目录

• 概述
• 双主热备
• keeplive工作流程
• Mysql+Keepalived双主热备的高可用架构图
• mysql主主模式环境搭建
• Mysql+Keepalived高可用环境搭建
• Mysql＋keepalived故障转移的高可用测试
• php7进阶到架构师相关阅读

概述

这是关于php进阶到架构之mysql进阶学习的系列课程：mysql+keepalive高可用方案操盘实战

学习目标：

1. 掌握mysql主从复制中的双主模式以及环境搭建
2. 掌握keeplived的工作原理
3. Mysql+Keepalived双主热备的高可用环境实战搭建

双主热备

双机热备是指两台机器都在运行，但并不是两台机器都同时在提供服务。当提供服务的一台出现故障的时候，另外一台会马上自动接管并且提供服务，而且切换的时间非常短。mysql实现双主热备是通过主从复制的双主模式。

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，但是一个Master宕机后不能实现动态切换。需要人工控制，那么如何实现动态自动切换呢？

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。

虚拟IP：逻辑上是虚拟的，实际是可以提供客户端访问的，类似nginx负载均衡调度器。

keeplive工作流程

通过VIP实现Mysql双主对外连接的统一接口。即客户端通过Vip连接数据库；当其中一台宕机后，VIP会漂移到另一台上，这个过程对于客户端的数据连接来说几乎无感觉，从而实现高可用。

keeplive实现原理

Keepalived，保持存活，在网络里面就是保持在线了，也就是所谓的高可用或热备，用来防止单点故障(单点故障是指一旦某一点出现故障就会导`整个系统架构的不可用)的发生。

那说到keepalived不得不说的一个协议VRRP协议，可以说这个协议就是keepalived实现的基础。`

1)Keepalived的工作原理：

VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)虚拟路由冗余协议。

在VRRP中有两组重要的概念：VRRP路由器和虚拟路由器，主控路由器和备份路由器。

2)VRRP路由器是指运行VRRP的路由器，是物理实体，虚拟路由器是指VRRP协议创建的，是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作，共同构成一台虚拟路由器。

3)Vrrp中存在着一种选举机制，用以选出提供服务的路由即主控路由，其他的则成了备份路由。当主控路由失效后，备份路由中会重新选举出一个主控路由，来继续工作，来保障不间断服务

Mysql+Keepalived双主热备的高可用架构图

mysql主主模式环境搭建

环境描述

Master1：182.148.15.238        #安装mysql和keepalivedMaster2: 182.148.15.237        #安装mysql和keepalivedVIP：182.148.15.236

主主同步实现

先实现主从同步，即master1->master2的主从同步，

然后master2->master1的主从同步.

这样，双方就完成了主主同步。

注意下面几点：

1. 要保证同步服务期间之间的网络联通。即能相互ping通，能使用对方授权信息连接到对方数据库(防火墙开放3306端口)。`
2. 关闭selinux。
3. 同步前，双方数据库中需要同步的数据要保持一致。这样，同步环境实现后，再次更新的数据就会如期同步了。

可能出现的问题

报错：Last_IO_Error: Fatal error: The slave I/O thread stops because master and slave have equal MySQL server ids; these ids must be different for replication to work (or the --replicate-same-server-id option must be used on slave but this does not always make sense; please check the manual before using it).

解决办法：删除mysql数据目录下的auto.cnf文件，重启mysql服务即可！

另：Keepalived必须使用root账号启动

一、master1(182.148.15.238)mysql环境部署

1.在my.cnf文件的[mysqld]配置区域添加下面内容：

server-id = 1         log-bin = mysql-bin     sync_binlog = 1binlog_checksum = nonebinlog_format = mixedauto-increment-increment = 2     auto-increment-offset = 1    slave-skip-errors = all  

2.重启mysql服务

/etc/init.d/mysql restart

3.数据同步授权

iptables防火墙开启3306端口，这样I/O线程就可以以这个用户的身份连接到主服务器，并且读取它的二进制日志。

mysql> grant replication slave,replication client on *.* to wang@'182.148.15.%' identified by "wang@123";Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)  mysql> flush privileges;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

4.将库表锁住

仅仅允许读，以保证数据一致性；待主主同步环境部署后再解锁；

锁住后，就不能往表里写数据，但是重启mysql服务后就会自动解锁！

mysql> flush tables with read lock;  //注意该参数设置后，如果自己同步对方数据，同步前一定要记得先解锁！

5.查看下log bin日志和pos值位置

mysql> show master status;+------------------+----------+--------------+--------------------------+-------------------+| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB         | Executed_Gtid_Set |+------------------+----------+--------------+--------------------------+-------------------+| mysql-bin.000004 |      430 |              | mysql,information_schema |                   |+------------------+----------+--------------+--------------------------+-------------------+

二、master2(182.148.15.237)mysql环境部署

1.在my.cnf文件的[mysqld]配置区域添加下面内容：

server-id = 2         log-bin = mysql-bin     sync_binlog = 1binlog_checksum = nonebinlog_format = mixedauto-increment-increment = 2     auto-increment-offset = 1    slave-skip-errors = all  

2.重启mysql服务

/etc/init.d/mysql restart

3.数据同步授权

iptables防火墙开启3306端口，这样I/O线程就可以以这个用户的身份连接到主服务器，并且读取它的二进制日志。

mysql> grant replication slave,replication client on *.* to wang@'182.148.15.%' identified by "wang@123";Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)  mysql> flush privileges;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

4.将库表锁住

仅仅允许读，以保证数据一致性；待主主同步环境部署后再解锁；锁住后，就不能往表里写数据，但是重启mysql服务后就会自动解锁！

mysql> flush tables with read lock;  //注意该参数设置后，如果自己同步对方数据，同步前一定要记得先解锁！

5.查看下log bin日志和pos值位置

mysql> show master status;+------------------+----------+--------------+--------------------------+-------------------+| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB         | Executed_Gtid_Set |+------------------+----------+--------------+--------------------------+-------------------+| mysql-bin.000003 |      430 |              | mysql,information_schema |                   |+------------------+----------+--------------+--------------------------+-------------------+

三、master1(182.148.15.238)mysql服务器做同步操作

mysql> unlock tables;     //先解锁，将对方数据同步到自己的数据库中mysql> slave stop；mysql> change  master to master_host='182.148.15.237',master_user='wang',master_password='wang@123',master_log_file='mysql-bin.000003',master_log_pos=430;         Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.01 sec)  mysql> start slave;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

查看同步状态，如下出现两个“Yes”，表明同步成功！

mysql> show slave status G;*************************** 1. row ***************************Slave_IO_State: Waiting for master to send eventMaster_Host: 182.148.15.237Master_User: wangMaster_Port: 3306Connect_Retry: 60Master_Log_File: mysql-bin.000003Read_Master_Log_Pos: 430Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002Relay_Log_Pos: 279Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003Slave_IO_Running: YesSlave_SQL_Running: Yes

这样，master1就和master2实现了主从同步，即master1同步master2的数据。

四、master2(182.148.15.237)mysql服务器做同步操作

mysql> unlock tables;     //先解锁，将对方数据同步到自己的数据库中mysql> slave stop；mysql> change  master to master_host='182.148.15.237',master_user='wang',master_password='wang@123',master_log_file='mysql-bin.000003',master_log_pos=430;         Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.01 sec)  mysql> start slave;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

这样，master2就和master1实现了主从同步，即master2也同步master1的数据。

以上表明双方已经实现了mysql主主同步。

可以在master1上插入数据，看master2是否有相应的数据，从而验证master1主从是否通过

可以在maste2上插入数据，看master1是否有相应的数据从而验证master2主从是否通过

配置Mysql+Keepalived高可用环境

一、安装keepalived并将其配置成系统服务

master1(182.148.15.238)和master2(182.148.15.237)两台机器上同样进行如下操作

[root@master1 ~]# yum install -y openssl-devel[root@master1 ~]# cd /usr/local/src/[root@master1 src]# wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.3.5.tar.gz[root@master1 src]# tar -zvxf keepalived-1.3.5.tar.gz[root@master1 src]# cd keepalived-1.3.5[root@master1 keepalived-1.3.5]# ./configure --prefix=/usr/local/keepalived[root@master1 keepalived-1.3.5]# make && make install     [root@master1 keepalived-1.3.5]# cp /usr/local/src/keepalived-1.3.5/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/[root@master1 keepalived-1.3.5]# cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/[root@master1 keepalived-1.3.5]# mkdir /etc/keepalived/[root@master1 keepalived-1.3.5]# cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/[root@master1 keepalived-1.3.5]# cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/[root@master1 keepalived-1.3.5]# echo "/etc/init.d/keepalived start" >> /etc/rc.local

二、master1(182.148.15.238)机器上的keepalived.conf配置

下面配置中没有使用lvs的负载均衡功能，所以不需要配置虚拟服务器virtual server

[root@master1 ~]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak[root@master1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf       ＃清空默认内容，直接采用下面配置：! Configuration File for keepalived       global_defs {notification_email {ops@wangshibo.cntech@wangshibo.cn}       notification_email_from ops@wangshibo.cnsmtp_server 127.0.0.1 smtp_connect_timeout 30router_id MASTER-HA}       vrrp_script chk_mysql_port {     #检测mysql服务是否在运行。有很多方式，比如进程，用脚本检测等等    script "/opt/chk_mysql.sh"   #这里通过脚本监测    interval 2                   #脚本执行间隔，每2s检测一次    weight -5                    #脚本结果导致的优先级变更，检测失败(脚本返回非0)则优先级 -5    fall 2                    #检测连续2次失败才算确定是真失败。会用weight减少优先级(1-255之间)    rise 1                    #检测1次成功就算成功。但不修改优先级}       vrrp_instance VI_1 {    state MASTER        interface eth0      #指定虚拟ip的网卡接口    mcast_src_ip 182.148.15.238    virtual_router_id 51    #路由器标识，MASTER和BACKUP必须是一致的    priority 101            #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     advert_int 1             authentication {           auth_type PASS         auth_pass 1111         }    virtual_ipaddress {            182.148.15.236    }      track_script {                  chk_mysql_port             }}

KeepAlived做心跳检测，如果Master的MySQL服务挂了(3306端口挂了),那么它就会选择自杀。

Slave的KeepAlived通过心跳检测发现这个情况，就会将VIP的请求接管

[root@master1 ~]# vim /opt/chk_mysql.sh#!/bin/bashcounter=$(netstat -na|grep "LISTEN"|grep "3306"|wc -l)if [ "${counter}" -eq 0 ]; then    /etc/init.d/keepalived stopfi

[root@master1 ~]# chmod 755 /opt/chk_mysql.sh

启动keepalived服务

[root@master1 ~]# /etc/init.d/keepalived start

三、master2(182.148.15.237)机器上的keepalived.conf配置

master2机器上的keepalived.conf文件只修改priority为90、nopreempt不设置、real_server设置本地IP

[root@master2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf! Configuration File for keepalived       global_defs {notification_email {ops@wangshibo.cntech@wangshibo.cn}       notification_email_from ops@wangshibo.cnsmtp_server 127.0.0.1 smtp_connect_timeout 30router_id MASTER-HA}       vrrp_script chk_mysql_port {    script "/opt/chk_mysql.sh"    interval 2                weight -5                     fall 2                     rise 1               }       vrrp_instance VI_1 {    state BACKUP    interface eth0        mcast_src_ip 182.148.15.237    virtual_router_id 51        priority 99              advert_int 1             authentication {           auth_type PASS         auth_pass 1111         }    virtual_ipaddress {            182.148.15.236    }      track_script {                  chk_mysql_port             }}       [root@master2 ~]# cat /opt/chk_mysql.sh#!/bin/bashcounter=$(netstat -na|grep "LISTEN"|grep "3306"|wc -l)if [ "${counter}" -eq 0 ]; then    /etc/init.d/keepalived stopfi [root@master2 ~]# chmod 755 /opt/chk_mysql.sh[root@master2 ~]# /etc/init.d/keepalived start

四、master1和master2两台服务器授权允许root用户远程登录

master1和master2两台服务器都要授权允许root用户远程登录，用于在客户端登陆测试！

mysql> grant all on *.* to root@'%' identified by "1234567";Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)     mysql> flush privileges;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

五、在master1和master2两台机器上设置iptables防火墙规则如下：

[root@master1 ~]# cat /etc/sysconfig/iptables........-A INPUT -s 182.148.15.0/24 -d 224.0.0.18 -j ACCEPT       #允许组播地址通信-A INPUT -s 182.148.15.0/24 -p vrrp -j ACCEPT             #允许VRRP(虚拟路由器冗余协)通信-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 3306 -j ACCEPT    #开放mysql的3306端口   [root@master1 ~]# /etc/init.d/iptables restart

Mysql＋keepalived故障转移的高可用测试

1)通过Mysql客户端通过VIP连接，看是否连接成功。

比如，在远程一台测试机上连接，通过vip(182.148.15.236)地址可以正常连接(下面的连接权限要是在服务端提前授权的)

注意：下面只截取重要返回信息

[root@dev-new-test ~]# mysql -h182.148.15.236 -uroot -p123456Server version: 5.6.35-log Source distribution mysql> select * from huanqiu.haha;+----+-----------+| id | name      |+----+-----------+|  1 | 王士博    ||  2 | 郭慧慧    |+----+-----------+

2)默认情况下，vip是在master1上的。使用"ip addr"命令查看vip切换情况

[root@master1 ~]# ip addr    xxxxxxxx//前面打印信息忽略    inet 182.148.15.236/32 scope global eth0    //这个32位子网掩码的vip地址表示该资源目前还在master1机器上

停止master1机器上的mysql服务，根据配置中的脚本，mysql服务停了，keepalived也会停，从而vip资源将会切换到master2机器上。(mysql服务没有起来的时候，keepalived服务也无法顺利启动！)

[root@master1 ~]# /etc/init.d/mysql stopShutting down MySQL.. SUCCESS![root@master1 ~]# ps -ef|grep mysqlroot     25812 21588  0 17:30 pts/0    00:00:00 grep mysql[root@master1 ~]# ps -ef|grep keepalivedroot     25814 21588  0 17:30 pts/0    00:00:00 grep keepalived[root@master1 ~]# ip addr                      xxxxxxxx//前面打印信息忽略    inet 182.148.15.238/27 brd 182.148.15.255 scope global eth0    inet 182.148.15.236/27 brd 82.48.115.255 scope global secondary eth0:0

如上结果，发现32位子网掩码的vip没有了，说明此时vip资源已不在master1机器上了

查看下master1的系统日志，如下，会发现vip资源已经切换走了

#打印忽略非重要日志信息[root@master1 ~]# tail -f /var/log/messagesApr 15 17:30:39 localhost Keepalived_healthcheckers[23036]: StoppedApr 15 17:30:39 localhost Keepalived_vrrp[23037]: VRRP_Instance(VI_1) sent 0 priorityApr 15 17:30:39 localhost Keepalived_vrrp[23037]: VRRP_Instance(VI_1) removing protocol VIPs.

再到master2机器上，发现vip资源的确切换过来了

[root@master2 ~]# ip addr inet 182.148.15.236/32 scope global eth0

如上结果，发现32位子网掩码的vip出现了，说明此时vip资源已在master2机器上了.

查看master2的系统日志

[root@master2 ~]# tail -f /var/log/messagesApr 15 17:30:41 localhost Keepalived_vrrp[8731]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 182.148.15.236Apr 15 17:30:41 localhost Keepalived_vrrp[8731]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 182.148.15.236

3)再次启动master1的mysql和keepalived服务。

注意：一定要先启动mysql服务，然后再启动keepalived服务。如果先启动keepalived服务，按照上面的配置，mysql没有起来，就会自动关闭keepalived。

[root@master1 ~]# /etc/init.d/mysql startStarting MySQL.. SUCCESS!

[root@master1 ~]# /etc/init.d/keepalived start

启动这两个服务器后，稍微等过一会儿，注意观察会发现vip资源再次从master2机器上切换回来了。

[root@master1 ~]# ip addr inet 182.148.15.236/32 scope global eth0

如上结果，发现32位子网掩码的vip出现了，说明此时vip资源已在master1机器上了.

[root@master1 ~]# tail -f /var/log/messagesApr 15 17:40:41 localhost Keepalived_vrrp[27002]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 182.148.15.236Apr 15 17:40:41 localhost Keepalived_vrrp[27002]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 182.148.15.236

4)同样，关闭master1机器的keepalived服务，vip资源会自动切换到master2机器上。

当master1的keepalived服务恢复后，会将vip资源再次切回来。

以上在vip资源切换过程中，对于客户端连接mysql(使用vip连接)来说几乎是没有任何影响的。

keepalived的抢占模式和非抢占模式

keepalive是基于vrrp协议在linux主机上以守护进程方式，根据配置文件实现健康检查。

VRRP是一种选择协议，它可以把一个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的VRRP路由器中的一台。

控制虚拟路由器IP地址的VRRP路由器称为主路由器，它负责转发数据包到这些虚拟IP地址。

一旦主路由器不可用，这种选择过程就提供了动态的故障转移机制，这就允许虚拟路由器的IP地址可以作为终端主机的默认第一跳路由器。

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)。

1)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。

如上配置，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！！

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：

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资源的，是抢占模式！

b)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。

c)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。

mysql状态检测脚本优化

上面的mysql监测脚本有点过于简单且粗暴，即脚本一旦监测到Master的mysql服务关闭，就立刻把keepalived服务关闭，从而实现vip转移！

下面对该脚本进行优化，优化后，当监测到Master的mysql服务关闭后，就会将vip切换到Backup上(但此时Master的keepalived服务不会被暴力kill)当Master的mysql服务恢复后，就会再次将VIP资源切回来！

[root@master ~]# cat /opt/chk_mysql.sh#!/bin/bashMYSQL=/usr/local/mysql/bin/mysqlMYSQL_HOST=localhostMYSQL_USER=rootMYSQL_PASSWORD=123456CHECK_TIME=3  #mysql  is working MYSQL_OK is 1 , mysql down MYSQL_OK is 0  MYSQL_OK=1  function check_mysql_helth (){    $MYSQL -h $MYSQL_HOST -u $MYSQL_USER -p${MYSQL_PASSWORD} -e "show status;" >/dev/null 2>&1    if [ $? = 0 ] ;then    MYSQL_OK=1    else    MYSQL_OK=0    fi    return $MYSQL_OK}while [ $CHECK_TIME -ne 0 ]do    let "CHECK_TIME -= 1"    check_mysql_helthif [ $MYSQL_OK = 1 ] ; then    CHECK_TIME=0    exit 0fiif [ $MYSQL_OK -eq 0 ] &&  [ $CHECK_TIME -eq 0 ]then    pkill keepalived    exit 1fisleep 1done

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