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高可用:
为什么需要高可用呢?
高可用的主要作用:
keepalived是什么?它用在哪里?
什么是VRRP协议,它的作用是什么?
搭建一个基于keepalived的高可用Mysql主从复制读写分离集群
一、项目中的IP地址配置表:
二、项目拓扑图:
项目步骤:(主从复制、读写分离、单vip高可用、双vip高可用)
1、搭建Mysql的主从复制功能:
2、使用Mysqlrouter搭建MySQL的读写分离功能
3、安装配置keepalived服务
4、修改keepalived的配置文件(从36行以下的全部都不需要)(配置单vip的高可用服务)
5、模拟测试:如果master挂掉了,那么vip是否会转移到backup上去呢?
7、外部连接测试keepalived实现的高可用效果:
8、配置双vip实现keepalived配置(跟MySQL的主主复制十分相似)
9、 负载均衡器的使用
10、进行Mysql的压力测试:
脑裂现象
脑裂有没有危害?
什么时候keepalived会产生脑裂现象呢?
情况一:vrid不一样
情况二:防火墙拦截了vrrp报文通信
情况三:修改认证密码,查看是否出现脑裂现象
高可用:
高可用性(High Availability,HA)是指系统或功能提供者在经过设计后,该系统或功能能够长时间的保持在正常状态运行的能力。在现代信息化的环境中,高可用性已经成为了一个必不可少的概念。
为什么需要高可用呢?
防止出现单点故障,主要是因为现代IT系统对于稳定性具有较高的要求,一旦系统出现故障(出现单点故障),将会影响到业务的正常运转,甚至会导致数据丢失等重大问题,从而造成严重的损失。所以,必须确保系统能够尽可能地持续稳定地运行,保证了业务的连续性与数据的可靠性。
高可用的主要作用:
高可用的主要作用包括:
提高系统的稳定性:高可用架构通过冗余、备份、灾备等措施,可以避免单点故障,提高系统的稳定性和可用性,保证服务的连续性。
提高业务的可靠性:高可用架构可以保证业务的可靠性,避免因为系统故障导致的数据丢失等问题,从而保证业务的正常运转。
改善用户体验:高可用架构可以提高系统的性能和响应速度,改善用户的体验,同时还可以提高系统的扩展性和可靠性。
降低维护成本:通过高可用架构降低应用程序的停机时间和维护成本,避免出现服务中断而导致的维护费用增加。
总之,高可用性是一种确保业务连续性的重要手段,它可以避免因为单点故障而带来的损失,并且可以保证业务的持续稳定运行。
keepalived是什么?它用在哪里?
keepalived的官方网站:Keepalived for Linux
keepalived是一种开源软件,它提供了一个简单而高效的方式来实现负载均衡和故障转移。keepalived能够监视可用服务器的状态,并确保将请求路由到可用服务器上,同时在服务器故障时能够及时切换到备用服务器,以保证服务的高可用性。
keepalived主要用于以下几个方面:
实现负载均衡:keepalived能够使用不同的算法,例如轮询(Round Robin)、加权轮询、最少连接数等,将客户端请求平均地分配到多个后端服务器上,以达到负载均衡的目的。
提高系统的可用性:keepalived可以对多台服务器进行监视,并自动切换到另一个可用的节点来避免单点故障。通过自动检测和切换,keepalived可以确保应用程序始终处于可用状态,从而提高系统的可用性。
构建高可用性架构:通过配合其他技术,例如虚拟IP地址(Virtual IP address)、虚拟路由器冗余协议(VRRP)等,keepalived可以帮助构建高可用性架构,从而保证服务的连续性和稳定性。
总之,keepalived是一款功能强大的开源软件,它可以帮助构建高可用性、可伸缩性和安全性的应用程序。它在各种Web应用程序、负载均衡设备、邮件服务器等系统中得到了广泛的应用。
什么是VRRP协议,它的作用是什么?
VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由器冗余协议)是一种网络协议,用于提高路由器系统的可用性和可靠性。它通过将多个路由器组合成一个虚拟路由器,只有一个路由器处于活动状态,其他路由器都是备份状态,从而达到提供冗余和故障转移的目的。
vip:virtual ip 虚拟IP地址,这个地址是对外提供服务的
参考文档:VRRP原理及配置 - 榕霖 - 博客园 (cnblogs.com)
具体来说,VRRP的作用包括:
提供冗余:通过将多个路由器组合成一个虚拟路由器,只有一个路由器处于活动状态,其他路由器都是备份状态,当活动路由器出现故障时,备用路由器可以自动接管其工作,确保网络服务不中断。
提高可用性:由于VRRP使用了路由器的冗余,所以即使在单个设备或链路出现故障时,也能够保持网络的连通性,从而提高了网络的可用性和可靠性。
支持负载均衡:当多个路由器同时处于活动状态时,VRRP可以自动将流量分布到各个路由器之间,实现负载均衡。
总之,VRRP协议是一种非常有效的网络协议,主要用于提供网络冗余和故障转移,提高网络的可用性和可靠性。它被广泛应用于企业内部网络、互联网服务提供商(ISP)等各种网络环境中。
vid:虚拟ip地址,这个地址是对外提供服务的
搭建一个基于keepalived的高可用Mysql主从复制读写分离集群
一、项目中的IP地址配置表:
中间件:安装mysqlrouter 和 keepalived
master:192.168.2.181
backup:192.168.2.182
vip:192.168.2.221
Linux客户机:192.168.2.43
Mysql服务器:安装Mysql数据库
master:192.168.2.150
slave-1:192.168.2.151
slave-2:192.168.2.152
二、项目拓扑图:
项目步骤:(主从复制、读写分离、单vip高可用、双vip高可用)
1、搭建Mysql的主从复制功能:
参考:Mysql - 主从复制介绍_Claylpf的博客-CSDN博客
xxx
2、使用Mysqlrouter搭建MySQL的读写分离功能
参考:Mysql - 读写分离_mysql读写分离的工具_Claylpf的博客-CSDN博客
mysqlrouter.conf 配置文件配置:(mysqlrouter必须绑定到vip上或者使用任意地址0.0.0.0)
(切记不能添加注释,我添加是为了方便解释,否则会报错)
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]# cat mysqlrouter.conf
# Copyright (c) 2015, 2023, Oracle and/or its affiliates.
#
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License, version 2.0,
# as published by the Free Software Foundation.
#
# This program is also distributed with certain software (including
# but not limited to OpenSSL) that is licensed under separate terms,
# as designated in a particular file or component or in included license
# documentation. The authors of MySQL hereby grant you an additional
# permission to link the program and your derivative works with the
# separately licensed software that they have included with MySQL.
#
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
# GNU General Public License, version 2.0, for more details.
#
# You should have received a copy of the GNU General Public License
# along with this program; if not, write to the Free Software
# Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA#
# MySQL Router configuration file
#
# Documentation is available at
# http://dev.mysql.com/doc/mysql-router/en/[DEFAULT]
logging_folder = /var/log/mysqlrouter
runtime_folder = /run/mysqlrouter
config_folder = /etc/mysqlrouter[logger]
level = INFO# If no plugin is configured which starts a service, keepalive
# will make sure MySQL Router will not immediately exit. It is
# safe to remove once Router is configured.
[keepalive]
interval = 60[routing:read_write]
bind_address = 192.168.2.221 #vip地址 虚拟IP地址,可以在keepalived配置之前确定 当然我们可以使用0.0.0.0(任意IP地址),那么不管是vip还是本机的ip地址所对应的7001端口都能访问到
bind_port= 7001 #自己的端口号
destinations = 192.168.2.150:3306 #设置目的机器IP地址,可以填master的IP,端口为mysqld运行的端口
mode = read-write #设置目的机器IP地址,可以填master的IP,端口为mysqld运行的端口
max_connections = 65535
max_connect_errors = 100
client_connect_timeout = 9[routing:read_only_1]
bind_address = 192.168.2.221
bind_port= 7002
destinations = 192.168.2.151:3306 #设置目的机器IP地址,可以填master的IP,端口为mysqld运行的端口
mode = read-only
max_connections = 65535
max_connect_errors = 100
client_connect_timeout = 9[routing:read_only_2]
bind_address = 192.168.2.221
bind_port= 7003
destinations = 192.168.2.152:3306 #设置目的机器IP地址,可以填master的IP,端口为mysqld运行的端口
mode = read-only
max_connections = 65535
max_connect_errors = 100
client_connect_timeout = 9
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]#
成功刷新mysqlrouter服务
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]# service mysqlrouter restart
Redirecting to /bin/systemctl restart mysqlrouter.service
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]#
查看端口:
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]# netstat -anpult |grep mysqlrouter
tcp 0 0 192.168.2.221:7001 0.0.0.0:* LISTEN 42847/mysqlrouter
tcp 0 0 192.168.2.221:7002 0.0.0.0:* LISTEN 42847/mysqlrouter
tcp 0 0 192.168.2.221:7003 0.0.0.0:* LISTEN 42847/mysqlrouter
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]#
3、安装配置keepalived服务
下载keepalived服务:
[root@mysqlrouter-1 mysqlrouter]# yum install keepalived -y
已安装:keepalived.x86_64 0:1.3.5-19.el7 作为依赖被安装:lm_sensors-libs.x86_64 0:3.4.0-8.20160601gitf9185e5.el7 net-snmp-agent-libs.x86_64 1:5.7.2-49.el7_9.2 net-snmp-libs.x86_64 1:5.7.2-49.el7_9.2 完毕!
4、修改keepalived的配置文件(从36行以下的全部都不需要)(配置单vip的高可用服务)
master上的配置
global_defs {notification_email {acassen@firewall.locfailover@firewall.locsysadmin@firewall.loc}notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.locsmtp_server 192.168.200.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS_DEVELvrrp_skip_check_adv_addr
# vrrp_strict # 这一行需要注释:原因是因为会在iptables里添加一条规则,会阻止网络通信,导致出现脑裂现象vrrp_garp_interval 0vrrp_gna_interval 0
}vrrp_instance VI_1 { # 定义一个vrrp协议的实例 名字是VI_1 表示第一个vrrp实例state MASTER # 做master角色interface ens33 # 指定监听网络的接口,其实就是vip绑定到那个网络接口上virtual_router_id 81 # 虚拟路由器ID 81表示的是编号,另外一台机器上的配置也必须是81priority 160 # 优先级 数字越大就越容易成为masteradvert_int 1 # 宣告消息的时间间隔 为1sauthentication {auth_type PASS # 密码认证 passwordauth_pass 1111 # 具体密码 可以不用修改}virtual_ipaddress { # vip 虚拟ip地址 可以配置多个192.168.2.221 # 配置的vip#192.168.200.17#192.168.200.18}
}
backup上的配置
[root@mysqlrouter-2 keepalived]# cat keepalived.conf
global_defs {notification_email {acassen@firewall.locfailover@firewall.locsysadmin@firewall.loc}notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.locsmtp_server 192.168.200.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS_DEVELvrrp_skip_check_adv_addr# vrrp_strict # 这一行需要注释:原因是因为会在iptables里添加一条规则,会阻止网络通信,导致出现脑裂现象vrrp_garp_interval 0vrrp_gna_interval 0
}vrrp_instance VI_1 { # 定义一个vrrp协议的实例 名字是VI_1 表示第一个vrrp实例state BACKUP # 做backup角色interface ens33 # 指定监听网络的接口,其实就是vip绑定到那个网络接口上virtual_router_id 81 # 虚拟路由器ID 81表示的是编号,另外一台机器上的配置也必须是81priority 100 # 优先级 数字越大就越容易成为masteradvert_int 1 # 宣告消息的时间间隔 为1sauthentication {auth_type PASS # 密码认证 passwordauth_pass 1111 # 具体密码 可以不用修改}virtual_ipaddress { # vip 虚拟ip地址 可以配置多个192.168.2.221 # 配置的vip 必须与master配置的vip是一样的#192.168.200.17#192.168.200.18}
}
[root@mysqlrouter-2 keepalived]#
重新启动keepalived服务
[root@mysqlrouter-1 keepalived]# service keepalived restart
Redirecting to /bin/systemctl restart keepalived.service
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#
查看效果:
[root@mysqlrouter-1 keepalived]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:90:87:dc brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 192.168.2.181/24 brd 192.168.2.255 scope global noprefixroute ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet 192.168.2.221/32 scope global ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::20c:29ff:fe90:87dc/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#
5、模拟测试:如果master挂掉了,那么vip是否会转移到backup上去呢?
我们将master上的keepalived关闭,查看backup上的ip地址
[root@mysqlrouter-1 keepalived]# service keepalived stop
Redirecting to /bin/systemctl stop keepalived.service
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#
backup上的IP地址
[root@mysqlrouter-2 keepalived]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:a9:7f:87 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 192.168.2.182/24 brd 192.168.2.255 scope global noprefixroute ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet 192.168.2.221/32 scope global ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::20c:29ff:fea9:7f87/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
[root@mysqlrouter-2 keepalived]#
成功观察到我们想要的效果,vip真的漂移到了backup上了
当我们重启master,vip又会从backup上漂移到master上去的
[root@mysqlrouter-1 keepalived]# service keepalived start
Redirecting to /bin/systemctl start keepalived.service
[root@mysqlrouter-1 keepalived]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:90:87:dc brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 192.168.2.181/24 brd 192.168.2.255 scope global noprefixroute ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet 192.168.2.221/32 scope global ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::20c:29ff:fe90:87dc/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#
7、外部连接测试keepalived实现的高可用效果:
当我通过Linux上访问192.168.2.221:7001端口的时候,他会访问到我们的master机器的3306端口上去(Mysql数据库的默认端口是3306)
[root@mysql-2 ~]# mysql -h 192.168.2.221 -P 7001 -u claylpf -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 21
Server version: 5.7.41-log MySQL Community Server (GPL)Copyright (c) 2000, 2023, Oracle and/or its affiliates.Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.claylpf@(none) 18:54 mysql>exit
Bye
[root@test ~]# [root@mysql-2 ~]# mysql -h 192.168.2.221 -P 7002 -u claylpf -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 20
Server version: 5.7.41 MySQL Community Server (GPL)Copyright (c) 2000, 2023, Oracle and/or its affiliates.Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.claylpf@(none) 19:15 mysql>
8、配置双vip实现keepalived配置(跟MySQL的主主复制十分相似)
双 VIP 可以用于实现高可用性架构。在一个服务器出现故障时,流量可以被自动切换到另一个服务器,从而保持服务的连续性。这在负载均衡、高可用的网络应用中特别有用。
master配置文件:
[root@mysqlrouter-1 keepalived]# cat keepalived.conf
global_defs {notification_email {acassen@firewall.locfailover@firewall.locsysadmin@firewall.loc}notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.locsmtp_server 192.168.200.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS_DEVELvrrp_skip_check_adv_addr# vrrp_strict vrrp_garp_interval 0vrrp_gna_interval 0
}vrrp_instance VI_1 { state MASTER interface ens33 virtual_router_id 81 priority 160 advert_int 1 authentication {auth_type PASS auth_pass 1111 }virtual_ipaddress { 192.168.2.221 }
}vrrp_instance VI_2 { state BACKUP interface ens33 virtual_router_id 101 priority 100 advert_int 1 authentication {auth_type PASS auth_pass 1111 }virtual_ipaddress { 192.168.2.201 }
}
[root@mysqlrouter-1 keepalived]#
backup配置文件:
[root@mysqlrouter-2 keepalived]# cat keepalived.conf
global_defs {notification_email {acassen@firewall.locfailover@firewall.locsysadmin@firewall.loc}notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.locsmtp_server 192.168.200.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS_DEVELvrrp_skip_check_adv_addr# vrrp_strict # 这一行需要注释:原因是因为会在iptables里添加一条规则,会阻止网络通信,导致出现脑裂现象vrrp_garp_interval 0vrrp_gna_interval 0
}vrrp_instance VI_1 { # 定义一个vrrp协议的实例 名字是VI_1 表示第一个vrrp实例state BACKUP # 做backup角色interface ens33 # 指定监听网络的接口,其实就是vip绑定到那个网络接口上virtual_router_id 81 # 虚拟路由器ID 81表示的是编号,另外一台机器上的配置也必须是51priority 100 # 优先级 数字越大就越容易成为masteradvert_int 1 # 宣告消息的时间间隔 为1sauthentication {auth_type PASS # 密码认证 passwordauth_pass 1111 # 具体密码 可以不用修改}virtual_ipaddress { # vip 虚拟ip地址 可以配置多个192.168.2.221 # 配置的vip 必须与master配置的vip是一样的}
}vrrp_instance VI_2 { # 定义一个vrrp协议的实例 名字是VI_1 表示第一个vrrp实例state MASTER # 做backup角色interface ens33 # 指定监听网络的接口,其实就是vip绑定到那个网络接口上virtual_router_id 101 # 虚拟路由器ID 101表示的是编号,另外一台机器上的配置也必须是101priority 120 # 优先级 数字越大就越容易成为masteradvert_int 1 # 宣告消息的时间间隔 为1sauthentication {auth_type PASS # 密码认证 passwordauth_pass 1111 # 具体密码 可以不用修改}virtual_ipaddress { # vip 虚拟ip地址 可以配置多个192.168.2.201 # 配置的vip 必须与master配置的vip是一样的}
}
[root@mysqlrouter-2 keepalived]#
查看master和backup的IP地址
9、 负载均衡器的使用
配置负载均衡器来实现流量的合理分配:
我们可以通过DNS域名解析来配置负载均衡器或者是通过nginx来配置负载均衡器
10、进行Mysql的压力测试:
Mysql压力测试工具:Mysqlslap、Sysbench(数据库专用测试工具)
可以模拟每秒钟处理完的请求数,每秒处理事务处,一次请求所需的平均数,系统内处理的并发请求数。
脑裂现象
脑裂有没有危害?
"脑裂"(Brain Split)通常用于指代分布式计算系统中的一个问题,特别是在集群环境下,其中集群中的节点在某种情况下无法与其他节点进行通信,导致节点之间的数据不一致。脑裂问题可能会导致严重的系统故障和数据损坏。
脑裂问题的危害在于:
数据不一致性:脑裂可能导致节点之间的数据不一致。如果在脑裂发生时,某些节点认为其他节点不可用,从而导致不同节点之间的数据更新没有被正确传播,最终导致数据不一致。
故障和系统崩溃:脑裂可能导致系统中的节点以不同的状态运行,从而影响整个系统的稳定性。这可能导致故障和系统崩溃,因为无法在节点之间协调操作。
无法达成共识:分布式系统通常需要在节点之间达成共识以进行操作,例如领导选举、数据复制等。脑裂可能会破坏共识机制,导致系统无法正常运行。
什么时候keepalived会产生脑裂现象呢?
脑裂现象:
1、vrid不一样的时候会产生
2、中间存在防火墙,阻止了网络之间的keepalived的master和backup的选举过程,vrrp报文无法通信(网络通信出现错误)
3、认证密码不一样也会出现脑裂现象
情况一:vrid不一样
当我们的master的vrid是82,而backup上的vrid是81,那么会产生脑裂现象
master上和backup上都出现了vip,这说明出现了脑裂现象
情况二:防火墙拦截了vrrp报文通信
添加iptables防火墙规则
除了22号端口(ssh协议)能够通信,其他端口都不能通信
查看 master上和backup上是否都出现了vip,发现都出现了,说明产生了脑裂现象
最后去除防火墙规则
情况三:修改认证密码,查看是否出现脑裂现象
查看 master上和backup上是否都出现了vip,发现都出现了,说明产生了脑裂现象