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搭建MySQL高可用负载均衡集群

  • 1、简介

  • 2、基本环境

  • 3、配置MySQL主主复制

  • 4、中间件简述

  • 　　4.1、Haproxy介绍

  • 　　4.2、keepalived介绍

  • 5、中间件的安装与配置（haproxy、keepalived）

  • 　　5.1、安装haproxy

  • 　　1）、编译安装haproxy

  • 　　2）、提供启动脚本

  • 　　3）、提供配置文件

  • 　　4）、启动日志

  • 　　5）、启动haproxy

  • 　　6）、测试haproxy

  • 　　5.2、安装keepalived

  • 　　1）、解决缺少的软件库文件

  • 　　2）、编译安装keepalived软件

  • 　　3）、创建配置文件

  • 　　4）、创建脚本文件

  • 6、功能测试

  • 　　6.1、流程简述

  • 　　6.2、测试haproxy监听前端端口3306

  • 　　6.3、测试高可用+keepalived不抢占vip

  • 　　6.4、测试负载均衡

  • 7、总结与建议

1、简介

　　使用MySQL时随着时间的增长，用户量以及数据量的逐渐增加，访问量更是剧增，最终将会使MySQL达到某个瓶颈，那么MySQL的性能将会大大降低。这一结果也不利于软件的推广。

　　那么如何跨过这个瓶颈，提高MySQL的并发量呢？方法有很多，分布式数据库、读写分离、高可用负载均衡、增加缓存服务器等等。之前的文章里已经介绍了读写分离的方案了，接下来我将讲解MySQL高可用负载均衡这一方法。

　　其中实现高可用负载均衡的方法有很多，例如LVS+keepalived组合实现、haproxy+keepalived组合实现等等，这里我们采用haproxy+keepalived组合实现MySQL高可用负载均衡这一技术。

2、基本环境

四台linux虚拟主机

Linux版本CentOS6.6

MySQL 5.5（已安装好）

haproxy-1.5.14

keepalived-1.2.19

IP：192.168.95.11（mysql1）、192.168.95.12（mysql2）、192.168.95.13（haproxy+keepalived）、192.168.95.14（haproxy+keepalived）、192.168.95.55（vip）

3、配置MySQL主主复制

详细配置步骤可以参考这篇文章：

http://www.cnblogs.com/phpstudy2015-6/p/6485819.html#_label7

以下简要介绍一下mysql的主主复制：

何为主主复制？就是两个mysql都能读能写，数据记录通过二进制传达给对方从而保持数据的一致性。

（192.168.95.11主从复制+192.168.95.12主从复制==192.168.95.11、192.168.95.12主主复制）

　　因此主主复制中必须要解决的事情就是自增主键的问题。如果mysql1主键id增加到12了，此时二进制数据还没到达mysql2，那么mysql2恰好要插入数据，那么新数据主键id也是12，那不就是乱套了么！解决这一问题我们可以直接更改MySQL中的配置文件即可。

1）、更改配置文件

--192.168.95.11：MySQL
server-id=11   #任意自然数n，只要保证两台MySQL主机不重复就可以了。
log-bin=mysql-bin   #开启二进制日志
auto_increment_increment=2   #步进值auto_imcrement。一般有n台主MySQL就填n
auto_increment_offset=1   #起始值。一般填第n台主MySQL。此时为第一台主MySQL
binlog-ignore=mysql   #忽略mysql库【我一般都不写】
binlog-ignore=information_schema   #忽略information_schema库【我一般都不写】
replicate-do-db=aa   #要同步的数据库，默认所有库
--192.168.95.12：MySQL
server-id=12
log-bin=mysql-bin
auto_increment_increment=2
auto_increment_offset=2
replicate-do-db=aa

配置好后重启MySQL

2）、配置192.168.95.11主从复制

　　1、在192.168.95.12中创建一个192.168.95.11主机中可以登录的MySQL用户

      用户：mysql11

      密码：mysql11

mysql>GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO ‘mysql11’@’192.168.95.11’ IDENTIFIED BY ’mysql11’;
mysql>FLUSH PRIVILEGES;

2、查看192.168.95.12二进制日志

mysql> show master status;

3、告知二进制文件名与位置

mysql> change master to
    -> master_host='192.168.95.11',
    -> master_user='mysql11',
    ->master_password='mysql11',
    ->master_log_file='mysql-bin.000097',
    -> master_log_pos=107;

　4、查看结果

mysql> slave start;
mysql> show slave status\G
搭建MySQL高可用负载均衡集群
配置主从复制成功
3）、配置192.168.95.12主从复制
同上
搭建MySQL高可用负载均衡集群
配置主从复制成功。
 
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4、中间件简述
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　　4.1、Haproxy介绍
Haproxy是一个开源的高性能的反向代理或者说是负载均衡服务软件之一，它支持双机热备、虚拟主机、基于TCP和HTTP应用代理等功能。其配置简单，而且拥有很好的对服务器节点的健康检查功能（相当于keepalived健康检查），当其代理的后端服务器出现故障时，Haproxy会自动的将该故障服务器摘除，当服务器的故障恢复后Haproxy还会自动将RS服务器。
HAProxy特别适用于那些负载特大的web站点，这些站点通常又需要会话保持或七层处理。HAProxy运行在当前的硬件上，完全可以支持数以万计的并发连接。并且它的运行模式使得它可以很简单安全的整合进您当前的架构中， 同时可以保护你的web服务器不被暴露到网络上。
Haproxy软件引入了frontend，backend的功能，frontend（acl规则匹配）可以根据任意HTTP请求头做规则匹配，然后把请求定向到相关的backend（server pools等待前端把请求转过来的服务器组）。通过frontend和backup，我们可以很容易的实现haproxy的7层代理功能，haproxy是一款不可多得的优秀代理服务软件。
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　　4.2、keepalived介绍
keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。
虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。
keepalived主要有三个模块，分别是core、check和vrrp。core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。vrrp模块是来实现VRRP协议的。
 
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5、中间件的安装与配置（haproxy、keepalived）
百度云下载：http://pan.baidu.com/s/1qYoCjDE  密码：7cef
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　　5.1、安装haproxy
在192.168.95.13、192.168.95.14安装haproxy（一模一样安装）
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　　1）、编译安装haproxy
# tar -zxvf haproxy-1.5.14.tar.gz
# cd haproxy-1.5.14
# make TARGET=linux26 ARCH=x86_64
# make install SBINDIR=/usr/sbin/ MANDIR=/usr/share/man/ DOCDIR=/usr/share/doc/
注意：
1、为什么不用configure，请看下图。haproxy-1.5.14已经存在Makefile文件了。
2、make的时候，target以及arch需要根据自己的linux主机设置
3、make install的时候我增加了一些额外选项。这可加可不加由自己配置，不加的话将会按默认路径安装，请看下图。
搭建MySQL高可用负载均衡集群
　2）、提供启动脚本
将haproxy这个启动脚本放在/etc/init.d/文件夹下，以便我们可以直接service启动它
【注意】：此启动脚本仅仅适合我以上的安装路径。假若安装路径不同，则需要进行相应的修改方可使用。
#!/bin/sh
#
# haproxy
#
# chkconfig:   - 85 15
# description:  HAProxy is a free, very fast and reliable solution \
#               offering high availability, load balancing, and \
#               proxying for TCP and  HTTP-based applications
# processname: haproxy
# config:      /etc/haproxy/haproxy.cfg
# pidfile:     /var/run/haproxy.pid
# Source function library.

. /etc/rc.d/init.d/functions

# Source networking configuration.

. /etc/sysconfig/network

# Check that networking is up.

[ "$NETWORKING" = "no" ] && exit 0

exec="/usr/sbin/haproxy"

prog=$(basename $exec)

[ -e /etc/sysconfig/$prog ] && . /etc/sysconfig/$prog

cfgfile=/etc/haproxy/haproxy.cfg

pidfile=/var/run/haproxy.pid

lockfile=/var/lock/subsys/haproxy

check() {

$exec -c -V -f $cfgfile $OPTIONS

}

start() {

$exec -c -q -f $cfgfile $OPTIONS

if [ $? -ne 0 ]; then

echo "Errors in configuration file, check with $prog check."

return 1

fi
}

stop() {

echo -n $"Stopping $prog: "

# stop it here, often "killproc $prog"

killproc $prog

retval=$?

echo

[ $retval -eq 0 ] && rm -f $lockfile

return $retval

}

restart() {

$exec -c -q -f $cfgfile $OPTIONS

if [ $? -ne 0 ]; then

echo "Errors in configuration file, check with $prog check."

return 1

fi

stop

start

}

reload() {

$exec -c -q -f $cfgfile $OPTIONS

if [ $? -ne 0 ]; then

echo "Errors in configuration file, check with $prog check."

return 1

fi

echo -n $"Reloading $prog: "

$exec -D -f $cfgfile -p $pidfile $OPTIONS -sf $(cat $pidfile)

retval=$?

echo

return $retval

}

force_reload() {

restart

}

fdr_status() {

status $prog

}

case "$1" in

start|stop|restart|reload)

$1

;;

force-reload)

force_reload

;;

check)

check

;;

status)

fdr_status

;;

condrestart|try-restart)

[ ! -f $lockfile ] || restart

;;

*)

echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|try-restart|reload|force-reload}"

exit 2

esac
#给执行权力
#chmod +x /etc/init.d/haproxy
　3）、提供配置文件
根据上面的启动脚本建立相应的目录以及配置文件
# mkdir /etc/haproxy
# mkdir /var/lib/haproxy
# useradd -r haproxy       #建立脚本启动用户
# vi /etc/haproxy/haproxy.cfg
【配置文件】
#这里的配置文件仅仅只是贴出来进行解析说明。
#如果需要这个配置文件最好将注释解析全部删除掉，因为我在使用的过程中，正是因为存在注释解析而导致出错，删除后就能正常运行。
#可以下载这个配置文件进行使用，与下面贴出来的配置文件一致，只是不存在注释解析
#百度云下载该配置文件（不含注释）：链接：http://pan.baidu.com/s/1gfOMtKB  密码：zl9o
global
<span style="color: #008080;">log</span>         127.0.0.1 local2         <span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">日志定义级别</span>
chroot      /<span style="color: #0000ff;">var</span>/lib/haproxy         <span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">当前工作目录</span>
pidfile     /<span style="color: #0000ff;">var</span>/run/haproxy.pid     <span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">进程id</span>
maxconn     4000                     <span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">最大连接数</span>
user        haproxy                  <span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">运行改程序的用户</span>
 group haproxy

daemon //后台形式运行

stats socket /var/lib/haproxy/stats

defaults

mode                    tcp            //haproxy运行模式（http | tcp | health）

log                     global

option dontlognull

option redispatch //serverId对应的服务器挂掉后,强制定向到其他健康的服务器

retries                 3              //三次连接失败则服务器不用

timeout http-request 10s

timeout queue 1m

timeout connect 10s //连接超时

timeout client          1m             //客户端超时

timeout server          1m             //服务器超时

timeout http-keep-alive 10s

timeout check 10s //心跳检测

maxconn                 600            //最大连接数

listen stats                               //配置haproxy状态页（用来查看的页面）
    mode http
bind :8888
stats enable
stats hide-version                    //隐藏haproxy版本号
stats uri     /haproxyadmin?stats     //一会用于打开状态页的uri
stats realm   Haproxy\ Statistics     //输入账户密码时的提示文字
stats auth    admin:admin             //用户名:密码

frontend  main
bind 0.0.0.0:3306                     //使用3306端口。监听前端端口【表示任何ip访问3306端口都会将数据轮番转发到mysql服务器群组中】
default_backend             mysql     //后端服务器组名

backend mysql
balance     leastconn                 //使用最少连接方式调度
server mysql1 192.168.95.11:3306 check port 3306 maxconn 300
server mysql2 192.168.95.12:3306 check port 3306 maxconn 300
4）、启动日志
# vi /etc/rsyslog.conf
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#service rsyslog restart ---centos6
#systemctl rsyslog restart --centos7
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6）、测试haproxy
安照配置文件进行相应的测试
搭建MySQL高可用负载均衡集群
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搭建MySQL高可用负载均衡集群
　5.2、安装keepalived
官网下载：http://www.keepalived.org/download.html
在192.168.95.13、192.168.95.14安装keepalived
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　　1）、解决缺少的软件库文件
【这一步骤视具体的linux版本而定，有些已经安装openssl了。具体情况可以执行./configure就能够确定缺不缺少软件库文件了】
首先我们先将keepalived-1.2.19.tar.gz解压，然后进入目录./configure查看
# tar -zxvf keepalived-1.2.19.tar.gz
# ./configure --prefix=/usr/local/keepalived  --sbindir=/usr/sbin/ --sysconfdir=/etc/ --mandir=/usr/local/share/man/ --with-kernel-dir=/usr/src/kernels/2.6.32-504.el6.x86_64/
 由上图可见keepalived的安装需要先安装软件OpenSSL
缺少头文件，只需要安装openssl和openssl-devel即可
最简单的方法是：yum -y install openssl openssl-devel
没网的朋友也不用怕，接下来将介绍的是rpm方法安装：
#挂载光盘，在光盘中查找软件。若光盘找不到就直接下载，再传入linux进行安装
# mount /dev/cdrom  /home/suifeng2/rom/
# cd rom/
# cd Packages/
# ls |grep openssl
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既然已经知道各软件依赖，则可按最后面的软件开始安装：
（你也可以从前面开始进行安装，一步一步的查看各个依赖关系）
1、安装openssl
# rpm -ivh openssl-1.0.1e-30.el6.x86_64.rpm
安装openssl成功
2、安装openssl-devel
安装libsepol-devel：
# rpm -ivh libsepol-devel-2.0.41-4.el6.x86_64.rpm
安装pkgconfig(libsepol)：
# rpm -ivh pkgconfig-0.23-9.1.el6.x86_64.rpm
安装libselinux-devel：
# rpm -ivh libselinux-devel-2.0.94-5.8.el6.x86_64.rpm
安装keyutils-libs-devel：
# rpm -ivh keyutils-libs-devel-1.4-5.el6.x86_64.rpm
安装libcom_err-devel：
# rpm -ivh libcom_err-devel-141.12-21.el6.x86_64.rpm
安装krb5-devel：
# rpm -ivh krb5-devel-1.10.3-33.el6.x86_64.rpm
安装zlib-devel：
# rpm -ivh zlib-devel-1.2.3-29.el6.x86_64.rpm
安装openssl-devel：
# rpm -ivh openssl-devel-1.0.1e-30.el6.x86_64.rpm
　2）、编译安装keepalived软件
# cd keepalived-1.2.19
# ./configure --prefix=/usr/local/keepalived  --sbindir=/usr/sbin/ --sysconfdir=/etc/ --mandir=/usr/local/share/man/ --with-kernel-dir=/usr/src/kernels/2.6.32-504.el6.x86_64/
# make && make install

# chkconfig --add keepalived  #添加开机自启（我暂时没添加）
# chkconfig keepalived on
【注意】：
1、安装时./configure中的—prefix后的几个选择可选可不选，选了就可以采用service直接启动了。建议最好都加上吧
2、--with-kernel-dir这个选项根据自己的linux版本进行填写（在linux中使用命令uname –a可以查到）
　3）、创建配置文件
/etc/keepalived/文件夹已存在keepalived.conf文件，我们将它改名为keepalived.conf.back，再建立一个我们自己keepalived.conf配置文件。
vi /etc/keepalived/keepalived.conf（13与14配置文件路径一致）
【以下是简单的配置文件，使用时最好去掉注释】
配置文件下载（不含注释）：
192.168.95.13配置文件:
! Configuration File for keepalived
#简单的头部，这里主要可以做邮件通知报警等的设置，此处就暂不配置了；
global_defs {
        notificationd LVS_DEVEL
}
#预先定义一个脚本，方便后面调用，也可以定义多个，方便选择；
vrrp_script chk_haproxy {
    script "/etc/keepalived/chk.sh"  #具体脚本路径
    interval 2  #脚本循环运行间隔
}
#VRRP虚拟路由冗余协议配置
vrrp_instance VI_1 {   #VI_1 是自定义的名称；
    state BACKUP    #MASTER表示是一台主设备，BACKUP表示为备用设备【我们这里因为设置为开启不抢占，所以都设置为备用】
    nopreempt      #开启不抢占
    interface eth0   #指定VIP需要绑定的物理网卡
    virtual_router_id 11   #VRID虚拟路由标识，也叫做分组名称，该组内的设备需要相同
    priority 130   #定义这台设备的优先级 1-254；开启了不抢占，所以此处优先级必须高于另一台

    advert_int 1   #生存检测时的组播信息发送间隔，组内一致
    authentication {    #设置验证信息，组内一致
        auth_type PASS   #有PASS 和 AH 两种，常用 PASS
        auth_pass asd    #密码
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.95.55    #指定VIP地址，组内一致，可以设置多个IP
    }
    track_script {    #使用在这个域中使用预先定义的脚本，上面定义的
        chk_haproxy
    }
notify_backup </span>"/etc/init.d/haproxy restart"   <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">表示当切换到backup状态时,要执行的脚本</span>notify_fault "/etc/init.d/haproxy stop"     <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">故障时执行的脚本</span>
192.168.95.14配置文件:
配置文件与上面的几乎一样，仅仅改变priority 120【只需要比上面的小即可】
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　　4）、创建脚本文件
创建上面配置文件所需的脚本文件（13、14一样）
（检测haproxy有没有发生故障，发生故障则将keepalived停掉，让出vip）
# vi /etc/keepalived/chk.sh#!/bin/bash
#
if [ $(ps -C haproxy --no-header | wc -l) -eq 0 ]; then
       /etc/init.d/keepalived stop
fi
给执行权限
# chmod +x /etc/keepalived/chk.sh
启动keepalived：
# service keepalived start --centos6
#systemctl keepalived start -- centos7
安装keepalived成功！
6、功能测试
测试之前先在mysql1和mysql2中建立一个mysql用户，此用户可以允许13、14linux主机登陆：
用户：jack
密码：321
host：192.168.95.%
mysql> GRANT ALL ON *.* TO 'jack'@'192.168.95.%' IDENTIFIED BY '321';
mysql> FLUSH PRIVILEGES;
　6.1、流程简述
大概讲述一下整体的运作流程:
首先两个11,12的mysql以及13、14的haproxy、keepalived都启动；
keepalived在keepalived群组中获取虚拟IP，以及检测haproxy是否被kill；
haproxy负责将进来的数据转发到11或者12的mysql中。
下图是我画的简单理解图：（相对来说比较简洁哈）
搭建MySQL高可用负载均衡集群
接下来我们将一个个功能的进行测试验证。
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　　6.2、测试haproxy监听前端端口3306
1、frontend监听端口3306时，将mysql、haproxy、keepalived全部开启
2、使用任意一个mysql客户端登陆用户jack
登陆成功(windowns上登陆mysql)
3、更改frontend监听端口为3307，继续操作登陆测试
登陆失败
结果：说明了frontend监听端口的用处，有助于我们理解haproxy用法。
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　　6.3、测试高可用+keepalived不抢占vip
可以通过haproxy监控页面获知谁获取了vip
1、依次启动13、14的keepalived、haproxy（启动keepalived后将会自动开启haproxy）
搭建MySQL高可用负载均衡集群


　6.4、测试负载均衡
1、全部正常启动，此时vip在14手中
2、分别在11、12中开启抓包
# tcpdump -n -i eth0 host 192.168.95.11 and 192.168.95.14
# tcpdump -n -i eth0 host 192.168.95.12 and 192.168.95.14
3、使用不同客户端登陆jack用户，不断向数据库添加数据
结果：此时14向11、12都有发送数据，此时证明负载均衡
【我们设置的haproxy中balance方式是最少连接方式，假若采用roundrobin方式测试结果将会更加明显】
注意：
当某一台mysql挂了以后，haproxy会将其踢出mysql服务器群组。
当有命令传来时会将其转发到正常的服务器上。
当出问题的mysql恢复后，haproxy又会自动地将它放回mysql服务器群组中，并且自动同步没有同步的数据
测试：
1、全部正常启动
mysql1、mysql2都正常
mysql2恢复后又将其放回mysql群组里
【当mysql2挂掉时，若有数据插入，将会转发给mysql1，当mysql恢复后，又会将这些数据同步到mysql2中】
 
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7、总结与建议
　　在这篇博文中我们不仅仅只关注这一整个mysql高可用负载均衡的实现方式，我们还应该理解haproxy以及keepalived的工作方式。Haproxy和keepalived这两个工具很强大，了解他们的实现方式，那么就可以以此类推与其他服务器组合构建强大健壮的服务集群。例如它可以与apache组合，构成高可用负载均衡的web集群。

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