Mysql - 配置Mysql主从复制-keepalived高可用-读写分离集群

news2024/11/24 2:13:57

目录

高可用：

为什么需要高可用呢？

高可用的主要作用：

keepalived是什么？它用在哪里？

什么是VRRP协议，它的作用是什么？

搭建一个基于keepalived的高可用Mysql主从复制读写分离集群

一、项目中的IP地址配置表：

二、项目拓扑图：

项目步骤：（主从复制、读写分离、单vip高可用、双vip高可用）

1、搭建Mysql的主从复制功能：

2、使用Mysqlrouter搭建MySQL的读写分离功能

3、安装配置keepalived服务

4、修改keepalived的配置文件（从36行以下的全部都不需要）（配置单vip的高可用服务）

5、模拟测试：如果master挂掉了，那么vip是否会转移到backup上去呢？

7、外部连接测试keepalived实现的高可用效果：

8、配置双vip实现keepalived配置（跟MySQL的主主复制十分相似）

9、 负载均衡器的使用

10、进行Mysql的压力测试：

脑裂现象

脑裂有没有危害？

什么时候keepalived会产生脑裂现象呢？

情况一：vrid不一样

情况二：防火墙拦截了vrrp报文通信

 情况三：修改认证密码，查看是否出现脑裂现象

高可用：

高可用性（High Availability，HA）是指系统或功能提供者在经过设计后，该系统或功能能够长时间的保持在正常状态运行的能力。在现代信息化的环境中，高可用性已经成为了一个必不可少的概念。

为什么需要高可用呢？

防止出现单点故障，主要是因为现代IT系统对于稳定性具有较高的要求，一旦系统出现故障（出现单点故障），将会影响到业务的正常运转，甚至会导致数据丢失等重大问题，从而造成严重的损失。所以，必须确保系统能够尽可能地持续稳定地运行，保证了业务的连续性与数据的可靠性。

高可用的主要作用：

高可用的主要作用包括：

  1. 提高系统的稳定性：高可用架构通过冗余、备份、灾备等措施，可以避免单点故障，提高系统的稳定性和可用性，保证服务的连续性。

  2. 提高业务的可靠性：高可用架构可以保证业务的可靠性，避免因为系统故障导致的数据丢失等问题，从而保证业务的正常运转。

  3. 改善用户体验：高可用架构可以提高系统的性能和响应速度，改善用户的体验，同时还可以提高系统的扩展性和可靠性。

  4. 降低维护成本：通过高可用架构降低应用程序的停机时间和维护成本，避免出现服务中断而导致的维护费用增加。

总之，高可用性是一种确保业务连续性的重要手段，它可以避免因为单点故障而带来的损失，并且可以保证业务的持续稳定运行。

keepalived是什么？它用在哪里？

keepalived的官方网站：Keepalived for Linux

keepalived是一种开源软件，它提供了一个简单而高效的方式来实现负载均衡和故障转移。keepalived能够监视可用服务器的状态，并确保将请求路由到可用服务器上，同时在服务器故障时能够及时切换到备用服务器，以保证服务的高可用性。

keepalived主要用于以下几个方面：

  1. 实现负载均衡：keepalived能够使用不同的算法，例如轮询（Round Robin）、加权轮询、最少连接数等，将客户端请求平均地分配到多个后端服务器上，以达到负载均衡的目的。

  2. 提高系统的可用性：keepalived可以对多台服务器进行监视，并自动切换到另一个可用的节点来避免单点故障。通过自动检测和切换，keepalived可以确保应用程序始终处于可用状态，从而提高系统的可用性。

  3. 构建高可用性架构：通过配合其他技术，例如虚拟IP地址（Virtual IP address）、虚拟路由器冗余协议（VRRP）等，keepalived可以帮助构建高可用性架构，从而保证服务的连续性和稳定性。

总之，keepalived是一款功能强大的开源软件，它可以帮助构建高可用性、可伸缩性和安全性的应用程序。它在各种Web应用程序、负载均衡设备、邮件服务器等系统中得到了广泛的应用。

什么是VRRP协议，它的作用是什么？

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）是一种网络协议，用于提高路由器系统的可用性和可靠性。它通过将多个路由器组合成一个虚拟路由器，只有一个路由器处于活动状态，其他路由器都是备份状态，从而达到提供冗余和故障转移的目的。

vip：virtual ip 虚拟IP地址，这个地址是对外提供服务的

参考文档：VRRP原理及配置 - 榕霖 - 博客园 (cnblogs.com)

具体来说，VRRP的作用包括：

  1. 提供冗余：通过将多个路由器组合成一个虚拟路由器，只有一个路由器处于活动状态，其他路由器都是备份状态，当活动路由器出现故障时，备用路由器可以自动接管其工作，确保网络服务不中断。

  2. 提高可用性：由于VRRP使用了路由器的冗余，所以即使在单个设备或链路出现故障时，也能够保持网络的连通性，从而提高了网络的可用性和可靠性。

  3. 支持负载均衡：当多个路由器同时处于活动状态时，VRRP可以自动将流量分布到各个路由器之间，实现负载均衡。

总之，VRRP协议是一种非常有效的网络协议，主要用于提供网络冗余和故障转移，提高网络的可用性和可靠性。它被广泛应用于企业内部网络、互联网服务提供商（ISP）等各种网络环境中。

vid：虚拟ip地址，这个地址是对外提供服务的

搭建一个基于keepalived的高可用Mysql主从复制读写分离集群

一、项目中的IP地址配置表：

中间件：安装mysqlrouter 和 keepalived

master：192.168.2.181

backup：192.168.2.182

vip：192.168.2.221

Linux客户机：192.168.2.43

Mysql服务器：安装Mysql数据库

master：192.168.2.150

slave-1：192.168.2.151

slave-2：192.168.2.152

二、项目拓扑图：

项目步骤：（主从复制、读写分离、单vip高可用、双vip高可用）

1、搭建Mysql的主从复制功能：

参考：Mysql - 主从复制介绍_Claylpf的博客-CSDN博客

xxx

2、使用Mysqlrouter搭建MySQL的读写分离功能

参考：Mysql - 读写分离_mysql读写分离的工具_Claylpf的博客-CSDN博客 

mysqlrouter.conf 配置文件配置：（mysqlrouter必须绑定到vip上或者使用任意地址0.0.0.0）

（切记不能添加注释，我添加是为了方便解释，否则会报错）

[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]# cat mysqlrouter.conf 
# Copyright (c) 2015, 2023, Oracle and/or its affiliates.
#
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License, version 2.0,
# as published by the Free Software Foundation.
#
# This program is also distributed with certain software (including
# but not limited to OpenSSL) that is licensed under separate terms,
# as designated in a particular file or component or in included license
# documentation.  The authors of MySQL hereby grant you an additional
# permission to link the program and your derivative works with the
# separately licensed software that they have included with MySQL.
#
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
# GNU General Public License, version 2.0, for more details.
#
# You should have received a copy of the GNU General Public License
# along with this program; if not, write to the Free Software
# Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301  USA

#
# MySQL Router configuration file
#
# Documentation is available at
#    http://dev.mysql.com/doc/mysql-router/en/

[DEFAULT]
logging_folder = /var/log/mysqlrouter
runtime_folder = /run/mysqlrouter
config_folder = /etc/mysqlrouter

[logger]
level = INFO

# If no plugin is configured which starts a service, keepalive
# will make sure MySQL Router will not immediately exit. It is
# safe to remove once Router is configured.
[keepalive]
interval = 60

[routing:read_write]
bind_address = 192.168.2.221  #vip地址  虚拟IP地址，可以在keepalived配置之前确定 当然我们可以使用0.0.0.0（任意IP地址）,那么不管是vip还是本机的ip地址所对应的7001端口都能访问到     
bind_port= 7001               #自己的端口号      
destinations = 192.168.2.150:3306   #设置目的机器IP地址,可以填master的IP，端口为mysqld运行的端口    
mode = read-write             #设置目的机器IP地址,可以填master的IP，端口为mysqld运行的端口        
max_connections = 65535
max_connect_errors = 100
client_connect_timeout = 9
 
[routing:read_only_1]
bind_address = 192.168.2.221        
bind_port= 7002                     
destinations = 192.168.2.151:3306   #设置目的机器IP地址,可以填master的IP，端口为mysqld运行的端口
mode = read-only                    
max_connections = 65535
max_connect_errors = 100
client_connect_timeout = 9

[routing:read_only_2]
bind_address = 192.168.2.221        
bind_port= 7003                     
destinations = 192.168.2.152:3306   #设置目的机器IP地址,可以填master的IP，端口为mysqld运行的端口
mode = read-only                    
max_connections = 65535
max_connect_errors = 100
client_connect_timeout = 9
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]#

成功刷新mysqlrouter服务

[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]# service mysqlrouter restart
Redirecting to /bin/systemctl restart mysqlrouter.service
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]#

查看端口：

[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]# netstat -anpult |grep mysqlrouter
tcp        0      0 192.168.2.221:7001      0.0.0.0:*               LISTEN      42847/mysqlrouter   
tcp        0      0 192.168.2.221:7002      0.0.0.0:*               LISTEN      42847/mysqlrouter   
tcp        0      0 192.168.2.221:7003      0.0.0.0:*               LISTEN      42847/mysqlrouter   
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]#

3、安装配置keepalived服务

下载keepalived服务：

[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]# yum install keepalived -y
已安装:
  keepalived.x86_64 0:1.3.5-19.el7                                                                                                                                                           

作为依赖被安装:
  lm_sensors-libs.x86_64 0:3.4.0-8.20160601gitf9185e5.el7                net-snmp-agent-libs.x86_64 1:5.7.2-49.el7_9.2                net-snmp-libs.x86_64 1:5.7.2-49.el7_9.2               

完毕！

4、修改keepalived的配置文件（从36行以下的全部都不需要）（配置单vip的高可用服务）

master上的配置

global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
#   vrrp_strict       # 这一行需要注释：原因是因为会在iptables里添加一条规则，会阻止网络通信，导致出现脑裂现象
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {    # 定义一个vrrp协议的实例 名字是VI_1 表示第一个vrrp实例
    state MASTER        # 做master角色
    interface ens33     # 指定监听网络的接口，其实就是vip绑定到那个网络接口上
    virtual_router_id 81  # 虚拟路由器ID 81表示的是编号，另外一台机器上的配置也必须是81
    priority 160          # 优先级 数字越大就越容易成为master
    advert_int 1          # 宣告消息的时间间隔 为1s
    authentication {
        auth_type PASS    # 密码认证 password
        auth_pass 1111    # 具体密码 可以不用修改
    }
    virtual_ipaddress {   # vip 虚拟ip地址 可以配置多个
        192.168.2.221     # 配置的vip
        #192.168.200.17
        #192.168.200.18
    }
}

backup上的配置

[root@mysqlrouter-2 keepalived]# cat keepalived.conf 
global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
  # vrrp_strict       # 这一行需要注释：原因是因为会在iptables里添加一条规则，会阻止网络通信，导致出现脑裂现象
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {    # 定义一个vrrp协议的实例 名字是VI_1 表示第一个vrrp实例
    state BACKUP        # 做backup角色
    interface ens33     # 指定监听网络的接口，其实就是vip绑定到那个网络接口上
    virtual_router_id 81  # 虚拟路由器ID 81表示的是编号，另外一台机器上的配置也必须是81
    priority 100          # 优先级 数字越大就越容易成为master
    advert_int 1          # 宣告消息的时间间隔 为1s
    authentication {
        auth_type PASS    # 密码认证 password
        auth_pass 1111    # 具体密码 可以不用修改
    }
    virtual_ipaddress {   # vip 虚拟ip地址 可以配置多个
        192.168.2.221     # 配置的vip 必须与master配置的vip是一样的
        #192.168.200.17
        #192.168.200.18
    }
}
[root@mysqlrouter-2 keepalived]#

重新启动keepalived服务

[root@mysqlrouter-1 keepalived]# service keepalived restart
Redirecting to /bin/systemctl restart keepalived.service
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#

查看效果：

[root@mysqlrouter-1 keepalived]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:90:87:dc brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.2.181/24 brd 192.168.2.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.2.221/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe90:87dc/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#

5、模拟测试：如果master挂掉了，那么vip是否会转移到backup上去呢？

我们将master上的keepalived关闭，查看backup上的ip地址

[root@mysqlrouter-1 keepalived]# service keepalived stop
Redirecting to /bin/systemctl stop keepalived.service
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#

backup上的IP地址

[root@mysqlrouter-2 keepalived]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:a9:7f:87 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.2.182/24 brd 192.168.2.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.2.221/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fea9:7f87/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@mysqlrouter-2 keepalived]#

成功观察到我们想要的效果，vip真的漂移到了backup上了

当我们重启master，vip又会从backup上漂移到master上去的

[root@mysqlrouter-1 keepalived]# service keepalived start
Redirecting to /bin/systemctl start keepalived.service
[root@mysqlrouter-1 keepalived]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:90:87:dc brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.2.181/24 brd 192.168.2.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.2.221/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe90:87dc/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#

7、外部连接测试keepalived实现的高可用效果：

当我通过Linux上访问192.168.2.221:7001端口的时候，他会访问到我们的master机器的3306端口上去（Mysql数据库的默认端口是3306）

[root@mysql-2 ~]#  mysql -h 192.168.2.221 -P 7001 -u claylpf -p
Enter password: 
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 21
Server version: 5.7.41-log MySQL Community Server (GPL)

Copyright (c) 2000, 2023, Oracle and/or its affiliates.

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.

claylpf@(none) 18:54  mysql>exit
Bye
[root@test ~]# 

[root@mysql-2 ~]#  mysql -h 192.168.2.221 -P 7002 -u claylpf -p
Enter password: 
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 20
Server version: 5.7.41 MySQL Community Server (GPL)

Copyright (c) 2000, 2023, Oracle and/or its affiliates.

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.

claylpf@(none) 19:15  mysql>

8、配置双vip实现keepalived配置（跟MySQL的主主复制十分相似）

双 VIP 可以用于实现高可用性架构。在一个服务器出现故障时，流量可以被自动切换到另一个服务器，从而保持服务的连续性。这在负载均衡、高可用的网络应用中特别有用。

master配置文件：

[root@mysqlrouter-1 keepalived]# cat keepalived.conf 
global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
  # vrrp_strict       
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {    
    state MASTER        
    interface ens33     
    virtual_router_id 81  
    priority 160          
    advert_int 1          
    authentication {
        auth_type PASS    
        auth_pass 1111   
    }
    virtual_ipaddress {   
        192.168.2.221     
    }
}

vrrp_instance VI_2 {    
    state BACKUP        
    interface ens33     
    virtual_router_id 101  
    priority 100          
    advert_int 1          
    authentication {
        auth_type PASS    
        auth_pass 1111   
    }
    virtual_ipaddress {   
        192.168.2.201     
    }
}
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#

backup配置文件：

[root@mysqlrouter-2 keepalived]# cat keepalived.conf 
global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
  # vrrp_strict       # 这一行需要注释：原因是因为会在iptables里添加一条规则，会阻止网络通信，导致出现脑裂现象
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {    # 定义一个vrrp协议的实例 名字是VI_1 表示第一个vrrp实例
    state BACKUP        # 做backup角色
    interface ens33     # 指定监听网络的接口，其实就是vip绑定到那个网络接口上
    virtual_router_id 81  # 虚拟路由器ID 81表示的是编号，另外一台机器上的配置也必须是51
    priority 100          # 优先级 数字越大就越容易成为master
    advert_int 1          # 宣告消息的时间间隔 为1s
    authentication {
        auth_type PASS    # 密码认证 password
        auth_pass 1111    # 具体密码 可以不用修改
    }
    virtual_ipaddress {   # vip 虚拟ip地址 可以配置多个
        192.168.2.221     # 配置的vip 必须与master配置的vip是一样的
    }
}

vrrp_instance VI_2 {    # 定义一个vrrp协议的实例 名字是VI_1 表示第一个vrrp实例
    state MASTER        # 做backup角色
    interface ens33     # 指定监听网络的接口，其实就是vip绑定到那个网络接口上
    virtual_router_id 101  # 虚拟路由器ID 101表示的是编号，另外一台机器上的配置也必须是101
    priority 120          # 优先级 数字越大就越容易成为master
    advert_int 1          # 宣告消息的时间间隔 为1s
    authentication {
        auth_type PASS    # 密码认证 password
        auth_pass 1111    # 具体密码 可以不用修改
    }
    virtual_ipaddress {   # vip 虚拟ip地址 可以配置多个
        192.168.2.201     # 配置的vip 必须与master配置的vip是一样的
    }
}
[root@mysqlrouter-2 keepalived]#

查看master和backup的IP地址

9、 负载均衡器的使用

配置负载均衡器来实现流量的合理分配：

我们可以通过DNS域名解析来配置负载均衡器或者是通过nginx来配置负载均衡器

10、进行Mysql的压力测试：

Mysql压力测试工具：Mysqlslap、Sysbench（数据库专用测试工具）

可以模拟每秒钟处理完的请求数，每秒处理事务处，一次请求所需的平均数，系统内处理的并发请求数。

脑裂现象

脑裂有没有危害？

"脑裂"（Brain Split）通常用于指代分布式计算系统中的一个问题，特别是在集群环境下，其中集群中的节点在某种情况下无法与其他节点进行通信，导致节点之间的数据不一致。脑裂问题可能会导致严重的系统故障和数据损坏。

脑裂问题的危害在于：

  1. 数据不一致性：脑裂可能导致节点之间的数据不一致。如果在脑裂发生时，某些节点认为其他节点不可用，从而导致不同节点之间的数据更新没有被正确传播，最终导致数据不一致。

  2. 故障和系统崩溃：脑裂可能导致系统中的节点以不同的状态运行，从而影响整个系统的稳定性。这可能导致故障和系统崩溃，因为无法在节点之间协调操作。

  3. 无法达成共识：分布式系统通常需要在节点之间达成共识以进行操作，例如领导选举、数据复制等。脑裂可能会破坏共识机制，导致系统无法正常运行。

什么时候keepalived会产生脑裂现象呢？

脑裂现象：

1、vrid不一样的时候会产生

2、中间存在防火墙，阻止了网络之间的keepalived的master和backup的选举过程，vrrp报文无法通信（网络通信出现错误）

3、认证密码不一样也会出现脑裂现象

情况一：vrid不一样

当我们的master的vrid是82，而backup上的vrid是81，那么会产生脑裂现象

master上和backup上都出现了vip，这说明出现了脑裂现象 

 

情况二：防火墙拦截了vrrp报文通信

添加iptables防火墙规则

除了22号端口（ssh协议）能够通信，其他端口都不能通信

查看 master上和backup上是否都出现了vip，发现都出现了，说明产生了脑裂现象

  

最后去除防火墙规则

 情况三：修改认证密码，查看是否出现脑裂现象

查看 master上和backup上是否都出现了vip，发现都出现了，说明产生了脑裂现象

  

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