retry 3 //重连间隔时间
 connect_port 3306 //健康检查端口
 }
 }
}

//master1的keepalived配置

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id mysql02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}

virtual_server 192.168.1.100 3306 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP

    real_server 192.168.1.67 3306 {
        weight 1
	notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh
	TCP_CHECK {
		connect_port 3306
		connect_timeout 3
		retry 3
		delay_before_retry 3
}
}
}

//master2配置

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id mysql01
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}

virtual_server 192.168.1.100 3306 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP

    real_server 192.168.1.65 3306 {
        weight 1
	notify_down /etc/keepalived/bin/mysql.sh
	TCP_CHECK {
		connect_port 3306
		connect_timeout 3
		retry 3
		delay_before_retry 3
}
}
}

3、创建脚本（master1 and master2通做）

# mkdir /etc/keepalived/bin
vi /etc/keepalived/bin/mysql.sh，内容如下：
#!/bin/bash
pkill keepalived
chmod +x /etc/keepalived/bin/mysql.sh

4、测试 在master1和master2分别执行ip addr show dev ens33命令查看master1和master2对VIP（群集虚拟IP）的控制权。

[root@mysqld01 ~]# ip a show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
   link/ether 00:0c:29:57:8d:1c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
   inet 192.168.1.65/24 brd 192.168.1.255 scope global ens33
      valid_lft forever preferred_lft forever
   inet 192.168.1.100/32 scope global ens33
      valid_lft forever preferred_lft forever
   inet6 fe80::20c:29ff:fe57:8d1c/64 scope link 
      valid_lft forever preferred_lft forever

[root@mysql02 ~]# ip a show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
   link/ether 00:0c:29:19:f2:8c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
   inet 192.168.1.67/24 brd 192.168.1.255 scope global ens33
      valid_lft forever preferred_lft forever
   inet6 fe80::65e6:f746:5344:e26a/64 scope link 
      valid_lft forever preferred_lft forever

可以看出master1是主服务器，master2为备用服务器。 停止MySQL服务，看keepalived健康检查程序是否会触发我们编写的脚本

停止master1主机的mysql服务

[root@mysqld01 ~]# systemctl stop mysqld.service 

[root@mysqld01 ~]# ip a show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
   link/ether 00:0c:29:57:8d:1c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
   inet 192.168.1.65/24 brd 192.168.1.255 scope global ens33
      valid_lft forever preferred_lft forever
   inet6 fe80::20c:29ff:fe57:8d1c/64 scope link 
      valid_lft forever preferred_lft forever

//停止MySQL后会发现vip不在master1上面了，而是漂移到master2上，这说明在主服务上停止MySQL服务，触发了我们编写的脚本，进行自动故障切换。

总结： Keepalived+mysql双主一般来说，中小型规模的时候，采用这种架构是最省事的。 在master节点发生故障后，利用keepalived的高可用机制实现快速切换到备用节点。 在这个方案里，有几个需要注意的地方：

1.采用keepalived作为高可用方案时，两个节点最好都设置成BACKUP模式，避免因为意外情况下（比如脑裂）相互抢占导致往两个节点写入相同数据而引发冲突；

2.把两个节点的auto_increment_increment（自增步长）和auto_increment_offset（自增起始值）设成不同值。其目的是为了避免master节点意外宕机时，可能会有部分binlog未能及时复制到slave上被应用，从而会导致slave新写入数据的自增值和原先master上冲突了，因此一开始就使其错开，当然了，如果有合适的容错机制能解决主从自增ID冲突的话，也可以不这么做；

3.slave节点服务器配置不要太差，否则更容易导致复制延迟。作为热备节点的slave服务器，硬件配置不能低于master节点；

4.如果对延迟问题很敏感的话，可考虑使用MariaDB分支版本，或者直接上线MySQL 5.7最新版本，利用多线程复制的方式可以很大程度降低复制延迟；