rhel 8.7 部署 keepalived+haproxy 实现 mysql 双主高可用场景 2-阿里云开发者社区

主从复制验证

先使用 mysql root 用户创建一个库

create database music;

再创建一个 mysql 的普通用户，并且对 music 库有增改查的权限

CREATE USER 'vinci'@'%' IDENTIFIED BY 'DavVinci';
GRANT SELECT,UPDATE,INSERT,CREATE ON music.* TO 'vinci'@'%';

使用 vinci 用户登录到 172.72.0.116 的 mysql，进行建库建表

CREATE TABLE music.favorite(
  name char(10),
  music_name char(20)
)charset=utf8;

插入几条数据

INSERT INTO music.favorite(name, music_name) VALUES
('Eason Chan','遥远的她'),
('Ronald','怪胎'),
('Hacken Lee','李香兰');

使用 vinci 用户登录到 172.72.0.137 的 mysql，查看数据是否存在

SELECT music_name FROM music.favorite WHERE name='Ronald' limit 5;

部署 haproxy

官网：http://www.haproxy.com
HAProxy提供高可用性、负载均衡以及基于TCP和HTTP的应用代理，支持虚拟主机，它是免费、快速并且可靠的一种负载均衡解决方案。适合处理高负载站点的七层数据请求。类似的代理服务可以屏蔽内部真实服务器，防止内部服务器遭受攻击。

使用 yum 安装

yum install -y haproxy

创建 haproxy 配置文件

备份原来的配置文件

cp /etc/haproxy/haproxy.cfg{,.bak}

创建配置文件

cat << EOF > /etc/haproxy/haproxy.cfg
global                              
   log 127.0.0.1 local3 info           # 在本机记录日志
   maxconn 65535                       # 每个进程可用的最大连接数
   chroot /data/haproxy                # haproxy 安装目录
   pidfile /data/haproxy/haproxy.pid   # haproxy pid 文件目录
   uid 994                             # 运行 haproxy 的用户uid（id haproxy 命令可以查看）
   gid 991                             # 运行 haproxy 的用户组id（id haproxy 命令可以查看）
   daemon                              # 以后台守护进程运行
defaults
   log global
   mode http                           # 运行模式 tcp、 http、 health
   retries 3                           # 三次连接失败，则判断服务不可用
   option redispatch                   # 如果后端有服务器宕机，强制切换到正常服务器
   stats uri /haproxy                  # 统计页面 URL 路径
   stats refresh 30s                   # 统计页面自动刷新时间
   stats realm haproxy-status          # 统计页面输入密码框提示信息
   stats auth admin:YWJjMTIzCg==       # 统计页面用户名和密码
   stats hide-version                  # 隐藏统计页面上 HAProxy 版本信息
   maxconn 65535                       # 每个进程可用的最大连接数
   timeout connect 5000                # 连接超时 
   timeout client 50000                # 客户端超时
   timeout server 50000                # 服务器端超时
frontend http_haproxy
   mode http                           # 运行模式 tcp、 http、 health
   maxconn 65535                       # 每个进程可用的最大连接数
   bind :18080                         # 监听 18080 端口
   log global                       
   option httplog                   
   option httpclose                    # 每次请求完毕后主动关闭 http 通道
frontend mysqls                        # 自定义描述信息
   mode tcp                            # 运行模式 tcp、 http、 health
   maxconn 65535                       # 每个进程可用的最大连接数
   bind *:13307                        # 监听 13307 端口
   default_backend mysql_backend
backend mysql_backend
   mode tcp
   balance roundrobin                    # 设置负载均衡模式，source 保存 session 值，roundrobin 轮询模式
   # rise 2是2次正确认为服务器可用
   # fall 3是3次失败认为服务器不可用
   server mysql01 172.72.0.116:13306 check inter 5s rise 2 fall 3
   server mysql02 172.72.0.137:13306 check inter 5s rise 2 fall 3
EOF

给 haproxy 的 chroot 目录授权

mkdir /data/haproxy
chown -R haproxy /data/haproxy

启动 haproxy

systemctl enable haproxy
systemctl start haproxy

可以在浏览器输入 172.72.0.116:18080/haproxy 或者 172.72.0.137:18080/haproxy 来验证是否可以看到统计页面，这里的 ip，大家以自己实际的为准

验证 haproxy 登录到 mysql

haproxy 正确的情况下，两个地址都可以用 13307 端口来登录到 mysql 内

mysql -uvinci -pDavVinci -h172.72.0.116 -P13307
mysql -uvinci -pDavVinci -h172.72.0.137 -P13307

部署 keepalived

Keepalived 工作原理

keepalived 是以 VRRP 协议为实现基础的，VRRP 全称 Virtual Router Redundancy 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。也就是说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 不断向 backup 发送心跳信息，告诉 backup 自己还活着，当 backup 收不到心跳消息时就认为 master 已经宕机啦，这时就需要根据 VRRP 的优先级来选举一个 backup 当 master。从而保证高可用。

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。

vrrp 虚拟路由冗余协议

使用ip报文作为传输协议；
协议号112；
使用固定组播网络 224.0.0.18 进行发送；
只是用advertisement报文；

master路由器的选举：

比较每台路由器设备的优先级，优先级大的为 master。优先级相同的，比较接口IP地址，地址大的成为 master；
master 会主动周期的发送 advertisement 报文，一秒发送一次；

backup 如果 3 秒没有接到 master 发送的 advertisment 报文，就说明 master down；

抢占和非抢占模式

摘抄自：MySQL + Keepalived 双主热备高可用操作记录

keepalive 通过组播，单播等方式（自定义），实现 keepalive 主备推选。工作模式分为抢占和非抢占（通过参数 nopreempt 来控制）。

抢占模式：
主服务正常工作时，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，主不提供服务，备提供服务。
也就是说，工作在抢占模式下，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（一般而言，state 为 MASTER 的优先级要高于 BACKUP）。priority 优先级高的那一个在故障恢复后，会自动将 VIP 资源再次抢占回来！！

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，也不会去将 VIP 资源抢占回来，直至 BACKUP 机器发生故障时，才能自动切换回来。

千万注意：

nopreempt 这个参数只能用于 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：

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 资源的，是抢占模式！
当 state 状态都设置成 backup，如果不配置 nopreempt 参数，那么也是看 priority 优先级决定谁抢占 vip 资源，即也是抢占模式。

当 state 状态都设置成 backup，如果配置 nopreempt 参数，那么就不会去考虑 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。即使优先级高的那一台机器恢复后也不会主动抢回 vip，只能等到对方发生故障，才会将 vip 切回来。

使用 yum 安装

yum install -y keepalived

在 172.72.0.116 创建 keepalived 配置文件

备份原来的配置文件

cp /etc/keepalived/keepalived.conf{,.bak}

创建配置文件，这里采用非抢占模式

cat << EOF > /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
    # 每个 keepalived 要配置成不一样的
    router_id mysql1
}
# 作用：添加一个周期性执行的脚本。
## 脚本的退出状态码会被调用它的所有的VRRP Instance记录。
## 注意：至少有一个VRRP实例调用它并且优先级不能为0。
## 优先级范围是1-254，用来做健康检查的，当检查失败时会将 vrrp_instance 的 priority 减少相应的值
vrrp_script chk_haproxy  {
    # 监控服务脚本，脚本x执行权限；
    script "/data/script/chk_haproxy.sh"
    # 检测时间间隔(执行脚本间隔)
    interval 2
    weight -2
    # 解释 weight：
    ## 如果脚本执行成功(退出状态码为0)，weight大于0，则priority增加。
    ## 如果脚本执行失败(退出状态码为非0)，weight小于0，则priority减少。
    ## 其他情况下，priority不变。
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    # 指定虚拟 ip 的网卡接口，根据自己实际网卡名称修改
    interface ens160
    # 路由器标识，MASTER 和 BACKUP 必须是一致的
    virtual_router_id 51
    # 定义优先级，数字越大，优先级越高，在同一个 vrrp_instance 下，MASTER 的优先级必须大于 BACKUP 的优先级。这样 MASTER 故障恢复后，就可以将VIP资源再次抢回来
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.72.0.100
    }
    # 添加此行表示非抢占模式
    # nopreempt
    track_script {
        chk_haproxy
    }
}
EOF

在 172.72.0.137 创建 keepalived 配置文件

备份原来的配置文件

cp /etc/keepalived/keepalived.conf{,.bak}

创建配置文件，这里采用非抢占模式

cat << EOF > /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
    # 每个 keepalived 要配置成不一样的
    router_id mysql2
}
# 作用：添加一个周期性执行的脚本。
## 脚本的退出状态码会被调用它的所有的VRRP Instance记录。
## 注意：至少有一个VRRP实例调用它并且优先级不能为0。
## 优先级范围是1-254，用来做健康检查的，当检查失败时会将 vrrp_instance 的 priority 减少相应的值
vrrp_script chk_haproxy  {
    # 监控服务脚本，脚本x执行权限；
    script "/data/script/chk_haproxy.sh"
    # 检测时间间隔(执行脚本间隔)
    interval 2
    weight -2
    # 解释 weight：
    ## 如果脚本执行成功(退出状态码为0)，weight大于0，则priority增加。
    ## 如果脚本执行失败(退出状态码为非0)，weight小于0，则priority减少。
    ## 其他情况下，priority不变。
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    # 指定虚拟 ip 的网卡接口，根据自己实际网卡名称修改
    interface ens160
    # 路由器标识，MASTER 和 BACKUP 必须是一致的
    virtual_router_id 51
    # 定义优先级，数字越大，优先级越高，在同一个 vrrp_instance 下，MASTER 的优先级必须大于 BACKUP 的优先级。这样 MASTER 故障恢复后，就可以将VIP资源再次抢回来
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.72.0.100
    }
    # 添加此行表示非抢占模式
    # nopreempt
    track_script {
        chk_haproxy
    }
}
EOF

配置 haproxy 健康检测脚本

所有 keepalived 节点都需要配置

因为非抢占模式，所以需要手动切换 VIP，这里脚本用停止 keepalived 服务来触发手动切换 VIP

脚本里面是探测 haproxy 的端口三次，如果返回状态码都是非0，就会触发停止 keepalived 服务
cat << EOF > /data/script/chk_haproxy.sh
#!/bin/bash
exitNum=0
while true
do
  if ! nc -z 127.0.0.1 13307; then
    let exitNum++
    [ ${exitNum} -lt 3 ] || systemctl stop keepalived
  fi
done
EOF

keepalived 的健康检测脚本必须要有执行权限

chmod +x /data/script/chk_haproxy.sh

启动 keepalived 服务

注意启动顺序，要先启动一个 keepalived 组件，并且有 VIP 了之后，再去启动剩下的 keepalived 组件，如果同时启动 keepalived 组件，那就都会有 VIP 地址了

systemctl enable keepalived
systemctl start keepalived

验证 VIP 登录 mysql

能读取到数据，证明 keepalived 部署没有问题

mysql -uvinci -pDavVinci -h172.72.0.100 -P13307 -e "SELECT music_name FROM music.favorite WHERE name='Hacken Lee' limit 1;"

验证高可用是否有效

当一台 mysql 服务无进程

杀掉一个 mysql 的进程，模拟 mysql 出现故障，等 30秒后，看是否能写入 mysql 数据

杀掉一个 mysql 的进程后，可以从 haproxy 的统计页面看到显示为 down

cat /data/mysql/mysqld.pid | xargs kill -9 && \
sleep 30 && \
mysql -uvinci -pDavVinci -h172.72.0.100 -P13307 -e "INSERT INTO music.favorite(name, music_name) VALUES ('Beyond','冷雨夜');"

验证完成后，再次启动 mysql，在 haproxy 的统计页面看到显示为 up，并且进入 mysql 查看 SHOW SLAVE STATUS 确认 Slave_IO_Running 和 Slave_SQL_Running 都是 YES

验证 keepalived 是否为非抢占模式

存在 VIP 的节点，停止 keepalived 服务，模拟 keepalived 故障，看 VIP 是否会漂移到其他节点

systemctl stop keepalived

此时去其他节点，发现 VIP 已经漂移过来了，并且可以读取 mysql 数据

将停止的 keepalived 重新启动，看 VIP 是否会漂移回来

正常情况下，处于非抢占模式，VIP 是不会再次漂移的

systemctl start keepalived

当一台 haproxy 服务无进程，mysql 服务均正常

这里直接把有 VIP 节点的 haproxy 服务停止，模拟 haproxy 故障，并且触发 keepalived 的健康检测，进行 VIP 的漂移，同时验证是否能读取 mysql 数据
systemctl stop haproxy && \
sleep 10 && \
ip a | grep 172.72.0.100; \
mysql -uvinci -pDavVinci -h172.72.0.100 -P13307 -e "SELECT music_name FROM music.favorite WHERE name='Hacken Lee' limit 1;"

使用 tcpdump 命令观察地址的变化

tcpdump -i ens160 vrrp -nn

可以看到，VIP 从 172.72.0.116 机器切换到 172.72.0.137 机器上，并且也能正常读取 mysql 的数据

22:25:19.569090 IP 172.72.0.116 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 51, prio 98, authtype simple, intvl 1s, length 20
22:25:20.569328 IP 172.72.0.116 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 51, prio 98, authtype simple, intvl 1s, length 20
22:25:21.570001 IP 172.72.0.116 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 51, prio 98, authtype simple, intvl 1s, length 20
22:25:21.578036 IP 172.72.0.116 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 51, prio 0, authtype simple, intvl 1s, length 20
22:25:22.196273 IP 172.72.0.137 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 51, prio 98, authtype simple, intvl 1s, length 20
22:25:23.196572 IP 172.72.0.137 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 51, prio 98, authtype simple, intvl 1s, length 20
22:25:24.196795 IP 172.72.0.137 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 51, prio 98, authtype simple, intvl 1s, length 20

基于二进制部署的 mysql 写了一个脚本来做启停和重启

#!/usr/bin/env bash
baseDir="$(cd `dirname $0`;pwd)"
envName="$1"
envOpt="$2"
pidFile="/data/mysql/mysqld.pid"
MYSQL_HOME='/data/software/mysql-5.7.29-linux-glibc2.12-x86_64'
function opt_usage () {
  echo "usage: bash $0 'start|stop|restart'"
  exit 1
}
if [ $# -lt 1 ];then
  opt_usage
  exit 1
fi
function start_mysql () {
  if [[ ! -f "${pidFile}" ]];then
    ${MYSQL_HOME}/bin/mysqld \
    --defaults-file=/data/mysql/config/my.cnf --daemonize \
    --plugin-dir=${MYSQL_HOME}/lib/plugin
    if [ $? -eq 0 ];then
      echo "mysql start success"
    fi
  else
    pidNum=$(ps -ef | grep -v grep | grep mysqld | awk '{print $2}')
    echo "pid: ${pidNum} is running for mysqld,please check it"
    exit 1
  fi
}
function stop_mysql () {
  if [[ ! -f "${pidFile}" ]];then
    echo "pid file: ${pidFile} is not found"
    exit 1
  else
    kill $(cat ${pidFile})
    sleep 5
    num=0
    while true
    do
      ps -ef | grep -v grep | grep mysqld | awk '{print $2}' &> /dev/null
      if [ $? -eq 0 ];then
        echo "stop mysql success"
        break
      else
        echo "wating for mysql shutdown......"
        let num++
        sleep 1
      fi
      if [ ${num} -eq 3 ];then
        echo "stop mysql failed,please check it"
        exit 1
      fi
    done
  fi
}
function status_mysql () {
  if [ -f "${pidFile}" ];then
    pidNum="$(ps -ef | grep -v grep | grep mysqld | awk '{print $2}')"
    if [ ${pidNum} -eq $(cat ${pidFile}) ];then
      echo "mysql is running"
      echo "mysql version is: $(mysql -V)"
      echo "   mysql  pid is: ${pidNum}"
    fi
  else
    echo "mysql is not running"
  fi
}
case $1 in
    'start')
        start_mysql
        ;;
    'stop')
        stop_mysql
        ;;
    'restart')
        stop_mysql
        start_mysql
        ;;
    'status')
        status_mysql
        ;;
    '*')
        opt_usage
        exit 1
esac

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Keepalived 工作原理

抢占和非抢占模式

在 172.72.0.116 创建 keepalived 配置文件

在 172.72.0.137 创建 keepalived 配置文件

配置 haproxy 健康检测脚本

启动 keepalived 服务

验证 VIP 登录 mysql

验证高可用是否有效

当一台 mysql 服务无进程

验证 keepalived 是否为非抢占模式

当一台 haproxy 服务无进程，mysql 服务均正常

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