Mysql双主 keepalived+lvs实现mysql高可用性

MySQL复制

能够保证数据的冗余的同时可以做读写分离来分担系统压力，如果是主主复制还可以很好的避免主节点的单点故障。但是MySQL主主复制存在一些问题无法满足我们的实际需要：未提供统一访问入口来实现负载均衡，如果其中master宕掉的话需要手动切换到另外一个master，而不能自动进行切换。

这篇文章下面要介绍如何通过LVS+Keepalived的方式来是实现MySQL的高可用性，同时解决以上问题。

Keepalived和LVS介绍

Keepalived

是一个基于VRRP（虚拟路由冗余协议）可用来实现服务高可用性的软件方案，避免出现单点故障。Keepalived一般用来实现轻量级高可用性，且不需要共享存储，一般用于两个节点之间，常见有LVS+Keepalived、Nginx+Keepalived组合。

LVS

(Linux Virtual Server)是一个高可用性虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。LVS主要用于多服务器的负载均衡，作用于网络层。LVS构建的服务器集群系统中，前端的负载均衡层被称为Director Server；后端提供服务的服务器组层被称为Real Server。通过下图可以大致了解LVS的基础架构。

LVS有三种工作模式，分别是DR（Direct Routing 直接路由）、TUN(Tunneling IP隧道）、NAT（Network Address Translation 网络地址转换）。其中TUN模式能够支持更多的Real Server，但需要所有服务器支持IP隧道协议；DR也可以支持相当的Real Server，但需要保证Director Server虚拟网卡与物理网卡在同一网段；NAT扩展性有限，无法支持更多的Real Server，因为所有的请求包和应答包都需要Director Server进行解析再生，影响效率。 同时，LVS负载均衡有10中调度算法，分别是rr、wrr、lc、wlc、lblc、lblcr、dh、sh、sed、nq（详细介绍本文不在说明）

本文中将利用LVS实现MySQL的读写负载均衡，Keepalived避免节点出现单点故障。​​​

LVS+Keepalived配置

环境准备

LVS1：172.30.8.192

​LVS2：172.30.8.193

MySQL Server1：172.30.8.190

MySQL Server2：172.30.8.191

VIP：172.30.8.200

OS: CentOS 6.5

Mysql安装及双主配置

MySQL：5.1.73

本文为了方便直接采用的yum安装方式安装将不在介绍

全局配置（即MAster，Slave都需配置）

1）修改配置文件

#vim /etc/my.cnf
添加
log-bin=mysql-bin
server-id=    

修改完需要重启数据库

注：server-id是唯一id一般都采用ip末尾

2）分配复制权限，主库和从库均需要执行

mysql> grant replication client,replication slave on *.* to root@'172.30.8.%' identified by 'root';
Query OK,  rows affected (0.00 sec)

2）清空日志文件，主从库都是默认开启二进制日志文件

mysql> show binary logs;
+------------------+-----------+
| Log_name         | File_size |
+------------------+-----------+
| mysql-bin. |      |
| mysql-bin. |    |
| mysql-bin. |      |
| mysql-bin. |    |
| mysql-bin. |        |
+------------------+-----------+
 rows in set (0.00 sec)

mysql> reset master;
Query OK,  rows affected (0.01 sec)

mysql> show binary logs;
+------------------+-----------+
| Log_name         | File_size |
+------------------+-----------+
| mysql-bin. |        |
+------------------+-----------+
 row in set (0.00 sec)

需要注意的是，如果不想清空日志文件的话，需要记录当前master的log_file和log_pos，并在下面启用复制操作时指定这两个参数或者在slave的配置文件指定。

Slave配置

1）启用复制
让slave连接master并开始重做master二进制日志中的事件

mysql> change master to  master_host='172.30.8.190',master_user='root',master_password='',master_port=,master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=;

master_log_pos如果是日志的开始位置值可以为0；master_log_file是初始日志文件。如果master日志没有被清空，这里就是当前master的日志信息

要注意的是，默认情况下，会同步该用户下所有的DB，如果想限定哪些DB，有3种思路

1. 在master上的/etc/my.inf中通过参数binlog-do-db、binlog-ignore-db设置需要同步的数据库。
2. 在执行grant分配权限操作的时候，限定数据库
3. 在slave上限定数据库使用replicate-do-db=dbname

2）开启slave

mysql> start slave;
Query OK,  rows affected (0.00 sec)

3）确认Slave是否和Mater成功通信。如果 Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running都是yes，则证明配置成功

mysql> show slave status\G;
*************************** . row ***************************
               Slave_IO_State: Waiting for master to send event
                  Master_Host: 172.30.8.190
                  Master_User: root
                  Master_Port:
                Connect_Retry:
              Master_Log_File: mysql-bin.
          Read_Master_Log_Pos:
               Relay_Log_File: mysqld-relay-bin.
                Relay_Log_Pos:
        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.
             Slave_IO_Running: Yes
            Slave_SQL_Running: Yes
              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: None
               Until_Log_File:
                Until_Log_Pos:
           Master_SSL_Allowed: No
           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: No
                Last_IO_Errno:
                Last_IO_Error:
               Last_SQL_Errno:
               Last_SQL_Error:
 row in set (0.00 sec)

ERROR:
No query specified

至此mysql主从配置完毕，如果双主则操作相反即可。

附加：

1）mysql修改密码

mysql> use mysql;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed
mysql> update user set password=password("") where user="root";
Query OK,  rows affected (0.00 sec)
Rows matched:   Changed:   Warnings: 

mysql> flush privileges;
Query OK,  rows affected (0.00 sec)

2）授权远程连接

mysql>GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'root'@'%' IDENTIFIED BY '' WITH GRANT OPTION;

同步测试

1）Master创建数据库

mysql> create database jingzi;
Query OK,  row affected (0.00 sec)

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| jingzi             |
| mysql              |
| test               |
+--------------------+
 rows in set (0.00 sec)

2）slave查看

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| jingzi             |
| mysql              |
| test               |
+--------------------+
 rows in set (0.00 sec)

通过以上验证，可以看到主服务器上的修改能够正常同步到从服务器。

Keepalived安装及LVS安装（以下操作在lvs服务器主+从上操作）

Keepalived安装

keepalived下载地址

需要安装以下软件包​

#yum install -y kernel-devel openssl openssl-devel gcc* （如果后边编译报错缺少什么包安装什么包就ok了）

安装

#wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.13.tar.gz

#tar -zxvf keepalived-1.2..tar.gz​

​#cd keepalived-1.2.

#./configure --prefix=/usr/local/keepalived --with-kernel-dir=/usr/src/kernels/2.6.-431.5..el6.x86_64/

默认情况下keepalived启动时会去/etc/keepalived目录下找配置文件，将需要的配置文件拷贝到指定位置​

# mkdir /etc/keepalived

#cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived  /etc/rc.d/init.d/​

#cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived  /etc/sysconfig/​

#cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf  /etc/keepalived/

​#cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/

​#chkconfig keepalived on

LVS安装

ipvsadm下载地址

需要安装以下软件包​

#yum install -y libnl* popt*​ kernel-headers   popt-static

查看是否加载lvs模块​

#modprobe -l |grep ipvs​

解压安装​

#ln -s /usr/src/kernels/2.6.-431.5..el6.x86_64/ /usr/src/linux

​#tar -zxvf ipvsadm-1.26.tar.gz

​#make && make install​

LVS安装完成，查看当前LVS集群

#ipvsadm -ln​

至此keppalived+lvs安装完成接下来我们进行配置

​LVS+Keepalived配置（以下操作是在lvs-1上执行lvs-2类似）

配置Keepalived​

修改keepalived配置文件并添加以下代码

[root@lvs- ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 

global_defs {
    router_id LVS_1  # 设置lvs的id，在一个网络内应该是唯一的
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER   #指定Keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备
    interface eth0  #虚拟ip所在网
    virtual_router_id   #虚拟路由编号，主备要一致
    priority   #定义优先级，数字越大，优先级越高，主DR必须大于备用DR
    advert_int   #检查间隔，默认为1s
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass
    }
    virtual_ipaddress {
        172.30.8.200  #定义虚拟IP(VIP)为172.30.8.，可多设，每行一个
    }
}
# 定义对外提供服务的LVS的VIP以及port
virtual_server 172.30.8.200  {
    delay_loop  # 设置健康检查时间，单位是秒
    lb_algo wlc # 设置负载调度的算法为wlc 基于权重的调度算法
    lb_kind DR # 设置LVS实现负载的机制，有NAT、TUN、DR三个模式
    nat_mask 255.255.255.0
    persistence_timeout 50 会话保持时间   （为了实验效果可以注释掉该选项）
    protocol TCP
    real_server 172.30.8.190  {  # 指定real server1的IP地址
        weight    # 配置节点权值，数字越大权重越高
        TCP_CHECK {
        connect_timeout
        nb_get_retry
        delay_before_retry
        connect_port
        }
    }
    real_server 172.30.8.191 {  # 指定real server2的IP地址
        weight   # 配置节点权值，数字越大权重越高
        TCP_CHECK {
        connect_timeout
        nb_get_retry
        delay_before_retry
        connect_port
        }
     }
 }
 

注意lvs-2操作类似只需修改以下选项即可

.state MASTER   #指定Keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备
改为

state BACKUP   #指定Keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备
.priority   #定义优先级，数字越大，优先级越高，主DR必须大于备用DR
改为
priority   #定义优先级，数字越大，优先级越高，主DR必须大于备用DR

 配置LVS（此脚本需要添加到lvs-1，Mysql-master，Mysql-slave）

编写LVS启动脚本/etc/init.d/realserver

[root@lvs- ~]# vim /etc/init.d/realserver 

SNS_VIP=172.30.8.200
/etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
       ifconfig lo: $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP
       /sbin/route add -host $SNS_VIP dev lo:
       echo "" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
       echo "" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
       echo "" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
       echo "" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
       sysctl -p >/dev/null >&
       echo "RealServer Start OK"
       ;;
stop)
       ifconfig lo: down
       route del $SNS_VIP >/dev/null >&
       echo "" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
       echo "" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
       echo "" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
       echo "" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
       echo "RealServer Stoped"
       ;;
*)
       echo "Usage: $0 {start|stop}"
       exit
esac
exit 

将lvs脚本加入开机自启动 

#chmod +x /etc/init.d/realserver
#echo "/etc/init.d/realserver" >> /etc/rc.d/rc.local

分别启动LVS和keepalived

# service realserver start
# service keepalived start

注意此时网卡的变化，可以看到虚拟网卡已经分配到了realserver上。

此时查看LVS集群状态，可以看到集群下有两个Real Server，调度算法，权重等信息。ActiveConn代表当前Real Server的活跃连接数

[root@lvs- ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2. (size=)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.30.8.200: wlc
  -> 172.30.8.190:            Route
  -> 172.30.8.191:            Route            

测试验证

关闭MySQL Server2

[root@mysql- ~]# service mysqld stop
Stopping mysqld:                                           [  OK  ]

在LVS1查看/var/log/messages中关于keepalived日志，LVS1检测到了MySQL Server2宕机，同时LVS集群自动剔除了故障节点

May  :: localhost Keepalived_healthcheckers[]: TCP connection to [172.30.8.191]: failed !!!
May  :: localhost Keepalived_healthcheckers[]: Removing service [172.30.8.191]: from VS [172.30.8.200]:

从新启动MySQL Server2后自动将故障节点自动加入LVS集群

May  :: localhost Keepalived_healthcheckers[]: TCP connection to [172.30.8.191]: success.
May  :: localhost Keepalived_healthcheckers[]: Adding service [172.30.8.191]: to VS [172.30.8.200]:

关闭LVS1上的Keepalived（模拟宕机操作），查看LVS1上的日志，可以看到Keepalived移出了LVS1上的VIP

May  :: localhost Keepalived[]: Stopping Keepalived v1.2.13 (/,)
May  :: localhost Keepalived_vrrp[]: VRRP_Instance(VI_1) sending  priority
May  :: localhost Keepalived_vrrp[]: VRRP_Instance(VI_1) removing protocol VIPs.
May  :: localhost Keepalived_healthcheckers[]: Netlink reflector reports IP 172.30.8.200 removed
May  :: localhost Keepalived_healthcheckers[]: Removing service [172.30.8.190]: from VS [172.30.8.200]:
May  :: localhost Keepalived_healthcheckers[]: Removing service [172.30.8.191]: from VS [172.30.8.200]:

同时查看LVS2上日志，可以看到LVS2成为了Master，并接管了VIP

May  :: localhost Keepalived_vrrp[]: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE
May  :: localhost Keepalived_vrrp[]: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE
May  :: localhost Keepalived_vrrp[]: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.
May  :: localhost Keepalived_healthcheckers[]: Netlink reflector reports IP 172.30.8.200 added
May  :: localhost Keepalived_vrrp[]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 172.30.8.200
May  :: localhost Keepalived_vrrp[]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 172.30.8.200

在LVS2上查看LVS集群状态，一切正常

[root@lvs- ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2. (size=)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.30.8.200: wlc
  -> 172.30.8.190:            Route
  -> 172.30.8.191:            Route                     

总结

• MySQL主主复制是集群的基础，组成Server Array，其中每个节点作为Real Server。
• LVS服务器提供了负载均衡的作用，将用户请求分发到Real Server，一台Real Server故障并不会影响整个集群的。
• Keepalived搭建主备LVS服务器，避免了LVS服务器的单点故障，出现故障时可以自动切换到正常的节点。