使用 python 管理 mysql 开发工具箱 - 2

这篇博文接着上篇文章《使用 python 管理 mysql 开发工具箱 - 1》，继续写下自己学习 python 管理 MySQL 中的知识记录。

一、MySQL 的读写分离

学习完 MySQL 主从复制之后，可以考虑实现 MySQL 的读写分离，从而提高 MySQL 系统的整体性能。具体控制读写的路由功能可以交给应用程序或者MySQL-Proxy 程序来实现。读写分离其实就是让 Client 写入 master，而读数据从 slave 节点，这样减少了 master 既写又读的压力。这里没有具体介绍如何实现读写分离的功能，后续研究一下 MySQL Proxy 程序，这是 MySQL 官方提供的实现读写分离的程序。

二、slave 节点的负载均衡

1. 使用 DNS 来实现负载均衡

往往 slave 节点是多个，实现 slave 节点的负载均衡是非常重要的。其实可以采用 dns 的功能，一个域名指向多个 slave 的 IP 地址，这样 Client 每次解析到的 slave 地址都是平均分布的，简单的实现了负载均衡的功能。

2. 健康检查监控

我们自己需要实现一个监控程序，检查 slave 的健康情况，包括如下几个方面：

• 是否能连接 slave 节点，判断 timeout 是否会超时即可
• 检查 slave 状态，是否能正常工作。执行 show slave status\G; 查看 IO/SQL Running 是否正常。
• 主从同步时间间隔是否过长。如果 Second_behind_master > 2 认为太慢了

监控程序扫描所有 slave 节点，判断上述指标，把健康的 slave 节点加入到 DNS 解析记录里边，有问题的剔除出去。

三、DNS 基本安装和配置

1. 安装 rpm 包

[root@vip ~]# yum install bind -y

2. 修改配置文件named.conf

options {
    listen-on port  { any; };    # 修改为any
    listen-on-v6 port  { ::; };
    ... ... ... ...
    allow-query     { any; };      # 修改为any

添加内容：

zone "example.com" IN {
    type master;
    file "example.com.zone";
};

3. 添加设置区域zone文件

[root@vip ~]# vim /var/named/example.com.zone     # 添加如下内容
$TTL 1D
@   IN SOA  ns.example.com. root.example.com. (
                       ; serial
                    1D  ; refresh
                    1H  ; retry
                    1W  ; expire
                    3H ); minimum
    NS  ns.example.com.
ns  A   192.168.0.8
www A   192.168.0.2

4. 启动named服务

[root@vip ~]# service named start

5. 测试dns解析

[root@vip ~]# host www.example.com. localhost
Using domain server:
Name: localhost
Address: ::  #
Aliases:     # 成功解析OK。
www.example.com has address 192.168.0.2

四、DNS 实现动态记录更新

DNS动态更新必要性：

• 某个slave出现故障，DNS应该将该slave剔除，不要解析这个slave节点
• 复制比较慢，拖后腿的slave节点也应该剔除出去。

考虑：类似keepalived的健康检查。

1. 生成key文件

[root@vip ~]# dnssec-keygen -a HMAC-MD5 -b  -n HOST -r /dev/urandom dnskey

生成 2 个文件：

[root@vip ~]# ls Kexample.com.++.*
Kexample.com.++.key  Kexample.com.++.private

2. 修改配置文件named.conf，让dns支持更新：添加如下代码

key "example.com" {    # 该key为新增加内容
    algorithm HMAC-MD5;
    secret "25z/5wjwD4GsMgQluWagfkQ9TSqpoJzYbh/I/QEZo2M=";   # secret内容参考Kexample.com.+157+46922.key文件内容
};

zone "example.com" IN {
    type master;
    file "example.com.zone";
    allow-update { key "example.com"; };   # 增加一行
};

3. 创建update.txt文件

使用nsupdate前需要创建个文件，告诉nsupdate怎么样去更新update.txt，内容如下：

server 127.0.0.1
debug yes
zone example.com.
update delete s.db.example.com. A
update add s.db.example.com.  A 192.168.0.1
update add s.db.example.com.  A 192.168.0.2
update add s.db.example.com.  A 192.168.0.8
update add s.db.example.com.  A 127.0.0.1
show
send

4. 赋予/var/named目录写权限

chmod g+w /var/named

5. 手动更新dns记录

[root@vip ~]# nsupdate -k Kdnskey.++.key update.txt

6. 验证

[root@vip ~]# host s.db.example.com localhost
Using domain server:
Name: localhost
Address: ::#
Aliases:
s.db.example.com has address 192.168.0.1
s.db.example.com has address 192.168.0.2
s.db.example.com has address 192.168.0.8
s.db.example.com has address 127.0.0.1

7. 问题总结

• 1. 看日志文件log
• 2. 看权限错误
• 3. 看程序的用户 ps -ef | grep named
• 4. 看相关配置文件的权限
• 5. iptables和selinux是否关闭

五、Python 实现 DNS 查询

需要使用到 dnspython 模块，需要执行 pip install dnspython 安装此模块。

参考：http://blog.chinaunix.net/uid-24690947-id-1747409.html

六、Python 实现 DNS 动态更新

代码参考：

# 动态更新dns记录
def dnsUpdate(zone, name, rdlist):
    key = dns.tsigkeyring.from_text({zone:keyring})
    up = dns.update.Update(zone, keyring=key)
    rdata_list = [dns.rdata.from_text(dns.rdataclass.IN, dns.rdatatype.A, i) for i in rdlist]
    ttl = 60
    rdata_set  = dns.rdataset.from_rdata_list(ttl, rdata_list)
    up.replace(name, rdata_set)
    q = dns.query.tcp(up, '127.0.0.1')
# 调用
dnsUpdate('example.com', 's.db', alive)

七、MySQL 从服务器状态检查

按照检查的要求，对 slave 进行健康检查，代码如下：

#!/usr/bin/env python
#encoding: utf-8

import MySQLdb

# 通过shell命令获取key列表格式
# mysql -S /tmp/slave01.sock -e "show slave status\G" | awk -F: 'NR!=1{print $1}' | awk '{printf "\""$1"\",\n"}' > a.txt
keys = (
    "Slave_IO_State",
    "Master_Host",
    "Master_User",
    "Master_Port",
    "Connect_Retry",
    "Master_Log_File",
    "Read_Master_Log_Pos",
    "Relay_Log_File",
    "Relay_Log_Pos",
    "Relay_Master_Log_File",
    "Slave_IO_Running",
    "Slave_SQL_Running",
    "Replicate_Do_DB",
    "Replicate_Ignore_DB",
    "Replicate_Do_Table",
    "Replicate_Ignore_Table",
    "Replicate_Wild_Do_Table",
    "Replicate_Wild_Ignore_Table",
    "Last_Errno",
    "Last_Error",
    "Skip_Counter",
    "Exec_Master_Log_Pos",
    "Relay_Log_Space",
    "Until_Condition",
    "Until_Log_File",
    "Until_Log_Pos",
    "Master_SSL_Allowed",
    "Master_SSL_CA_File",
    "Master_SSL_CA_Path",
    "Master_SSL_Cert",
    "Master_SSL_Cipher",
    "Master_SSL_Key",
    "Seconds_Behind_Master",
    "Master_SSL_Verify_Server_Cert",
    "Last_IO_Errno",
    "Last_IO_Error",
    "Last_SQL_Errno",
    "Last_SQL_Error",
)

# 模拟一下slave节点列表, 设置注意实验时设置某些实例为不健康状态
conf = {
    'master':'127.0.0.1:3306',
    'slave':[
            '127.0.0.1:3307',
            '192.168.0.8:3307',
            '127.0.0.1:3308',
            '192.168.0.8:3308',
            '127.0.0.1:3309',
            '192.168.0.8:3309',
    ]
}

# 检查slave节点的状态是否正常
def checkSlaveStatus(host, port):
    try:
        conn = MySQLdb.connect(host=host, port=port, user='root', connect_timeout=1)
    except Exception, e:
        print e
        return False
    cur = conn.cursor()
    cur.execute('show slave status')
    data = cur.fetchall()    # 只获取到了冒号后边的value, key没有获取到, 和sql shell显示不同.

    # 将keys和data组合为字典的结构
    data = dict(zip(keys, data[0]))

    # IO/SQL Running 是否正常
    if data['Slave_IO_Running'] == 'No' or data['Slave_SQL_Running'] == 'No':
        return False
    elif data['Seconds_Behind_Master'] > 2:  # 主从复制时间持续超过2秒, 太慢了
        return False

    # 到这里肯定是没问题的了
    return True

# 将ip:port解析为主机+端口
def parseIP(s):
    host, port = s.split(':')
    return host, int(port)

if __name__ == '__main__':
    #host = '127.0.0.1' # 写IP好像连不上, 需要授权相应的主机
    #port = 3307
    alive = []
    for ip in conf['slave']:
        host, port = parseIP(ip)
        print checkSlaveStatus(host, port)

八、MySQL 从服务器状态更新

对 slave 健康状态检查后，将健康的节点列表记录，更新到 DNS 记录中。代码如下：

#!/usr/bin/env python
#encoding: utf-8

import MySQLdb
import dns.query
import dns.update
import dns.tsigkeyring

# 通过shell命令获取key列表格式
# mysql -S /tmp/slave01.sock -e "show slave status\G" | awk -F: 'NR!=1{print $1}' | awk '{printf "\""$1"\",\n"}' > a.txt
keys = (
    "Slave_IO_State",
    "Master_Host",
    "Master_User",
    "Master_Port",
    "Connect_Retry",
    "Master_Log_File",
    "Read_Master_Log_Pos",
    "Relay_Log_File",
    "Relay_Log_Pos",
    "Relay_Master_Log_File",
    "Slave_IO_Running",
    "Slave_SQL_Running",
    "Replicate_Do_DB",
    "Replicate_Ignore_DB",
    "Replicate_Do_Table",
    "Replicate_Ignore_Table",
    "Replicate_Wild_Do_Table",
    "Replicate_Wild_Ignore_Table",
    "Last_Errno",
    "Last_Error",
    "Skip_Counter",
    "Exec_Master_Log_Pos",
    "Relay_Log_Space",
    "Until_Condition",
    "Until_Log_File",
    "Until_Log_Pos",
    "Master_SSL_Allowed",
    "Master_SSL_CA_File",
    "Master_SSL_CA_Path",
    "Master_SSL_Cert",
    "Master_SSL_Cipher",
    "Master_SSL_Key",
    "Seconds_Behind_Master",
    "Master_SSL_Verify_Server_Cert",
    "Last_IO_Errno",
    "Last_IO_Error",
    "Last_SQL_Errno",
    "Last_SQL_Error",
)

# 模拟一下slave节点列表, 设置注意实验时设置某些实例为不健康状态
conf = {
    'master':'127.0.0.1:3306',
    'slave':[
            '127.0.0.1:3307',
            '192.168.0.8:3307',
            '127.0.0.1:3308',
            '192.168.0.8:3308',
            '127.0.0.1:3309',
            '192.168.0.8:3309',
    ]
}

keyring = '25z/5wjwD4GsMgQluWagfkQ9TSqpoJzYbh/I/QEZo2M='

# 检查slave节点的状态是否正常
def checkSlaveStatus(host, port):
    try:
        conn = MySQLdb.connect(host=host, port=port, user='root', connect_timeout=1)
    except Exception, e:
        print e
        return False
    cur = conn.cursor()
    cur.execute('show slave status')
    data = cur.fetchall()    # 只获取到了冒号后边的value, key没有获取到, 和sql shell显示不同.

    # 将keys和data组合为字典的结构
    data = dict(zip(keys, data[0]))

    # IO/SQL Running 是否正常
    if data['Slave_IO_Running'] == 'No' or data['Slave_SQL_Running'] == 'No':
        return False
    elif data['Seconds_Behind_Master'] > 2:  # 主从复制时间持续超过2秒, 太慢了
        return False

    # 到这里肯定是没问题的了
    return True

# 将ip:port解析为主机+端口
def parseIP(s):
    host, port = s.split(':')
    return host, int(port)

# 动态更新dns记录
def dnsUpdate(zone, name, rdlist):
    key = dns.tsigkeyring.from_text({zone:keyring})
    up = dns.update.Update(zone, keyring=key)
    rdata_list = [dns.rdata.from_text(dns.rdataclass.IN, dns.rdatatype.A, i) for i in rdlist]
    ttl = 60
    rdata_set  = dns.rdataset.from_rdata_list(ttl, rdata_list)
    up.replace(name, rdata_set)
    q = dns.query.tcp(up, '127.0.0.1')
    #print q

if __name__ == '__main__':
    #host = '127.0.0.1' # 写IP好像连不上, 需要授权相应的主机
    #port = 3307
    alive = []
    for ip in conf['slave']:
        host, port = parseIP(ip)
        if checkSlaveStatus(host, port):
            alive.append(host)
    # 解释下这里为什么要设置slave的alive集群阈值
    # 如果不设置阈值, 那么存在健康的slave过少, 会导致slave的雪崩现象
    # 反而会影响服务的正常运行, 保证只有在一定数量情况下才更新dns记录.
    if float(len(alive))/len(conf['slave']) > 0.6:
        dnsUpdate('example.com', 's.db', alive)

# 注意：
# 1. dns服务一定要保证/var/named目录组用户有写的权限
# 2. iptables 和 selinux 一定要设置好, 最好设置为关闭状态.

九、MySQL 监控测试

通过上边的代码已经实现了 slave 的健康检查，DNS 的动态更新。现在可以做一下测试：

> 执行：

[root@vip mysqlmanager]# python mysql_dns_monitor.py

> 结果：

[root@vip mysqlmanager]# host s.db.example.com localhost
Using domain server:
Name: localhost
Address: ::#
s.db.example.com has address 127.0.0.1   # 已经更新了记录
s.db.example.com has address 192.168.0.8 # 更新了记录，并解析到ip地址，表明已经成功OK.

> 扩展：
其实可以准备几台独立的虚拟机来做测试，每台虚拟机作为要给 slave 节点，模拟一些健康问题，看是否能够正确检测并更新到。

十、MySQL 从服务器信息来自CMDB

待更新。。。。