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Mysql数据库高可用群集最佳实践

作者:kiku1818

在企业级应用中,数据库的高可用性直接决定业务连续性,这篇文章主要介绍了Mysql数据库高可用群集最佳实践,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下

摘要

在企业级生产环境中,MySQL 作为核心关系型数据库,单点故障会直接导致业务中断、数据丢失等严重后果。本文基于 CentOS 系统,从零搭建一套MySQL 主从复制 + HAProxy 负载均衡 + Keepalived 双机热备的高可用架构,实现数据实时同步、读写请求负载分发、故障自动切换三大核心能力。文章包含完整部署步骤、关键配置解析、故障模拟测试与排坑指南,同时补充了架构原理、性能优化与生产环境最佳实践,帮助运维人员快速掌握企业级数据库高可用方案的落地方法。

一、架构总览与原理剖析

1.1 架构设计图

本次搭建的架构包含 3 个核心组件,各司其职又协同工作:

1.2 各组件核心原理

1.2.1 MySQL 主从复制原理

MySQL 主从复制基于 ** 二进制日志(Binlog)** 实现,核心流程如下:

1.2.2 HAProxy 负载均衡原理

HAProxy 作为四层 TCP 代理,监听 3306 端口,接收客户端的 MySQL 请求,通过配置的负载均衡算法(本次采用最少连接算法leastconn),将请求分发到后端健康的 MySQL 节点。同时通过健康检查,自动剔除故障节点,避免请求转发到不可用的实例上。

1.2.3 Keepalived 双机热备原理

Keepalived 基于 VRRP(虚拟路由冗余协议),在两台服务器之间选举出一台主节点,将虚拟 IP(VIP)绑定到主节点的网卡上。主节点定期发送心跳报文给备节点,若备节点在指定时间内未收到心跳,会自动接管 VIP,实现故障自动切换,整个过程业务侧无感知。

二、环境准备与前置配置

2.1 服务器规划

节点角色IP 地址系统版本部署服务
MySQL Master1192.168.10.101CentOS 7/8MySQL 8.0
MySQL Master2192.168.10.102CentOS 7/8MySQL 8.0
HAProxy1+Keepalived1192.168.10.103CentOS 7/8HAProxy 2.4、Keepalived 2.0
HAProxy2+Keepalived2192.168.10.104CentOS 7/8HAProxy 2.4、Keepalived 2.0
虚拟 IP(VIP)192.168.10.100-Keepalived 提供,对外访问入口

2.2 基础环境配置(所有节点执行)

2.2.1 关闭 SELinux 与防火墙

生产环境建议配置防火墙规则,测试环境可直接关闭:

# 临时关闭SELinux
setenforce 0
# 永久关闭SELinux
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

2.2.2 安装依赖包与时间同步

yum install -y wget vim net-tools ntpdate
# 同步系统时间
ntpdate time.aliyun.com
echo "*/5 * * * * /usr/sbin/ntpdate time.aliyun.com" >> /var/spool/cron/root

三、MySQL 双向主从复制部署

3.1 MySQL 安装与基础配置

3.1.1 安装 MySQL(以 8.0 为例)

# 下载MySQL YUM源
wget https://dev.mysql.com/get/mysql80-community-release-el7-3.noarch.rpm
yum localinstall -y mysql80-community-release-el7-3.noarch.rpm
yum install -y mysql-community-server
# 启动MySQL并设置开机自启
systemctl start mysqld
systemctl enable mysqld

3.1.2 初始化 MySQL 并修改 root 密码

# 获取初始密码
grep "temporary password" /var/log/mysqld.log
# 登录MySQL修改密码
mysql -uroot -p
ALTER USER 'root'@'localhost' IDENTIFIED BY 'Pwd@123456';
FLUSH PRIVILEGES;

3.1.3 配置/etc/my.cnf主从参数

Master1 节点配置:

[mysqld]
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
socket=/usr/local/mysql/data/mysql.sock
port=3306
bind-address=0.0.0.0
skip-name-resolve
# 主从复制核心配置
log-bin=/usr/local/mysql/data/mysql-bin
binlog_format=MIXED
server-id=1  # 两台节点ID必须不同,Master2设置为2
auto-increment-increment=2
auto-increment-offset=1
# 性能优化(适配2G内存)
innodb_buffer_pool_size=512M
max_connections=100
character-set-server=utf8
default-storage-engine=INNODB

Master2 节点只需修改server-id=2和auto-increment-offset=2,其余配置与 Master1 保持一致。修改完成后重启 MySQL:

systemctl restart mysqld

3.2 创建主从复制账号(两台节点都执行)

-- 创建复制用户,允许指定IP连接
CREATE USER 'repl'@'192.168.10.%' IDENTIFIED BY '123456';
-- 授予复制权限
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'repl'@'192.168.10.%';
-- 刷新权限
FLUSH PRIVILEGES;

3.3 配置双向主从同步

3.3.1 查看主节点 Binlog 信息

在 Master1 上执行,获取当前 Binlog 文件名和位置:

SHOW MASTER STATUS;

记录File和Position字段的值,后续配置从节点时使用。

3.3.2 配置 Master2 作为 Master1 的从节点

CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='192.168.10.101',
MASTER_USER='repl',
MASTER_PASSWORD='123456',
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',  -- 替换为Master1的Binlog文件名
MASTER_LOG_POS=156;  -- 替换为Master1的Binlog位置
-- 启动从节点复制
START SLAVE;
-- 查看复制状态,确保Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running都为Yes
SHOW SLAVE STATUS\G

3.3.3 配置 Master1 作为 Master2 的从节点

重复上述步骤,在 Master2 上执行SHOW MASTER STATUS获取 Binlog 信息,然后在 Master1 上配置:

CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='192.168.10.102',
MASTER_USER='repl',
MASTER_PASSWORD='123456',
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',  -- 替换为Master2的Binlog文件名
MASTER_LOG_POS=156;  -- 替换为Master2的Binlog位置
START SLAVE;
SHOW SLAVE STATUS\G

3.4 主从复制验证

在 Master1 上创建测试库和表,插入数据:

CREATE DATABASE testdb;
USE testdb;
CREATE TABLE t1(id INT,name VARCHAR(20));
INSERT INTO t1 VALUES(1,'master1');

在 Master2 上查询数据,验证是否同步成功:

SELECT * FROM testdb.t1;

反之在 Master2 插入数据,Master1 也能查询到,说明双向主从配置成功。

四、HAProxy 负载均衡部署

4.1 HAProxy 安装

在 103 和 104 两台节点上安装 HAProxy:

yum install -y haproxy
systemctl enable haproxy

4.2 配置/etc/haproxy/haproxy.cfg

核心配置如下,两台节点配置完全一致:

global
    log         127.0.0.1 local2
    chroot      /var/lib/haproxy
    pidfile     /var/run/haproxy.pid
    maxconn     4000
    user        haproxy
    group       haproxy
    daemon

defaults
    mode        tcp
    log         global
    option      tcplog
    option      dontlognull
    retries     3
    timeout     connect 5s
    timeout     client 1m
    timeout     server 1m
    timeout     check 5s
    maxconn     3000

# MySQL负载均衡配置
listen mysql
    bind 0.0.0.0:3306  # 监听所有IP的3306端口
    mode tcp
    balance leastconn  # 最少连接算法,分发请求到负载最低的节点
    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:

4.3 启动 HAProxy 并验证

# 检查配置文件语法
haproxy -c -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
# 启动服务
systemctl start haproxy
# 查看3306端口是否监听
netstat -tulnp | grep 3306

客户端测试连接,使用测试用户连接 HAProxy 的 IP:

mysql -utest -p123456 -h192.168.10.103 -P3306

能成功登录 MySQL,说明 HAProxy 负载均衡配置成功。

五、Keepalived 双机热备部署

5.1 Keepalived 安装

在 103 和 104 两台节点上安装:

yum install -y keepalived
systemctl enable keepalived

5.2 配置/etc/keepalived/keepalived.conf

5.2.1 Keepalived1(103 节点)配置

global_defs {
    router_id r1  # 节点标识,两台节点不同
}

# 检测HAProxy状态的脚本
vrrp_script chk_haproxy {
    script "/etc/keepalived/chk.sh"
    interval 2  # 每2秒检测一次
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP  # 两台节点都配置为BACKUP,避免抢占
    nopreempt     # 关闭抢占模式,故障恢复后不抢回VIP
    interface ens33  # 绑定的网卡,根据实际修改
    virtual_router_id 51  # 虚拟路由ID,两台节点必须相同
    priority 100  # 优先级,103节点优先级设为100,104设为99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111  # 认证密码,两台节点必须相同
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.10.100/24  # 虚拟IP
    }
    track_script {
        chk_haproxy  # 关联HAProxy检测脚本
    }
    notify_backup "/etc/init.d/haproxy restart"
    notify_fault "/etc/init.d/haproxy stop"
}

5.2.2 Keepalived2(104 节点)配置

只需修改以下参数:

router_id r2
priority 99
其余配置与103节点保持一致

5.3 编写 HAProxy 状态检测脚本/etc/keepalived/chk.sh

#!/bin/bash
# 检测HAProxy进程是否存在
if [ $(ps -C haproxy --no-header | wc -l) -eq 0 ]; then
    # 若进程不存在,停止Keepalived,触发VIP切换
    systemctl stop keepalived
fi

赋予脚本执行权限:

chmod +x /etc/keepalived/chk.sh

5.4 启动 Keepalived 并验证 VIP

# 启动服务
systemctl start keepalived
# 查看虚拟IP是否绑定成功(103节点)
ip a

输出中能看到192.168.10.100/24绑定在ens33网卡上,说明 Keepalived 配置成功。

六、高可用架构故障模拟与测试

6.1 测试场景 1:MySQL 主节点故障

6.2 测试场景 2:HAProxy 主节点故障

6.3 测试场景 3:Keepalived 主节点故障

七、架构优化与生产环境最佳实践

7.1 MySQL 主从复制优化

7.2 HAProxy 优化

7.3 Keepalived 优化

7.4 安全加固

八、常见问题与排坑指南

8.1 MySQL 主从复制故障

8.2 HAProxy 无法转发请求

8.3 Keepalived VIP 无法漂移

总结

到此这篇关于Mysql数据库高可用群集最佳实践的文章就介绍到这了,更多相关Mysql高可用群集内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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