发布于 由admin

MySQL云原生与分布式之：`MySQL`的`MHA`（`Master High Availability`）：其在`MySQL`高可用中的底层脚本。

MySQL 云原生与分布式：MHA（Master High Availability）底层脚本剖析

大家好，今天我们来深入探讨MySQL高可用解决方案中的经典组件——MHA (Master High Availability)。MHA并非官方工具，而是由日本DeNA公司开发维护的一套开源的高可用方案。它通过监控MySQL主库的状态，并在主库发生故障时，自动进行故障转移，将一个备库提升为新的主库，从而保证数据库服务的连续性。

MHA的核心在于它的底层脚本，这些脚本定义了故障检测、故障转移的具体逻辑。 理解这些脚本的工作原理，有助于我们更好地配置、管理和优化MHA。

MHA 的核心组件及架构

MHA 主要包含两个核心组件：

  • MHA Manager (Manager Node): 负责监控所有 MySQL 节点的状态，并在主库发生故障时，协调故障转移过程。Manager Node 运行 masterha_check_ssh, masterha_check_repl, masterha_manager 等核心脚本。

  • MHA Node (Data Node): 即 MySQL 服务器节点，包括主库和备库。每个节点都需要安装 MHA Node 包，并配置相应的 SSH 访问权限，以便 Manager Node 可以远程连接并执行操作。

MHA 的架构相对简单，通常是一个 Manager Node 监控多个 Data Node。当 Manager Node 检测到主库故障时，它会执行以下步骤：

  1. 确认主库故障： 通过多次连接尝试确认主库确实不可用。
  2. 选择新的主库： 根据一定的策略 (例如，选择数据最新、复制延迟最低的备库) 选择一个新的主库。
  3. 应用差异日志 (Apply Relay Logs): 将其他备库尚未同步的 Relay Logs 应用到新的主库上，以保证数据一致性。
  4. 更新备库配置： 修改其他备库的 master_host 和 master_port，指向新的主库。
  5. 启动新的主库： 启动新的主库，使其开始接受客户端请求。
  6. 恢复旧主库 (可选): 如果旧主库恢复，将其降级为备库，并加入到复制集群中。

MHA 核心脚本剖析

现在我们来深入剖析 MHA 的几个核心脚本，了解它们是如何实现故障检测和故障转移的。

  1. masterha_check_ssh: 用于检测 Manager Node 是否可以通过 SSH 连接到 Data Node。

    这个脚本主要用于验证 SSH 配置是否正确，避免因 SSH 连接问题导致监控失败。

    #!/bin/bash

# 定义变量
HOST=$1
USER=$2
PORT=$3

# 默认端口
if [ -z "$PORT" ]; then
  PORT=22
fi

# 使用 ssh 命令测试连接
ssh -o StrictHostKeyChecking=no -o ConnectTimeout=10 -p $PORT $USER@$HOST "echo 'SSH connection successful'"

# 获取 ssh 命令的退出状态
STATUS=$?

# 根据退出状态输出结果
if [ $STATUS -eq 0 ]; then
  echo "SSH connection to $USER@$HOST:$PORT successful."
  exit 0
else
  echo "SSH connection to $USER@$HOST:$PORT failed."
  exit 1
fi

    脚本逻辑:

    • 接收三个参数：主机名 (HOST)、用户名 (USER) 和端口号 (PORT)。
    • 使用 ssh 命令尝试连接到指定的 Data Node。
    • 通过 $? 获取 ssh 命令的退出状态，如果退出状态为 0，则表示连接成功，否则表示连接失败。
    • 根据连接结果输出相应的提示信息，并返回相应的退出状态。

    使用示例:

    masterha_check_ssh 192.168.1.10 mysql 3306

  2. masterha_check_repl: 用于检测 MySQL 主备复制的状态。

    这个脚本主要用于检查主备复制是否正常运行，以及备库的复制延迟是否过高。

    #!/bin/bash

# 定义变量
HOST=$1
USER=$2
PASS=$3
PORT=$4

# 默认端口
if [ -z "$PORT" ]; then
  PORT=3306
fi

# 使用 mysql 命令查询复制状态
OUTPUT=$(mysql -h $HOST -P $PORT -u $USER -p"$PASS" -e "SHOW SLAVE STATUSG" 2>/dev/null)

# 获取 mysql 命令的退出状态
STATUS=$?

# 根据退出状态和输出结果判断复制状态
if [ $STATUS -eq 0 ]; then
  # 检查 Slave_IO_Running 和 Slave_SQL_Running 是否为 Yes
  if [[ "$OUTPUT" =~ "Slave_IO_Running: Yes" && "$OUTPUT" =~ "Slave_SQL_Running: Yes" ]]; then
    # 检查 Seconds_Behind_Master 是否过高
    SECONDS_BEHIND=$(echo "$OUTPUT" | grep "Seconds_Behind_Master" | awk '{print $2}')
    if [ -z "$SECONDS_BEHIND" ]; then
      SECONDS_BEHIND=0 #如果没有延迟，则设置为0
    fi

    if [ $SECONDS_BEHIND -gt 300 ]; then # 延迟超过 300 秒
      echo "Replication lag is too high: $SECONDS_BEHIND seconds."
      exit 2 # 复制延迟过高
    else
      echo "Replication is running normally. Seconds Behind Master: $SECONDS_BEHIND"
      exit 0 # 复制正常
    fi
  else
    echo "Replication is not running."
    exit 1 # 复制未运行
  fi
else
  echo "Failed to connect to MySQL server."
  exit 3 # 连接失败
fi

    脚本逻辑:

    • 接收四个参数：主机名 (HOST)、用户名 (USER)、密码 (PASS) 和端口号 (PORT)。
    • 使用 mysql 命令连接到指定的 MySQL 服务器，并执行 SHOW SLAVE STATUSG 命令，获取复制状态。
    • 检查 Slave_IO_Running 和 Slave_SQL_Running 是否都为 Yes，如果不是，则表示复制未运行。
    • 检查 Seconds_Behind_Master 是否超过预设的阈值 (例如，300 秒)，如果超过，则表示复制延迟过高。
    • 根据复制状态输出相应的提示信息，并返回相应的退出状态。

    使用示例:

    masterha_check_repl 192.168.1.11 mysql password 3306

  3. masterha_manager: MHA 的核心脚本，负责监控主库状态，并在主库发生故障时，协调故障转移过程。

    masterha_manager 的逻辑非常复杂，它需要读取配置文件，监控主库状态，选择新的主库，应用差异日志，更新备库配置，等等。 下面是一个简化的 masterha_manager 脚本示例，仅包含部分核心逻辑：

    #!/bin/bash

# 配置文件路径
CONFIG_FILE="/etc/mha/app1.cnf"

# 读取配置文件
source $CONFIG_FILE

# 定义函数：检查主库状态
check_master_status() {
  HOST=$MASTER_HOST
  USER=$MASTER_USER
  PASS=$MASTER_PASSWORD
  PORT=$MASTER_PORT

  # 使用 mysql 命令检查主库是否可连接
  mysqladmin -h $HOST -P $PORT -u $USER -p"$PASS" ping 2>/dev/null

  STATUS=$?

  if [ $STATUS -eq 0 ]; then
    echo "Master is running."
    return 0
  else
    echo "Master is down."
    return 1
  fi
}

# 定义函数：选择新的主库
select_new_master() {
  # 这里可以根据一定的策略选择新的主库
  # 例如，选择数据最新、复制延迟最低的备库

  NEW_MASTER_HOST=$SLAVE_HOST1 # 假设选择 Slave1 作为新的主库
  NEW_MASTER_PORT=$SLAVE_PORT1

  echo "New master selected: $NEW_MASTER_HOST:$NEW_MASTER_PORT"
  echo $NEW_MASTER_HOST:$NEW_MASTER_PORT > /tmp/new_master.txt
}

# 定义函数：执行故障转移
failover() {
  # 获取新的主库信息
  NEW_MASTER=$(cat /tmp/new_master.txt)
  NEW_MASTER_HOST=$(echo $NEW_MASTER | awk -F ":" '{print $1}')
  NEW_MASTER_PORT=$(echo $NEW_MASTER | awk -F ":" '{print $2}')

  # 应用差异日志到新的主库
  echo "Applying relay logs to new master..."
  # ... (省略应用差异日志的代码) ...

  # 更新其他备库的配置
  echo "Updating slave configurations..."
  # ... (省略更新备库配置的代码) ...

  # 启动新的主库
  echo "Starting new master..."
  # ... (省略启动新主库的代码) ...

  echo "Failover completed."
}

# 主程序
if check_master_status; then
  echo "Master is running. No failover needed."
  exit 0
else
  echo "Master is down. Starting failover..."
  select_new_master
  failover
  exit 1
fi

    脚本逻辑:

    • 读取配置文件，获取数据库连接信息、备库列表等配置信息。
    • 定期检查主库状态，如果主库不可用，则启动故障转移流程。
    • 选择新的主库，可以根据一定的策略 (例如，选择数据最新、复制延迟最低的备库)。
    • 将其他备库尚未同步的 Relay Logs 应用到新的主库上，以保证数据一致性。 这个过程可以使用 mysqlbinlog 和 mysql 命令来实现。
    • 修改其他备库的 master_host 和 master_port，指向新的主库。 可以使用 CHANGE MASTER TO 命令来实现。
    • 启动新的主库，使其开始接受客户端请求。
    • 如果旧主库恢复，将其降级为备库，并加入到复制集群中。

    配置文件示例 (/etc/mha/app1.cnf):

    [server default]
manager_user=mha
manager_password=password
ssh_user=mha
ping_interval=3
remote_command_timeout=60
master_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failover
candidate_master=1

[server1]
hostname=192.168.1.10
user=mysql
password=password
port=3306
master=1

[server2]
hostname=192.168.1.11
user=mysql
password=password
port=3306

[server3]
hostname=192.168.1.12
user=mysql
password=password
port=3306

    master_ip_failover_script 示例 (/usr/local/bin/master_ip_failover):
    这个脚本需要在所有节点上执行，用来切换VIP地址。

    #!/bin/bash

MASTER_IP="192.168.1.100"
INTERFACE="eth0"

ACTION=$1
if [ "$ACTION" == "start" ]; then
  /sbin/ifconfig $INTERFACE:$MASTER_IP $MASTER_IP netmask 255.255.255.0
elif [ "$ACTION" == "stop" ]; then
  /sbin/ifconfig $INTERFACE:$MASTER_IP down
fi

    注意: 上面的 masterha_manager 脚本只是一个简化的示例，实际的 masterha_manager 脚本要复杂得多，需要处理各种异常情况，例如，网络故障、数据库连接失败、复制错误等等。 此外，还需要考虑数据一致性问题，例如，如何保证在故障转移过程中，数据不丢失或不重复。 MHA 提供了多种数据一致性保证机制，例如，基于 GTID 的复制、基于 Binlog Server 的复制等等。

MHA 在云原生环境下的应用

在云原生环境下，MHA 仍然可以发挥重要的作用。 但是，需要对 MHA 进行一些改造，以适应云原生环境的特点。

  • 容器化部署： 可以将 MHA Manager 和 MHA Node 打包成 Docker 镜像，并部署到 Kubernetes 集群中。
  • 服务发现： 可以使用 Kubernetes 的 Service 机制来实现服务发现，避免硬编码数据库连接信息。
  • 配置管理： 可以使用 Kubernetes 的 ConfigMap 和 Secret 机制来管理 MHA 的配置文件和数据库密码。
  • 监控告警： 可以使用 Prometheus 和 Grafana 来监控 MHA 的运行状态，并在发生故障时发送告警。

总结

MHA 是一套成熟的 MySQL 高可用解决方案，它通过监控主库状态，并在主库发生故障时，自动进行故障转移，从而保证数据库服务的连续性。 MHA 的核心在于它的底层脚本，这些脚本定义了故障检测、故障转移的具体逻辑。 理解这些脚本的工作原理，有助于我们更好地配置、管理和优化 MHA。 虽然在云原生环境下，涌现出了很多新的高可用解决方案，例如，MySQL Group Replication、Vitess 等等，但是 MHA 仍然具有一定的价值，特别是在一些对成本敏感、需要快速部署的场景下。 通过对 MHA 进行适当的改造，可以使其更好地适应云原生环境。

对MHA核心组件及底层脚本的理解

MHA由MHA Manager和MHA Node组成，核心脚本包括masterha_check_ssh，masterha_check_repl，和masterha_manager，它们分别负责SSH连接验证，复制状态检测，和故障转移的协调。 理解这些脚本的逻辑，能帮助我们更好地配置、管理和优化MHA。

配置MHA以适应云原生环境

在云原生环境下，可以通过容器化部署、服务发现、配置管理和监控告警等手段对MHA进行改造。 这样可以使其更好地适应云原生环境的特点，提高其可用性和可维护性。

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注