毕业设计之mysql+主从复制+keepalived

环境介绍

mysql_VIP:192.168.111.123
mysql_M!:192.168.111.151
mysql_M2:192.168.111.152

安装mysql可以查看

两个数据库都需要设置主从复制使用的账号和权限

mysql>  grant replication slave on *.* to bbs_slave@'192.168.111.%' identified by 'salve2004';
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.16 sec)
mysql> flush privileges;

注意：其中relication slave是权限 bbs_slave 是账号名字

主库开启二进制日志和设置server_id

主要加入这些
#开启二进制日志并指定位置
log-bin=/data/mysql/logs/mysql-bin
#设置id
server-id=1

重启主库服务器；

[root@mysql.quan.bbs ~]$service mysqld restart
Shutting down MySQL.. SUCCESS!
Starting MySQL.. SUCCESS!

查看master状态：

mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000001 |     1058 |              |                  |                   |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)
上面的File Position是后面需要用到的

导出以存在的数据并复制到从库（这里只列出一库）

[root@mysql.quan.bbs data]$mysqldump -u root -p --all-databases >/tmp/2020.02.20.sql
Enter password:
[root@mysql.quan.bbs data]$scp -P 20042 /tmp/2020.02.20.sql apps@192.168.111.153:/tmp
apps@192.168.111.153's password:
2020.02.20.sql                                                       100% 3136KB   3.1MB/s   00:00    

两个从库都需要设置的

导入接受到的数据文件：

[root@mysql.bktwo.quan.bbs tmp]$mysql -u root -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 10
Server version: 5.7.29-log Source distribution

Copyright (c) 2000, 2020, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> source /tmp/2020.02.20.sql

修改配置文件：

主要加入这些
#开启二进制日志并指定位置
log-bin=/data/mysql/logs/mysql-bin
#设置id
server-id=33 #不能和master重复

重启服务器：

[root@mysql.bkone.quan.bbs data]$service mysqld restart

登陆数据库设置master信息：

建议先确保slave是停止的(stop slave)

mysql> change master to
    ->  master_host='192.168.111.151',
    ->  master_user='bbs_slave',
    -> master_password='slave2004',
    ->  master_port=3306,
    -> master_log_file='mysql-bin.000001',
    ->  master_log_pos=1058;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.01 sec)

注意:有些数据是主库拿到的，master_log_file   master_log_pos

启动slave并查看状态：

mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.10 sec)
mysql> show slave status\G
*************************** 1. row ***************************
               Slave_IO_State: Waiting for master to send event
                  Master_Host: 192.168.111.151
                  Master_User: bbs_slave
                  Master_Port: 3306
                Connect_Retry: 60
              Master_Log_File: mysql-bin.000003
          Read_Master_Log_Pos: 154
               Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002
                Relay_Log_Pos: 320
        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003
             Slave_IO_Running: Yes
            Slave_SQL_Running: Yes
              Replicate_Do_DB:
          Replicate_Ignore_DB:
           Replicate_Do_Table:
       Replicate_Ignore_Table:
      Replicate_Wild_Do_Table:
  Replicate_Wild_Ignore_Table:
                   Last_Errno: 0
                   Last_Error:
                 Skip_Counter: 0
          Exec_Master_Log_Pos: 154
              Relay_Log_Space: 527
              Until_Condition: None
               Until_Log_File:
                Until_Log_Pos: 0
           Master_SSL_Allowed: No
           Master_SSL_CA_File:
           Master_SSL_CA_Path:
              Master_SSL_Cert:
            Master_SSL_Cipher:
               Master_SSL_Key:
        Seconds_Behind_Master: 0
Master_SSL_Verify_Server_Cert: No
                Last_IO_Errno: 0
                Last_IO_Error:
               Last_SQL_Errno: 0
               Last_SQL_Error:
  Replicate_Ignore_Server_Ids:
             Master_Server_Id: 1
                  Master_UUID: ad0e3900-4a82-11ea-927e-005056370631
             Master_Info_File: /data/mysql/data/master.info
                    SQL_Delay: 0
          SQL_Remaining_Delay: NULL
      Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for more updates
           Master_Retry_Count: 86400
                  Master_Bind:
      Last_IO_Error_Timestamp:
     Last_SQL_Error_Timestamp:
               Master_SSL_Crl:
           Master_SSL_Crlpath:
           Retrieved_Gtid_Set:
            Executed_Gtid_Set:
                Auto_Position: 0
         Replicate_Rewrite_DB:
                 Channel_Name:
           Master_TLS_Version:
1 row in set (0.00 sec)

测试就主库创建一个数据库，去从库查看有无同步即可

按照上面的使M1和M2达到互为主从同步

配置keepalived高可用

M1 M2都需要安装

[root@mysql.bkone.quan.bbs ~]$yum install keepalived -y

先修改M1的配置文件：

[root@mysql.quan.bbs ~]$vim /etc/keepalived/keepalived.conf 

global_defs {
   router_id MYSQL_MM  # 标识
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_strict        # 严格执行 VRRP 协议规范
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_script check_mysql {
    script "/bin/sh /etc/keepalived/keepalived_mysql_check.sh"  # 检查脚本
    interval 10  # 检查周期
}

vrrp_instance MYSQL_MM {
    state BACKUP            # 都设为 BACKUP，避免起来后抢占
    interface eth0          # 网卡名称，根据实际情况填写
    virtual_router_id 222   # 用来区分 VRRP 组播的标记，取值 0-255
    priority 100
    advert_int 1
    nopreempt               # 设为非抢占
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {
        192.168.111.123
    }

    # Slave 节点可以注释下面检查脚本，Slave 没有必要一直检查
    track_script {
        check_mysql
    }
}

M2的配置文件: 主要修改

virtual_router_id  nopreempt  priority 

global_defs {
   router_id MYSQL_MM  # 标识
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_strict        # 严格执行 VRRP 协议规范
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_script check_mysql {
    script "/bin/sh /etc/keepalived/keepalived_mysql_check.sh"  # 检查脚本
    interval 10  # 检查周期
}

vrrp_instance MYSQL_MM {
    state BACKUP            # 都设为 BACKUP，避免起来后抢占
    interface eth0          # 网卡名称，根据实际情况填写
    virtual_router_id 223   # 用来区分 VRRP 组播的标记，取值 0-255
    priority 99
    advert_int 1
 #   nopreempt               # 设为非抢占
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {
        192.168.111.123
    }

    # Slave 节点可以注释下面检查脚本，Slave 没有必要一直检查
    track_script {
        check_mysql
    }
}

M1 M2都需要编写检测脚本：

#!/bin/bash
counter=$(netstat -an|grep "LISTEN"|grep "3306"|wc -l)

if [ "${counter}" -eq 0 ]; then
        /etc/init.d/keepalived stop
fi

测试：

#M1未关闭
[root@mysql.quan.bbs ~]$mysql -u bbs_slave -h 192.168.111.123 -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 648
Server version: 5.7.29-log Source distribution

Copyright (c) 2000, 2020, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> show variables like 'hostname';
+---------------+----------------+
| Variable_name | Value          |
+---------------+----------------+
| hostname      | mysql.quan.bbs |
+---------------+----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> exit
Bye
#M1关闭
[root@mysql.quan.bbs ~]$service mysqld stop
Shutting down MySQL........... SUCCESS!
[root@mysql.quan.bbs ~]$mysql -u bbs_slave -h 192.168.111.123 -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 105
Server version: 5.7.29-log Source distribution

Copyright (c) 2000, 2020, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> show variables like 'hostname';
+---------------+----------------------+
| Variable_name | Value                |
+---------------+----------------------+
| hostname      | mysql.bkone.quan.bbs |
+---------------+----------------------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> exit
Bye
#M1 重新开始
[root@mysql.quan.bbs ~]$service mysqld start
Starting MySQL. SUCCESS!
[root@mysql.quan.bbs ~]$mysql -u bbs_slave -h 192.168.111.123 -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 107
Server version: 5.7.29-log Source distribution

Copyright (c) 2000, 2020, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> show variables like 'hostname';
+---------------+----------------------+
| Variable_name | Value                |
+---------------+----------------------+
| hostname      | mysql.bkone.quan.bbs |
+---------------+----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

原理解析：

】双主KeepAlived

【4.0】概念

　　MySQL的高可用方案有很多，比如Cluster、MMM、MHA、DRBD，以及Oracle官方推出的Fabric等，这些方案各有优劣，但都比较复杂，安装配置有一定难度，对线上库实施动静太大。就我们的具体情况而言，并不需要这么复杂的环境，实施简单、对现有架构影响最小、能迅速解决问题的方案才是最适合的。比如我们现在只是配置了MySQL Replication，加上如Keepalived这样的高可用软件，就能实现我们的需求。

MySQL架构为Master/Slave，当Master故障时，虚IP漂移到Slave上提供服务，简单环境如图1所示。在这种架构中，故障自动切换以后，需要采取手动操作的方式与新的Master进行复制。当然也可以设置为Active-Passive模式下的双Master复制。

　　

　　

　　利用KeepAlived实现故障转移（功能上类似于MSSQL的镜像，形式上类似于windows的故障转移群集）

【4.1】keepalived 简介

　　（4.1.1）起源

　　keepalived软件起初是专门为了LVS负载均衡软件设计的，用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态，后台又加入了可以实现高可用的VRRP功能。（VRRP：全称 virtual router redundancy protocol，虚拟路由冗余协议）

　　因此Keepalived除了能够管理LVS软件外，还可以作为其他服务（如：Nginx/Haproxy/Mysql）的高可用解决方案软件；

　　（4.1.2）实现与组成

　　keepalived 软件主要是通过VRRP协议实现高可用功能的。

　　VRRP是 virtual route redundancyProtocol（虚拟路由器荣誉协议）的缩写，VRRP出现的目的就是为了解决静态路由单点故障问题，它能够保证当个别节点宕机时，整个网络可以不间断的运行。

　　（4.1.3）常见运作场景

　　一个web服务器至少有2台PC运行Keepalived，一台作为主服务器(master)，一台作为备份服务器（Backup），但是对外表现为一个虚拟IP，在Keepalived服务政策工作时，主Master节点会不断地向备节点发送（多播的方式，组播地址为224.0.0.18）心跳消息，用以告诉备节点自己还活着。

　　当主Master节点发生故障时，就无法发送心跳消息，备节点也就因此无法继续监测到来自主Master节点的心跳，于是调用自身接管程序，接管主Master节点的IP资源及服务。

　　而当主Master节点恢复时，备Backup节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源及服务，恢复到原来的备用角色。（抢占模式）（也可以设置成非抢占模式，让其保持主，而不释放资源给原主，具体见4.1.7）

　　所以，keepAlived，一方面具有配置管理LVS的功能，同时还具有对LVS下面节点进行健康检查的功能，另一方面也可以实现系统网络服务的高可用功能，而且Keepalived是可以工作在网络的 Layer3,4&7，即网络层（IP层），传输层（TCP层），及应用层，再后面就直接在很多场景下代替了原始的LVS软件方案。

　　（4.1.4）keepalived服务的三个重要功能

　　　　（1）管理LVS负载均衡软件

　　　　（2）实现LVS集群节点的健康检查

　　　　（3）作为系统网络服务的高可用性（failover）

　　

　　（4.1.5）Keepalived服务的工作原理

　　Keepalived服务对之间通过VRRP进行通信的，VRRP是通过竞选机制来确定主备的（有点像故障转移群集中的投票仲裁形式），主的优先级高于备，因此工作时主会优先获得所有的资源，备节点处于等待状态，当主挂了的时候，备节点就会接管主节点的资源，然后顶替主节点对外服务。

　　在Keepalived服务对之间，只有作为主的服务器会一直发送VRRP广播包，告诉备它还活着，此时备不会抢占主，当主不可用（也就是备没有受到VRRP广播包信息），就会启动相关服务接管资源，保证业务的连续性，接管速度最快可以小于1秒。

　　（4.1.6）keepalived 的三个核心模块

　　　　分别是core/check/vrrp

　　　　core：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：是用来实现VRRP协议的；（VRRP：全称 virtual router redundancy protocol，虚拟路由冗余协议）

　　（4.1.7）什么是VRRP？

　　VRRP,全称 virtual router redundancy protocol，虚拟路由冗余协议。

　　VRRP的出现就是为了解决静态路由的单点故障问题，VRRP是通过一种竞选机制来将路由的任务交给某台VRRP路由器的。　

　　（1）VRRP是怎么解决通信问题的？

　　 在现实的网络环境中，两台需要通信的主机（end-host）大多数情况下并没有直接地物理连接。对于这样的情况，它们之间的路由怎么选择？通常有两种方法解决如何选定到达目的主机的下一跳路由问题：

　　　　使用动态路由协议，如RIP、OSPF等。
　　　　配置静态路由。

　　
        很明显，在主机上配置动态路由，因为管理、维护成本以及是否支持等诸多问题是不切实际的。那么配置静态路由就变得很流行。

　　 实际上，这种方式一直沿用至今。但是，路由器，或者说默认网关（default gateway）却经常成为单故障点。就算配置了多个静态路由，却因为必须重启网络才能生效而变得不实用。

VRRP（虚拟路由冗余协议，Virtual Router Redundancy Protocol)的目的就是为了解决静态路由单点故障问题。

　　它通过一种竞选（election）协议动态地将路由任务交给LAN中虚拟路由器中的某台VRRP路由器。这里有两个关键名词：VRRP路由器和虚拟路由器。

　　　　VRRP路由器：VRRP路由器就是一台路由器，只不过上面运行了VRRPD程序来实现VRRP协议而已，是物理的路由器。一台VRRP路由器可以位于多个虚拟路由器中。
　　　　虚拟路由器：所谓虚拟，就是说并不是实际存在的，是一个逻辑而不是物理的路由器。

　　　　　　　　　　虚拟路由器通常由多台VRRP路由器通过某种方式组成，就好像将这些物理路由器都丢到一个池里面去，整个池对外看起来就像是一台路由器，但其实内部有多台。虚拟路由器的标识称为VRID。
        　　　　　　　　在一个VRRP虚拟路由中，有多台物理的VRRP路由器，但是这多台物理路由并不同时工作，而是由一台称为master的负责路由工作，其它的都是backup。

　　　　　　　　　　master并非一成不变，VRRP协议让每个VRRP路由器参与竞选，最终获胜的就是master。master有一些特权，比如拥有虚拟路由器的IP地址，我们的主机就是用这个IP地址作为静态路由的。

　　　　　　　　　　拥有特权的master要负责转发发送给网关地址的包和响应ARP请求。

　　（2）VRRP的工作机制
        VRRP通过竞选协议来实现虚拟路由器的功能，所有的协议报文都是通过IP多播（multicast）包形式发送的，多播地址为224.0.0.18。虚拟路由器由VRID（范围0-255）和一组IP地址组成，对外表现为一个众所周知的MAC地址：00-00-5E-00-01-{VRID}。所以，在一个虚拟路由器中，不管谁是master，对外都是相同的MAC和IP（称之为VIP）。客户端主机并不需要因为master的改变而修改自己的路由配置，对它们来说，这种主从的切换是透明的。

在一个虚拟路由器中，只有作为master的VRRP路由器会一直发送VRRP广告包（VRRP Advertisement Message），backup不会抢占master，除非它的优先级更高。

　　当master不可用时，backup收不到广告包，多台backup中优先级最高的这台会抢占为master。这种抢占是非常快速的（<1秒），以保证服务的连续性。出于安全性考虑，VRRP包使用了加密协议进行加密

　　（3）keepalived的实现模式

　　Keepalived通过组播（默认）、单播（自定义），实现keepalived主备推选，工作模式分为抢占和非抢占。

　　《1》抢占模式

　　　　主服务器正常工作时，虚拟IP会在主上，备不提供服务，当主服务优先级低于备的时候，备会自动抢占虚拟IP，这时，主提供服务，备提供服务。

　　　　也就是说，抢占模式下，不分主备，只管优先级。

　　　　不管 keepalived.conf 里的 state 配置成 master 还是 backup ，只看谁的priority 优先级高， priority 优先级高的那一个，在故障恢复后，会自动将VIP资源再次抢回来。

　　《2》非抢占模式

　　　　这种方式通过参数nopreempt（一般设置在advert_int 的那一行下面）来控制。不管priority优先级，只要master机器发生故障，VIP资源就会被切换到backup上。

　　　　并且，当master机器恢复后，也不会将VIP资源抢回来。除非Backup机器发生故障，才能自动把VIP等资源切换会主库。

　　　　

　　　　nopreempt 这个参数只能用户state为backup的情况，所以在配置的时候要把master和backup的state都设置成backup，这样才会实现keepalived的非抢占模式！

　　　　也就是说

　　　　a）当state状态一个为master，一个为backup的时候，加不加nopreempt 这个参数都是一样的效果。

　　　　　　即都是根据priority优先级来决定谁抢占VIP资源，属于抢占模式！

　　　　b）当state状态都设置成backup，如果不配置nopreempt参数。

　　　　　　也是根据priority优先级来决定谁抢占VIP资源，属于抢占模式！

　　　　c）当state状态都设置成backup，如果配置了 nopreempt 参数，那么久不会去考虑priority优先级了。

　　　　　　是非抢占模式！ 即只有VIP当前所在机器发生故障，另一台机器才能接管VIP。 不考虑优先级问题。

【4.2】Keepalived在MySQL上有什么作用？

　　mysql双主复制，即互为Master-Slave（只有一个Master提供写操作），可以实现数据库服务器的热备。

　　但一个Master宕机后不能实现动态切换，使用Keepalived，可以通过虚拟IP，实现双主对外的统一接口以及自动检查、失败切换机制，从而实现MySQL数据库的高可用方案。

　　《1》架构1：主备集群架构（双主HA+keepalived）

　　方案：mysql 双主 或者 主从+keepalived 主从自动切换

　　服务器：2台PC

　　优点：架构简单，节省资源

　　缺点：无法线性扩展，主从失败后需要手动恢复主从架构