搭建MySQL负载均衡及高可用环境

jopen 11年前

摘要: 使用 rhel5.8,mysql,keepalived,haproxy 搭建一个集高可用、负载均衡的集群;也有使用到 mysql 的二进制复制来保持数据一致性;避免了单节点故障,也提供设备的利用率;虽然这个实验只有两台设备,但可以此为例,理解概念后再放大到其它环境也可以;

目标:使用两台主机实现 Mysql 的负载均衡及冗余,并做到双主互备;
环境:rhel5.8,mysql-5.0.77,keepalived-1.2.7,haproxy-1.4.20;
说明:
keepalived 实现通过 vrrp协议,通过使一个虚拟IP地址(或称浮动IP)在主备设备间的切换来达到主机冗余;
而客户机通过访问这个虚拟IP 来获取服务;
haproxy 是一款负载均衡软件,用于将请求按策略转发给不同主机,达到负载均衡的效果;
可以实现网络层或应用层上的判断分配;

mysql 开启二进制日志,做到数据库之间的双向复制,保持数据一致性;

#提醒一下,实际生产环境没人会这样搭建的,仅通过这个实验来理解这些概念,希望阅者能有所获;

server1_ip=192.168.5.11
server2_ip=192.168.5.12
server_vip=192.168.5.111
================================================
#此处关闭了防火墙,开启则另配置相应规则
service iptables stop
chkconfig iptables off

ls /opt/soft/ #提取准备软件到此处
haproxy-1.4.20.tar.gz  keepalived-1.2.7.tar.gz

mkdir /opt/keepalived
mkdir /opt/scripts/ #此实验用到脚本目录
mkdir /opt/log/ #此实验日志文件夹
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[install_mysql]
#在两台主机上安装 mysql ,此处使用 rpm 包安装,yum环境可以搭本地源;
yum install -y mysql-server
service mysqld start
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[create_mysql_test_table]
#分别创建一张相同名称和字段的表,插入不同的值,方便中途测试 ha 和轮询是否成功;
#还有分别创建一个相同的用户

#server1
mysql
>use test;
>create table mywait(name char(9),phone char(14));
>insert into mywait(name,phone) values('wait',15000000000);

#server2
>use test;
>create table mywait(name char(9),phone char(14));
>insert into mywait(name,phone) values('chen',15611111111);

[new_mysql_test_user]
>mysql
>grant all on test.* to diaosi@'%' identified by '123456';
>flush privileges;
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#从客户机上测试一下;
mysql -udiaosi -p123456 -h 192.168.5.11 -e "select * from test.mywait;"
mysql -udiaosi -p123456 -h 192.168.5.12 -e "select * from test.mywait;"

#至此,mysql 基础环境搭建完成;
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[install_keepalived]

yum install -y libnl-devel #解决依赖关系

tar xf /opt/soft/keepalived-1.2.7.tar.gz -C /opt/soft
cd /opt/soft/keepalived-1.2.7/
#with-kernel 指定内核版本时,根据本机情况使用TAB键补全
./configure --prefix=/opt/keepalived --with-kernel-dir=/usr/src/kernels/2.6.18-308.el5-i686/
make && make install

[keepalived_config]
#因为没有安装在 / 目录下,所以这些启动和配置文件都需要再 copy 一下;

cp /opt/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/
cp /opt/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp /opt/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
mkdir /etc/keepalived
cp /opt/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/

chkconfig keepalived on #设置开机启动
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vim /etc/keepalived/keepalived.conf #keepalived 主配文件
#以下的配置适合 keepalived 本身便是服务提供者的情况;
! Configuration File for keepalived    #简单的头部,这里主要可以做邮件通知报警等的设置,此处就暂不配置了;  global_defs {          notificationd LVS_DEVEL  }    #预先定义一个脚本,方便后面调用,也可以定义多个,方便选择;  vrrp_script mysql_chk {          script "/opt/scripts/mysql_chke.sh"          interval 2  #脚本循环运行间隔          weight 2  #脚本的结果导致优先级变更,成功+2  }  #VRRP虚拟路由冗余协议配置  vrrp_instance VI_1 {   #VI_1 是自定义的名称;          state MASTER   #表明这是一台主设备,备用设备为 BACKUP          interface eth0          #指定VIP需要绑定的物理网卡          virtual_router_id 11  #VRID虚拟路由标识,也叫做分组名称,该组内的设备需要相同          priority 150   #定义这台设备的优先级 1-254;          advert_int 1   #生存检测时的组播信息发送间隔,组内一致            authentication {  #设置验证信息,组内一致                  auth_type PASS         #有PASS 和 AH 两种,常用 PASS                  auth_pass 111         #密码          }            virtual_ipaddress {  #指定VIP地址,组内一致,可以设置多个IP                  192.168.5.111/24          }            track_script {  #使用在这个域中使用预先定义的脚本                  mysql_chk          }     #此部分所载入的脚本为外部脚本,不需要预先定义;   #也可不添加,此实验在后半部分安装haproxy后,才有添加;          notify_master /opt/scripts/start_haproxy.sh #表示当切换到master状态时,要执行的脚本          notify_fault /opt/scripts/stop_keepalived.sh #故障时执行的脚本          notify_stop /opt/scripts/stop_haproxy.sh        #keepalived停止运行前运行的脚本  }
#keepalived 主和备的配置文件基本相同;只需要修改:
state BACKUP #修改为备份设备
priority 100 #优先级要比主低
#其它地方根据实际情况也可以做调整;
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#新建刚才配置keepalived 时所定义的脚本,用于在mysql 死亡后结束 keepalived
#!/bin/bash  #mysql_chke.sh  #  a=`ps -C mysqld --no-header | wc -l`  if [ $a -eq 0 ];then          sleep 3                  /sbin/service keepalived stop                  echo "`date +%c` stop keepalived" >> /opt/log/stop_keepalived.log          fi  fi
service keepalived start    #在两台设备上面启动


#开始测试

ip address
#查看主设备 11 上是否有生成 vip 地址;
#注意事项,keepalived 生成的 VIP 对 ifconfig 命令不可见,所以需要使用 ip 命令;

mysql -udiaosi -p123456 -h 192.168.5.111 -e "select * from test.mywait;"
#正常情况是只能查询到 MASTER 的数据库的数据;

1、尝试将 MASTER 的keepalived 停掉
2、down 掉 MASTER 的网卡
3、让mysql 启动不了,比如先注释掉mysql这个用户,后killall mysqld ,
查看mysql_chke 脚本是否会把 keepalived 结束掉;

#这个时后 vip 地址会移动到 Slave 主机上; HA 搭建的是否成功体现于查询所获取值的变化;
#当将 MASTER 恢复后,VIP 又会回到 11 的设备上;


#至此 keepalived 为 mysql 做HA 模式成功;
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[install_haproxy]
#用于将请求分别轮询到 192.168.5.11 192.168.5.12

tar xf /opt/soft/haproxy-1.4.20.tar.gz -C /opt/soft/
cd /opt/soft/haproxy-1.4.20/
make TARGET=linux26 PREFIX=/opt/haproxy install

mkdir /opt/haproxy/conf
mkdir /opt/haproxy/logs
touch /opt/haproxy/conf/haproxy.cfg
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[mysql_config]
#修改 mysql 监听,使 mysql 避开 192.168.5.111,因为 haproxy 也要监听 111:3306 这个IP地址和端口;
vim /etc/my.cnf

#server1
[mysqld]
bind-address=192.168.5.11 #mysql 的监听,添加这一句就好了

#server2
[mysqld]
bind-address=192.168.5.12

#重启mysql
service mysqld restart

#到现在已经不能通过 192.168.5.111 访问数据库了,接下来配置 haproxy
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[config_haproxy]
#主备服务器的主配文件一致;
vim /opt/haproxy/conf/haproxy.cfg
global   #全局系统配置          log 127.0.0.1 local0 info #定义日志级别[err warning info debug]       #local0 是日志设备,必须为24种标准syslog设备之一;          maxconn 4096  #最大链接数          uid 0   #运行该程序的用户,此处没有其它用户了,就用的 root          gid 0          daemon   #以后台形式运行          nbproc 1  #进程数量    defaults   #默认配置          mode tcp  #所处理的类别 http | tcp | health          option redispatch #serverId对应的服务器挂掉后,强制定向到其他健康的服务器          retries 3  #三次连接失败则服务器不用          timeout connect 5000 #连接超时          timeout client 50000 #客户端超时          timeout server 50000 #服务器超时          timeout check 2000 #心跳检测超时    listen proxy          bind 192.168.5.111:3306  #监听地址          mode tcp          balance roundrobin  #定义负载方式,此处为轮询            log 127.0.0.1 local0 info #定义日志类型   #rise 3三次正确表示服务器可用,fall 3表示3次失败表示服务器不可用          server db1 192.168.5.11:3306 check inter 1200 rise 2 fall 3 weight 1          server db2 192.168.5.12:3306 check inter 1200 rise 2 fall 3 weight 1    #服务器状态监控配置,可以通过定义的地址查看集群状态;  listen haproxy_stats          log 127.0.0.1 local0 info          mode http          bind 192.168.5.111:8888          option httplog          stats uri /status          stats realm Haproxy Manager          stats auth admin:admin  #设置监控地址的帐号与密码
#在keepalived 主配文件中添加刚才在其末端说明的外部定义脚本

#启动服务
/opt/haproxy/sbin/haproxy -f /opt/haproxy/conf/haproxy.cfg

#说明事项,keepalived 的服务主备设备上都可以同时运行,实则只有获得VIP的服务器才有效;
#但是 haproxy 启动的时候需要监听 VIP 地址,所以第一次备用设备是手动起不了服务的;
#需要在 keepalived 的notify_master配置项中设定脚本,当此设备获得VIP地址后才启动 haproxy;

#有个问题在这里,我们只设定了当keepalived 停止服务时,才结束 haproxy ,没有设定移交VIP时是否结束;
#其实这也不用担心,因为主机上已经没有VIP地址了,即便是监听也无效果,并无干扰;
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##开始测试

#检测监听
netstat -tunlp | grep ha
netstat -tunlp | grep 3306
# master 设备上才会有两个程序监听不同地址的 3306;

#暂未配置 mysql 互为主备就是为了方便这一阶段的排错,这样能更准确的测试;
mysql -udiaosi -p123456 -h 192.168.5.111 -e "select * from test.mywait;"
#返回值应该是在 server1 server2 之间徘徊;

sed -i 's/^mysql.*$/#&/' /etc/passwd     #注释掉mysql的用户
service mysqld stop

#这个时候 mysql 服务已经启动不起了,mysql_chke.sh 脚本会把 keepalived 停止掉;
keepalived 停止前,又会把 haproxy 杀死;当备份的设备获得 vip 后,则会通过start_haproxy.sh 脚本将 haproxy 启动起来;
于是并不会因为服务器当机或mysql故障,影响我们客户端对 111 的查询操作,实验完成一半了;

#但是测试时,在VIP地址切换过程中,客户端会有那么2-3秒不能访问到数据库,这个暂时忽略不计;

sed 's/^#//' /etc/passwd     #测试完后,记得恢复mysql用户哦;
#恢复mysql 后,启动主设备的 mysqld keepalived ,然后使用 ip a 查看VIP 地址是否有返回来;

#在其中一台设备上 killall haproxy ,之后查看集群状态;
http://192.168.5.111:8888/status
#查看后再将 haproxy 启动


#至此,已经完成 负载均衡 + 高可用 两部分,负载方式为轮询
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##三个脚本,很简单,就不再介绍了哈;主要是做日志和结束服务;


#!bin/bash  #start_haproxy.sh    sleep 5  get=`ip addr  |grep 192.168.5.111 |wc -l`  echo $get >> /opt/log/start_haproxy.log    if [ $get -eq 1 ]  then          echo "`date +%c` success to get vip" >> /opt/log/start_haproxy.log          /opt/haproxy/sbin/haproxy -f /opt/haproxy/conf/haproxy.cfg  else          echo "`date +%c` can not get vip" >> /opt/log/start_haproxy.log  fi
#!bin/bash  #stop_haproxy.sh    pid=`pidof haproxy`  echo "`date +%c` stop haproxy" >> /opt/log/stop_haproxy.log  kill -9 $pid
#!bin/bash  #stop_keepalived.sh    pid=`pidof keepalived`  if [ $pid == "" ]  then          echo "`date +%c` no keepalived process id"  >> /opt/log/stop_keepalived.log  else          echo "`date +%c` will stop keepalived "  >> /opt/log/stop_keepalived.log          /etc/init.d/keepalived stop  fi

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[mysql Manager Slave]

#mysql 主备配置;两台设备上添加用户哦;


root#mysql
create database db1;
GRANT REPLICATION SLAVE ON . TO 'diaosi1'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
#此处注意哦,Slave 权限必须的,我最初使用 all 权限,结果主备始终不同步,改成 Slave 就OK了;
flush privileges;
show grants for mydiaosi1@'%';
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#server1 的 mysql 配置
server_id=1 #服务器标识,唯一
log_bin=mysqlbinlog #启用二进制日志
log_bin_index=mysqlbinlog-index #日志索引文件
log_slave_updates=1 #让从服务器把自身复制的事件和记录都写到自己的二进制日志里
relay_log=relay-log #中继日志位置;存放slave端获取到master端的二进制文件信息
replicate_do_db=db1 ##指定需要同步的数据库


#server2 的 mysql 配置
server_id=2
log_bin=mysqlbinlog
log_bin_index=mysqlbinlog-index
log_slave_updates=1
relay_log=relay-log
replicate_do_db=db1


#分别重启两服务

service mysqld restart

mysql> show master status; #查看mysql 的当前二进制日志文件
+--------------------+----------+--------------+------------------+
| File               | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+--------------------+----------+--------------+------------------+
| mysqlbinlog.000001 |       98 |              |                  |
+--------------------+----------+--------------+------------------+
1 row in set (0.28 sec)


#分别连接对方 mysql 日志,开始备份;记得替换 Master_Host 和日志名及MASTER_LOG_POS;
>CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.5.12',master_port=3306,MASTER_USER='mywait',MASTER_PASSWORD='123456',MASTER_LOG_FILE='mysqlbinlog.000001',MASTER_LOG_POS=98;
>START SLAVE; #开始同步


mysql> SHOW SLAVE STATUS\G #查看mysql同步状态
*************************** 1. row ***************************
             Slave_IO_State: Waiting for master to send event
                Master_Host: 192.168.5.11
                Master_User: mywait
                Master_Port: 3306
              Connect_Retry: 60
            Master_Log_File: mysqlbinlog.000001
        Read_Master_Log_Pos: 98
             Relay_Log_File: relay-log.000002
              Relay_Log_Pos: 237
      Relay_Master_Log_File: mysqlbinlog.000001
           Slave_IO_Running: Yes #表明获取对方日志文件的连接成功;
          Slave_SQL_Running: Yes #将获取到的日志转成sql语句回写本地数据库成功;
            Replicate_Do_DB: db1
        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: 98
            Relay_Log_Space: 237
            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
1 row in set (0.00 sec)


#主要就是看 Slave_IO_Running,Slave_SQL_Running
#这里错误的话,多数情况是 Slave_IO_Running 的问题,防火墙,用户权限,日志是否有启用等都需要判断;
=====================================================================
=====================================================================
#至此 mysql 双主互备搭建完成,我们的全部实验规划也全部完成;
#进入全面测试阶段;


#在 server1 的DB1里新建一张表,并赋值
>use db1;
>create table mywait(name char(9),phone char(14));
>insert into mywait(name,phone) values('wait',15888888888);

#新建一个具有 db1 权限的用户
grant all on db1.* to diaosi2@'%' identified by '123456';
>flush privileges;

#切换到 test 库,在mywait 表中插入一条数据;
use test;
insert into mywait(name,phone) values ('diaosi',15002839961);


#在 server2做验证;
>use db1;
>show tables;
>select * from mywait;

#此时数据与 server1 的会数据一致,表示mysql同步成功;

select user,host,password from mysql.user;
#在 server1 创建的用户也会被 server2 所同步;

#select * from test.mywait
#可以看到 server1上的 test 库并没有被同步;


#客户机上测试
mysql -udiaosi2 -p123456 -h 192.168.5.111 -e "select * from db1.mywait;"


#完毕;
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#存在的问题;
在做mysql_chke 脚本时,本打算使用检查进程的形式判断服务是否启动;
`ps -C mysqld --no-header | wc -l`
当检查mysql 进程不存在的时候,先试着启动一次mysqld ,然后再检测,如果还是启动不了服务,再结束 keepalived ;
但是在使用 /etc/rc.d/init.d/mysqld start 启动后,出现一些问题;
比如mysql 配置文件错误或是注销用户等,mysql服务已然起不来了,虽然手动起不来服务;
但使用 ps -C mysqld 还是可以检查出一条mysqld 的进程来,这是什么情况没弄明白,希望能得到指点;


可优化项,haproxy 的功能很多,可以做成基于权重的分配方式,或是根据访问地址的,甚至可以使用 cookie 做判断;
大家都可以多测试一下;
有些地方是需要在两台服务器上同时配置的,大家看的时候多留意一下,测试过程中多看日志是最好的排错方式;


#ip a | ip addr | ip address 效果是一样的;


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