MySQL高可用-EW帮帮网

为解决 MySQL 单点问题及应对日益增长的数据量带来的数据库压力，“MySQL 主主复制 + Keepalived+HAProxy” 这一经典高可用架构应运而生。该架构通过开源工具实现数据库的故障自动转移、负载均衡和读写分离，为企业提供高可用、高性能的数据库服务。本笔记将围绕该架构展开，详细介绍其理论知识与实践操作。

二、案例概述

2.1 MySQL 高可用概念

MySQL 高可用（High Availability）是指通过冗余设计，确保数据库服务在单节点故障、网络中断或硬件损坏等异常情况下，仍能持续对外提供服务，同时保证数据一致性。其核心目标是实现 “零停机、零数据丢失” 的业务连续性。

2.2 方案组成

“MySQL 主主复制 + Keepalived+HAProxy” 的高可用方案由三部分组成：

MySQL 主主复制：两台 MySQL 实例互为主从，双向同步数据，均支持读写操作，提供冗余和扩展能力。
Keepalived：通过 VRRP 协议管理虚拟 IP（VIP），监控 MySQL 状态，故障时自动将 VIP 漂移至存活节点，确保服务地址不变。
HAProxy：作为反向代理和负载均衡器，将流量分发至 MySQL 节点，支持健康检查、读写分离（可选）和故障节点自动剔除。

2.3 方案优势

高可用性：Keepalived 实现秒级故障切换，HAProxy 健康检查确保流量仅路由到正常节点，避免单点故障。
读写扩展：主主架构支持双节点并发写入，提升写入性能；HAProxy 可配置读写分离，利用备节点分担读压力。
灵活扩展：可横向扩展 HAProxy 或 MySQL 节点，支持动态调整负载均衡策略（如轮询、权重）。
运维友好：基于开源工具，无厂商锁定，社区支持丰富，适合自建数据库集群。

三、案例环境

3.1 环境规划

主机	应用	操作系统	IP 地址
192.168.10.101	Master1	openEuler 24.03	MySQL 8
192.168.10.102	Master2	openEuler 24.03	MySQL 8
192.168.10.103	Keepalived1、HAProxy	openEuler 24.03	-
192.168.10.104	Keepalived2、HAProxy	openEuler 24.03	-

3.2 环境要求

所有节点关闭 SELinux 和防火墙，确保网络通信正常。
安装必要的依赖包，如 gcc、make 等，以便编译安装软件。

四、MySQL 安装与配置

4.1 下载与编译安装 MySQL

从 MySQL 官方网站下载适合 openEuler 系统的 MySQL 8 源码包。
解压源码包：

tar -xvf mysql-8.0.36.tar.gz

创建 MySQL 用户和组：

groupadd mysql
useradd -r -g mysql -s /bin/false mysql

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql -DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/data/mysql.sock -DDEFAULT_CHARSET=utf8 -DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci -DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 -DWITH_PARTITION_STORAGE_ENGINE=1 -DWITH_FEDERATED_STORAGE_ENGINE=1 -DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 -DWITH_MYISAM_STORAGE_ENGINE=1 -DENABLED_LOCAL_INFILE=1 -DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data -DSYSCONFDIR=/etc -DMYSQL_TCP_PORT=3306 -DENABLE_DOWNLOADS=1 -DDEFAULT_AUTHENTICATION_PLUGIN=mysql_native_password

编译并安装：

make -j$(nproc)
make install

4.2 初始化 MySQL

mkdir -p /usr/local/mysql/data
chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql

初始化数据库（在 /usr/local/mysql/bin 目录下执行）：

./mysqld --initialize --user=mysql --basedir=/usr/local/mysql --datadir=/usr/local/mysql/data

此次初始化没有采用无密码模式，因此会生成初始随机密码，需要保存，用以后续登录 MySQL 数据库使用。例如，输出中可能显示类似 “A temporary password is generated for root@localhost: Xr6:Gg*u8?/8” 的信息，记录该密码。

4.3 设定配置文件

编辑 MySQL 的配置文件 /etc/my.cnf，内容如下：

[client]
socket=/usr/local/mysql/data/mysql.sock
[mysqld]
socket=/usr/local/mysql/data/mysql.sock
bind-address = 0.0.0.0
skip-name-resolve
port = 3306
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
max_connections=2048
character-set-server=utf8
default-storage-engine=INNODB
max_allowed_packet=16M

4.4 配置 systemctl 方式启动

将 MySQL 添加成为系统服务，通过使用 systemctl 来管理。在 /usr/local/mysql/support-files 目录下找到 mysql.server 文件，将其复制到 /etc/rc.d/init.d 目录下，改名为 mysqld 并赋予可执行权限：

cp /usr/local/mysql/support-files/mysql.server /etc/rc.d/init.d/mysqld
chmod +x /etc/rc.d/init.d/mysqld

编辑生成 mysqld.service 服务，通过 systemctl 方式来管理。编辑 /lib/systemd/system/mysqld.service 文件，内容如下：

[Unit]
Description=mysqld
After=network.target
[Service]
Type=forking
ExecStart=/etc/rc.d/init.d/mysqld start
ExecReload=/etc/rc.d/init.d/mysqld restart
ExecStop=/etc/rc.d/init.d/mysqld stop
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target

重新加载 systemd 配置：

systemctl daemon-reload

启用并启动 MySQL 服务：

systemctl enable mysqld
systemctl start mysqld

检查 MySQL 服务是否启动成功，查看 3306 端口是否监听：

netstat -tunlp | grep 3306

4.5 设置 root 用户密码

使用初始随机密码登录 MySQL，然后设置新密码：

mysqladmin -u root -p password 'pwd123'

输入初始随机密码完成密码修改。

4.6 创建测试用户

在 Master1 和 Master2 上都执行以下操作，创建测试用户 test，用于后续验证实验：

mysql -u root -p
CREATE USER 'test'@'192.168.10.%' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT ALL ON *.* TO 'test'@'192.168.10.%';
ALTER USER 'test'@'192.168.10.%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123456';
FLUSH PRIVILEGES;

由于 MySQL 8.0 默认使用 caching_sha2_password 认证插件，将其替换为 mysql_native_password 旧版认证插件，确保从库能兼容。

五、配置 MySQL 双主复制

5.1 修改 Master1 配置文件

在 Master1 的 /etc/my.cnf 中修改或增加以下内容：

log-bin=/usr/local/mysql/data/mysql-bin #启用二进制日志并指定其存储路径
binlog_format=MIXED #定义二进制日志的记录格式为混合模式
server-id=1 #为mysql实例分配一个唯一的服务器标识符

5.2 修改 Master2 配置文件

在 Master2 的 /etc/my.cnf 中修改或增加以下内容：

log-bin=/usr/local/mysql/data/mysql-bin #启用二进制日志并指定其存储路径
binlog_format=MIXED #定义二进制日志的记录格式为混合模式
server-id=2 #为mysql实例分配一个唯一的服务器标识符

5.3 重启 MySQL 服务

在 Master1 和 Master2 上都执行以下命令重启 MySQL 服务：

systemctl restart mysqld

5.4 给从服务器授权

在 Master1 和 Master2 上都执行以下操作，创建用于复制的用户 myslave 并授权：

mysql -u root -p
CREATE USER 'myslave'@'192.168.10.%' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'192.168.10.%';
ALTER USER 'myslave'@'192.168.10.%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123456';
FLUSH PRIVILEGES;

同样，将认证插件替换为 mysql_native_password 以兼容从库。

5.5 查看主服务器状态

在 Master1 上登录 MySQL，执行以下命令查看主服务器状态：

show master status;

记录下 File 列的日志名（如 mysql-bin.000001）和 Position 列的偏移量（如 157），这两个值在配置从服务器时需要。

5.6 配置 Master1 作为 Master2 的从服务器

在 Master2 上登录 MySQL，执行以下命令配置同步，将 master_log_file 和 master_log_pos 参数替换为 Master1 的实际值：

change master to master_host='192.168.10.101', master_user='myslave', master_password='123456', master_log_file='mysql-bin.000001', master_log_pos=157;
start slave;

然后查看 Slave 状态，确保 Slave_IO_Running 和 Slave_SQL_Running 都为 YES：

mysql -uroot -p -e "show slave status \G" | grep Yes

5.7 配置 Master2 作为 Master1 的从服务器

在 Master1 上登录 MySQL，执行以下命令配置同步，将 master_log_file 和 master_log_pos 参数替换为 Master2 的实际值（假设 Master2 的主服务器状态中 File 和 Position 与 Master1 相同，实际操作中需根据 Master2 的 show master status 结果调整）：

change master to master_host='192.168.10.102', master_user='myslave', master_password='123456', master_log_file='mysql-bin.000001', master_log_pos=157;
start slave;

同样查看 Slave 状态，确保两个值为 YES。

六、安装与配置 HAProxy

6.1 关闭 SELinux 和防火墙

在 Keepalived1 和 Keepalived2 上都执行以下命令：

sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
setenforce 0
systemctl disable firewalld
systemctl stop firewalld

6.2 安装 HAProxy

使用 dnf 命令安装 HAProxy：

dnf install haproxy

6.3 编辑 HAProxy 配置文件

在 Keepalived1 和 Keepalived2 上都编辑 /etc/haproxy/haproxy.cfg 文件，内容如下（红色标注为关键配置）：

global
log 127.0.0.1 local2
chroot /var/lib/haproxy
pidfile /var/run/haproxy.pid
user haproxy
group haproxy
daemon
maxconn 4000
defaults
mode tcp
log global
option tcplog
option dontlognull
retries 3
timeout http-request 5s
timeout queue 1m
timeout connect 5s
timeout client 1m
timeout server 1m
timeout http-keep-alive 5s
timeout check 5s
maxconn 3000
listen mysql
bind 0.0.0.0:3306 #显式指定监听地址和端口
balance leastconn #负载均衡算法，最少连接数算法
server mysql1 192.168.10.101:3306 check port 3306 maxconn 300
server mysql2 192.168.10.102:3306 check port 3306 maxconn 300

配置说明：

mode tcp：表示 TCP 代理。
listen mysql 0.0.0.0:3306：创建一个名为 mysql 的监听服务，绑定到所有网卡的 3306 端口（MySQL 默认端口），作为流量入口。
balance leastconn：指定使用最少连接数算法分配请求，将新连接导向当前活跃连接最少的后端服务器，避免单点过载。
server 声明两个 MySQL 服务器节点 mysql1 和 mysql2，分别指向 192.168.10.101:3306 和 192.168.10.102:3306。check port 3306 表示通过检查节点的 3306 端口是否响应，判断其存活状态；maxconn 300 限制每个后端节点的最大并发连接数为 300，防止节点被压垮。

6.4 检测配置文件并启动服务

检测 HAProxy 配置文件是否正确：

haproxy -c -f /etc/haproxy/haproxy.cfg

重启 HAProxy 服务：

systemctl restart haproxy

6.5 测试 HAProxy 代理

使用测试用户 test，通过 HAProxy 的代理端口登录 MySQL，验证 HAProxy 是否正常工作：

mysql -utest -p123456 -h192.168.10.103 -P3306

如果能成功登录，说明 HAProxy 代理配置正确。

七、安装与配置 Keepalived

7.1 关闭 SELinux 和防火墙

在 Keepalived1 和 Keepalived2 上都执行与 HAProxy 安装时相同的关闭 SELinux 和防火墙的命令。

7.2 安装 Keepalived

使用 dnf 命令安装 Keepalived：

dnf install keepalived

7.3 编辑 Keepalived1 配置文件

在 Keepalived1 上编辑 /etc/keepalived/keepalived.conf 文件，内容如下（红色标注为关键配置，与 Keepalived2 不同之处需注意）：

! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id r1
}
vrrp_script chk_haproxy {
script "/etc/keepalived/chk.sh"
interval 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
nopreempt #启用非抢占模式
interface ens33 #指定网络接口
virtual_router_id 51 #虚拟路由ID，同一VRRP实例需一致
priority 100 #优先级，数值越大优先级越高
advert_int 1 #通告间隔时间（秒）
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111 #认证密码，同一VRRP实例需一致
}
virtual_ipaddress {
192.168.10.100 #虚拟IP地址
}
track_script {
chk_haproxy #关联监控脚本
}
notify_backup "/etc/init.d/haproxy restart" #当状态变为BACKUP时执行的命令
notify_fault "/etc/init.d/haproxy stop" #当检测到故障时执行的命令
}

启用 nopreempt 的作用是：节点 A（优先级 100，配置 nopreempt）故障→节点 B 成为 Master；节点 A 恢复→不触发抢占，节点 B 继续作为 Master，VIP 不切换；仅当节点 B 故障时，节点 A 才会重新成为 Master。

7.4 编辑 Keepalived2 配置文件

在 Keepalived2 上编辑 /etc/keepalived/keepalived.conf 文件，与 Keepalived1 的区别在于 router_id 和 priority：

! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id r2
}
vrrp_script chk_haproxy {
script "/etc/keepalived/chk.sh"
interval 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 99 #优先级低于Keepalived

7.5 添加监控脚本

在 Keepalived1 和 Keepalived2 上均需创建并编辑监控脚本chk.sh，用于检测 HAProxy 进程是否存活：

vim /etc/keepalived/chk.sh

脚本内容如下：

#!/bin/bash  
# 检查HAProxy进程数量  
if [ $(ps -C haproxy --no-header | wc -1) -eq 0 ]; then  
    # 若进程不存在，停止Keepalived服务（触发VIP漂移）  
    /etc/init.d/keepalived stop  
fi

赋予脚本执行权限：

chmod +x /etc/keepalived/chk.sh

7.6 启动 Keepalived 服务

在 Keepalived1 和 Keepalived2 上分别启动服务：

systemctl start keepalived

首次启动时，由于两者均配置为BACKUP且 Keepalived1 优先级更高（100 vs 99），VIP（192.168.10.100）会先绑定在 Keepalived1 的ens33接口上。可通过以下命令验证：

# 在Keepalived1上执行  
ip a | grep ens33  
# 输出应包含虚拟IP：192.168.10.100/32

7.7 测试 VIP 连接 MySQL

使用测试用户通过 VIP 连接 MySQL，验证负载均衡是否正常：

mysql -utest -p123456 -h192.168.10.100 -P3306

若能成功登录，说明 Keepalived 与 HAProxy 已协同工作，流量通过 VIP 转发至后端 MySQL 节点。

八、故障转移测试

8.1 模拟 Master1 节点故障

8.1.1 关闭 Master1 主机

# 在Master1所在主机执行（假设为物理机或虚拟机操作）  
shutdown -h now

8.1.2 验证 HAProxy 健康检查机制

检测 Master1 状态：

# 在Keepalived1或Keepalived2上执行  
mysql -utest -p123456 -h192.168.10.103 -P3306  # 通过HAProxy IP连接  
mysql> SHOW PROCESSLIST;  # 查看连接节点，应仅显示Master2

原理：HAProxy 通过check port 3306定期探测节点状态，发现 Master1 离线后，会自动将其从负载列表中剔除，流量仅转发至 Master2。

8.1.3 验证 VIP 访问连续性

ping 192.168.10.100  # VIP应保持可达  
mysql -utest -p123456 -h192.168.10.100 -P3306  # 仍可通过VIP登录

8.2 模拟 Keepalived1 节点故障

8.2.1 关闭 Keepalived1 服务

systemctl stop keepalived  # 在Keepalived1上执行

8.2.2 验证 VIP 漂移至 Keepalived2

查看 Keepalived2 的 IP 地址：

# 在Keepalived2上执行  
ip a | grep ens33  
# 应显示VIP已绑定：192.168.10.100/32

原理：Keepalived 通过 VRRP 协议检测到主节点（Keepalived1）离线后，优先级次高的 Keepalived2 会接管 VIP，确保 HAProxy 服务地址不变。

8.2.3 验证业务连续性

mysql -utest -p123456 -h192.168.10.100 -P3306  # 仍可通过VIP登录，流量经Keepalived2的HAProxy转发至Master2

8.3 模拟 Master2 节点故障（VIP 在 Keepalived2 上时）

8.3.1 关闭 Master2 主机

shutdown -h now  # 在Master2所在主机执行

8.3.2 验证 HAProxy 自动切换至 Master1（假设 Master1 已恢复）

前提：若 Master1 之前故障后已恢复，HAProxy 会重新检测到其存活并加入负载列表。

验证连接：

mysql -utest -p123456 -h192.168.10.100 -P3306  
mysql> SELECT @@server_id;  # 应返回1（Master1的server-id）

8.4 模拟双节点故障（极端场景）

8.4.1 关闭 Keepalived2 和 Master2

# 在Keepalived2上执行  
systemctl stop keepalived  
# 在Master2上执行  
systemctl stop mysqld

8.4.2 验证 VIP 漂移与服务降级

若 Keepalived1 已恢复：VIP 会重新漂移至 Keepalived1，HAProxy 继续转发流量至存活的 Master1。
若 Master1 也故障：整个集群不可用，需人工介入恢复（如启动备用节点或故障修复）。

九、架构优化与扩展建议

9.1 读写分离配置（可选）

HAProxy 支持根据 SQL 语句类型（读 / 写）分发流量，减轻主节点压力：

修改 HAProxy 配置文件，新增读负载均衡监听：

listen mysql_read  
bind 0.0.0.0:3307  
mode tcp  
balance leastconn  
server mysql1 192.168.10.101:3306 check port 3306 maxconn 300 read-only  
server mysql2 192.168.10.102:3306 check port 3306 maxconn 300 read-only

应用层配置：读请求连接 3307 端口，写请求连接 3306 端口。

9.2 横向扩展 MySQL 节点

新增从节点：
- 在新节点上配置为任一主节点的从库（参考双主复制步骤）。
- 更新 HAProxy 配置，添加新节点：
```
server mysql3 192.168.10.105:3306 check port 3306 maxconn 300  
```
扩展 Keepalived+HAProxy 节点：
- 增加 Keepalived 备份组，提升高可用层冗余。
- 使用 DNS 轮询或 LVS 负载均衡 HAProxy 节点，避免 HAProxy 单点。

9.3 监控与告警

基础监控：
- 使用 Prometheus+Grafana 监控 MySQL 指标（如 QPS、连接数、复制延迟）。
- 监控 Keepalived 的 VIP 状态和 HAProxy 的节点健康度。
告警规则：
- 复制延迟超过阈值时触发告警。
- HAProxy 节点故障或 VIP 漂移时发送通知。

MySQL高可用

一、引言