MySQL实现两主多从架构

1.实现目标

 目标清单：

    1）Master（192.168.31.230）为正常运行环境下的主库，为两个Slave（192.168.31.231和192.168.31.232）提供“主-从”复制功能；

    2）Master_Backup(192.168.31.233)是Master的备份库，只要Master是正常的，它不对外提供服务。它与Master之间属于"主-主"复制关系，即自己既是主机，又是对方的从机；

    3）同理，192.168.31.234和192.168.31.235为Slave_Backup，分别为192.168.31.231和 192.168.31.232的备份库，只要Slave是正常的，对应的备份机不对外提供服务；

    4）Slave在此架构中的目的是为了实现读写分离，对应用程序来说，Master只负责写，两个Slave只负责读。Slave的数据来源于Master的复制操作；

    5）如果Master由于某种原因（例如：宕机和断电等）导致不能正常运行，则此时需要让Master_Backup自动切换为新主机，而Slave和Slave_Backup也能自动切换数据源到Master_Backup；

    6）同理，如果Slave由于某种原因（例如：宕机和断电等）导致不能正常运行，则此时需要让对应的Slave_Backup自动切换为新从机；

    7）无论是Master还是切换后的Master_Backup，它们向客户端提供的连接地址应保持一致，如上图提供的VIP+Port，即192.168.31.201:3306，Slave和Slave_Backup也应如此，对外提供的连接地址始终是192.168.31.202:3306和192.168.31.203:3306。

 2.实现过程

     MySQL安装步骤不在此讲述。

2.1实现Master-Master结构

2.1.1修改Master和Master_Backup配置文件，vi /etc/my.cnf

    主要在[mysqld]内添加如下配置项：

# log文件名，必填
log-bin = mysql-bin
# 服务器Id，必须唯一
server-id = 230
# 不参与同步的数据库名，有多个则添加多个配置项
binlog-ignore-db = mysql
# Master-Master结构必须的
log-slave-updates
slave-skip-errors = all
sync_binlog = 1
read_only = 0

2.1.2为复制请求方提供链接账号和密码

    由于是Master-Master结构，因此需在双方终端中执行如下SQL命令：

GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* to 'slave'@'%' identified by 'slave123';

    可在mysql实例的user表中查询到记录，重点关注Repl_slave_priv字段的值是否为Y，此账号（用户名：slave，密码：slave123）主要用于定位复制点

2.1.3在从机上指定Master数据源

   1）在Master上执行

SHOW MASTER STATUS; 

    得到的结果如下：

    重点关注File和Position两个字段值

    2）在Master_Backup也执行上述步骤，由于是初始状态，得到的结果和上图一样；

    3）在Master上执行如下SQL命令，填入Master_Backup的host、链接账号和密码、File和Position值

SLAVE STOP;
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.31.233',MASTER_USER='slave',MASTER_PASSWORD='slave123',MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',MASTER_LOG_POS=107;
SLAVE START;

    4）在Master_Backup上执行如下SQL命令，填入Master的host、链接账号和密码、File和Position值

SLAVE STOP;
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.31.230',MASTER_USER='slave',MASTER_PASSWORD='slave123',MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',MASTER_LOG_POS=107;
SLAVE START;

   5）重启Master和Master_Backup

2.1.4测试

    1）当Master和Master_Backup都正常运行时，在任意一端更新数据后都会同步到另一段；

    2）当Master处于不可运行时，在Master_Backup更新数据后重启Master，这时在Master上可得到最新的数据；

    3）当Master_Backup处于不可运行时，在Maste更新数据后重启Master_Backup，这时在Master_Backup上可得到最新的数据。

2.2实现Master-Slave结构

2.2.1实施过程
     将2.1.1和2.1.3的过程在所有Slave上操作一遍即可，需要注意配置文件中server-id一定要唯一，还有在执行CHANGE MASTER TO命令时，MASTER_HOST为192.168.31.230

SLAVE STOP;
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.31.230',MASTER_USER='slave',MASTER_PASSWORD='slave123',MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',MASTER_LOG_POS=107;
SLAVE START;

 2.2.2测试

    1）当Master和Master_Backup都正常运行时，在任意一端更新数据后都会同步到两个Slave上；

    2）当Master处于正常运行时，在此端更新数据后都会同步到两个Slave上，而无论Master_Backup是否正常；

    3）当Master处于不可运行时，Master_Backup通过Monitor（Keepalived）成为接管者，在Master_Backup更新数据后都会同步到所有Slave上，并且重启Master后，最新数据也会同步到此端。

    可事与愿违，在第3）种场景下，Master_Backup不会将数据同步给Slave，即使后来在Slave上将MASTER_HOST指定为Keepalived提供的VIP（192.168.31.201）也无济于事：

SLAVE STOP;
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.31.201',MASTER_USER='slave',MASTER_PASSWORD='slave123',MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',MASTER_LOG_POS=107;
SLAVE START;

    在Slave上执行SHOW SLAVE STATUS;

    得出如下结果：

     究其原因，如上图所示，Master_Server_Id为230，仍然指向的是已经处于不可运行的Master，而预期结果是希望它能自动的更新定位到Master_Backup(233)上，达到自动切换的目的。

     没办法，只有自己执行CHANGE MASTER TO...手动定位了。我草...，一不注意就会定位错误，造成数据丢失的问题，而且也不满足快速响应容灾切换的目的。

3.最终方案

    最终方案将选择mysql-mmm结合半同步机制来实现容灾自动切换。

3.1在master(230和233)上安装semisync master并设置

INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_master SONAME 'semisync_master.so';
INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so';
SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_enabled = 1;
SET GLOBAL rpl_semi_sync_slave_enabled = 1;

 vi /ect/my.cnf后加入如下配置：

rpl_semi_sync_master_enabled = 1
rpl_semi_sync_slave_enabled = 1

3.2在slave(231、232、234和235)上安装slave插件并设置

INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so';
SET GLOBAL rpl_semi_sync_slave_enabled = 1;

 vi /ect/my.cnf后加入如下配置：

rpl_semi_sync_slave_enabled = 1

3.3所有mysql实例停止slave并开启slave，使半同步机制生效

stop slave;
start slave;

3.4查看semisync状态

show status like '%emi%';

 重点关注:

1）Rpl_semi_sync_master_clients：与当前master建立半同步连接的客户端数；

2）Rpl_semi_sync_master_status：作为半同步master端的就绪状态（ON：就绪，OFF：未就绪）

3）Rpl_semi_sync_slave_status：作为半同步slave端的就绪状态（ON：就绪，OFF：未就绪）

3.5安装mysql-mmm

3.5.1新增一台专门用于监控mysql的服务器（mysql_monitor），IP为192.168.31.250

3.5.2在mysql_monitor、master、master_backup、slave和slave_backup上安装epel网络源

yum install http://mirrors.hustunique.com/epel//6/x86_64/epel-release-6-8.noarch.rpm

3.5.3在mysql_monitor上安装mysql-mmm-monitor

yum -y install mysql-mmm-monitor

3.5.4在master、master_backup、slave和slave_backup上安装和配置

1）安装mysql-mmm-agent

yum -y install mysql-mmm-agent

 2）授权monitor访问

GRANT REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'mmm_monitor'@'192.168.31.%' IDENTIFIED BY 'monitor';     
GRANT SUPER,REPLICATION CLIENT, PROCESS ON *.* TO 'mmm_agent'@'192.168.31.%' IDENTIFIED BY'agent';

3）编辑mmm_agent.conf配置文件

vi /etc/mysql-mmm/mmm_agent.conf

# 包含公用配置文件
include mmm_common.conf 
# 对应mmm_common.conf中定义的某个host名称
this db1
# 设置成1时，将打印日志到前台，按ctrl+c将结束进程
debug 0
max_kill_retries 1

4）编辑mmm_common.conf配置文件

vi /etc/mysql-mmm/mmm_common.conf

active_master_role      writer

<host default>
    # 对应当前主机的网络接口名
    cluster_interface       eth2
    pid_path                /var/run/mysql-mmm/mmm_agentd.pid
    bin_path                /usr/libexec/mysql-mmm/
    mysql_port              3306
    agent_port              9989
    # 对应GRANT REPLICATION SLAVE ON语句创建的账号和密码
    replication_user        slave
    replication_password    slave123
    # GRANT SUPER,REPLICATION CLIENT, PROCESS ON语句创建的账号和密码
    agent_user              mmm_agent
    agent_password          agent
</host>

# master的配置
# 其中host后面的值定义的是某台数据库服务的别名，一般就用服务器的主机名即可
<host db1>
    ip      192.168.31.230
    mode    master
    # db1的master对等点
    peer    db2
</host>

# master_backup的配置
<host db2>
    ip      192.168.31.233
    mode    master
     # db2的master对等点
    peer    db1
</host>

# slave的配置
<host db3>
     ip     192.168.31.231
     mode   slave
</host>

# slave的配置
<host db4>
     ip     192.168.31.232
     mode   slave
</host>

# slave_backup的配置
<host db5>
     ip     192.168.31.234
     mode   slave
</host>

# slave_backup的配置
<host db6>
     ip     192.168.31.235
     mode   slave
</host>

# 定义writer角色，即架构中的master和master_backup
# ips为writer对外提供的vip
<role writer>
    hosts   db1, db2
    ips     192.168.31.201
    mode    exclusive
</role>

# 定义reader角色，即架构中的两个slave和两个slave_backup
# ips为reader对外提供的vip
<role reader>
    hosts    db3, db4, db5, db6
    ips      192.168.31.202, 192.168.31.203
    mode     balanced
</role>

 注意，需要将此配置文件复制到mysql_monitor的同名目录下

3.5.5在master、master_backup、slave和slave_backup上启动mmm agent服务，并设置为开机服务

执行如下启动命令：

/etc/init.d/mysql-mmm-agent start

 如果出现如下示例信息：

则说明配置成功

vi /etc/rc.d/rc.local后，将上述命令行添加到mysql启动命令的下面

3.5.6编辑mysql_monitor上的配置文件mmm_mon.conf

vi /etc/mysql-mmm/mmm_mon.conf

include mmm_common.conf

<monitor>
    # 本机IP
    ip                  192.168.31.250
    port                9988
    pid_path            /var/run/mysql-mmm/mmm_mond.pid
    bin_path            /usr/libexec/mysql-mmm
    status_path         /var/lib/mysql-mmm/mmm_mond.status
    # 所有MySQL服务器的IP
    ping_ips            192.168.31.230, 192.168.31.231, 192.168.31.232, 192.168.31.233, 192.168.31.234, 192.168.31.235
    auto_set_online     0
</monitor>

<host default>
    # GRANT REPLICATION CLIENT ON语句创建的账号和密码
    monitor_user        mmm_monitor
    monitor_password    monitor
</host>

<check mysql>
    # 每5秒检查一次
    check_period        5
    trap_period         10
    # 检查超时秒数
    timeout             2
    restart_after       10000
    max_backlog         60
</check>
# 设置为1,开启调试模式，打印日志到前台，ctrl+c将结束进程，对于调试有帮助
debug 0

       关于mmm_agent.conf、mmm_common.conf、mmm_mon.conf和 mmm_mon_log.conf的具体内容，可以参考 http://blog.chinaunix.net/uid-16844903-id-3152138.html

3.5.7在上mysql_monitor开启mmm monitor监控，并设置为开机服务

    执行如下启动命令：

/etc/init.d/mysql-mmm-monitor start

    如果出现如下示例信息：

    则说明配置成功

vi /etc/rc.d/rc.local后，将上述命令行添加于此

3.5.8重启所有服务器系统后测试

1）在mysql_monitor上执行如下命令，查看各监控机的运行状态

mmm_control show

    得到如下示例结果：

     理想情况下，所有的MySQL都应该处于“ONLINE”状态，这里的结果与第1节中的目标清单有一定误差，因为202和203这个“读”IP浮动到slave正好与预期结果相反，这和MySQL的启动顺序有关，而且最重要的是在mmm_common.conf中没有作严格的控制，对于两个slave(231和232)和两个slave_backup(234和235)来说，得到202和203这两个"读"IP的机会是均等的。

     现在重新执行2.2.2节的测试场景3），停掉maste后稍等片刻，再执行mmm_control show得到如下结果：

     原来的master已处于不可用（HARD_OFFLINE）状态，master_backup(233)成为了新的master，此时再在各slave和slave_backup上执行SHOW SLAVE STATUS;

     可以看出，不用再自己手动定位，就可以让Master_Host和Master_Server_Id自动定位到当前处于“ONLINE”状态的Master_Backup上。

    1）在Master_Backup上更新数据，在所有的slave和slave_backup上可以很快的查询到最新的数据；

    2）重启Master并稍等片刻后，在这台主机上也可以查询到最新的数据，此时writer权限仍在Master_Backup上。

4.最终架构

5.总结

       接3.5.8测试场景2），虽然Master已恢复了“ONLINE”状态，但整个架构是“非抢占式”的，writer权限仍在Master_Backup上，所以在Master上更新数据不会同步到其它主机上。因此，在实际使用过程中，除进行数据库维护用真实IP访问之外，其余操作都只使用VIP来进行，201为wirter，202和203为reader。

       从第4节的架构图中看出，Mmm_Mnitor存在单点问题，当Mmm_Mnitor处于不可运行时，整个主从结构将不能正常运行。可以部署多个监控，结合Keepalived来扩展。

       "主-主"和“主-从”架构通常有两个目的：第一是为了进行容灾备份，当数据库发生不可预知的错误导致不可运行甚至丢失数据时，其余的备份机可以继续对外提供数据读写服务。第二是为了分摊数据库压力实现"读写分离"。

       读写分离会带来数据延迟达到的问题。假设有一个业务，当数据插入到数据库后要立即又从数据库中将此数据查询出来，因此当数据插入到Master库后，由于网络的延迟，Slave库中不会立即得到这条最新的数据，此时应用程序查询Slave库将得不到预期结果。

       通常有如下两个方案解决上述问题：

       1）将此类业务控制在一个数据库事务中进行，读写都在master中进行。因此，在mmm_common.conf配置文件中，还需要将db1和db2同时配置在reader组：

<role writer>
    hosts   db1, db4
    ips     192.168.31.201
    mode    exclusive
</role>

<role reader>
    hosts    db1, db4, db2, db3, db5, db6 
    ips      192.168.31.202, 192.168.31.203
    mode     balanced
</role>

    2）使用Zookeeper来解决分布式一致性问题，后续单独再来介绍。