Keepalived雙機熱備
一、概述：
keepalived是以VRRP協議爲實現基礎的，VRRP全稱Virtual Router Redundancy Protocol，即虛擬路由冗餘協議。
虛擬路由冗餘協議，可以認爲是實現路由器高可用的協議，即將N臺提供相同功能的路由器組成一個路由器組，這個組裏面有一個master和多個backup，master上面有一個對外提供服務的vip（該路由器所在局域網內其他機器的默認路由爲該vip），master會發組播，當backup收不到vrrp包時就認爲master宕掉了，這時就需要根據VRRP的優先級來選舉一個backup當master。這樣的話就可以保證路由器的高可用了。
keepalived主要有三個模塊，分別是core、check和vrrp。core模塊爲keepalived的核心，負責主進程的啓動、維護以及全局配置文件的加載和解析。check負責健康檢查，包括常見的各種檢查方式。vrrp模塊是來實現VRRP協議的。
實驗思路：
本節主要介紹了利用keepalived實現 MySQL 數據庫的高可用。Keepalived+mysql雙主來實現MySQL-HA，我們必須保證兩臺MySQL數據庫的數據完全一樣，基本思路是兩臺MySQL互爲主從關係，通過Keepalived配置虛擬IP，實現當其中的一臺MySQL數據庫宕機後，應用能夠自動切換到另外一臺MySQL數據庫，保證系統的高可用。
實驗環境：
操作系統：CentOS 7 x86_64
MySQL版本：mysql 5.7.13
Keepalived版本：keepalived-1.2.20
Mysql-vip地址:192.168.1.100
Mysql-master1地址:192.168.1.101
Mysql-master2地址:192.168.1.102
實驗拓撲：
二、搭建MySQL雙主同步環境：
（1）準備工作
1、配置IP地址
master1地址爲192.168.1.101；
master2地址爲192.168.1.102。
2、設置master1和master2的防火牆規則
[root@master1 ~]# firewall-cmd --permanent --add-port=3306/tcp [root@master1 ~]# firewall-cmd --reload
（2）修改mysql配置文件
1、在master1上設置：
[root@master1 ~]# vim /etc/my.cnf log-bin = mysql-bin binlog_format = mixed server_id = 1 relay-log = relay-bin relay-log-index = slave-relay-bin.index auto-increment-increment = 2 auto-increment-offset = 1
重啓mysql服務：
[root@master2 ~]# systemctl restart mysqld
2、在master2上設置
[root@master2~]# vim /etc/my.cnf log-bin = mysql-bin binlog_format = mixed server_id = 2 relay-log = relay-bin relay-log-index = slave-relay-bin.index auto-increment-increment = 2 auto-increment-offset = 2
重啓mysql服務
[root@master2 ~]# systemctl restart mysqld
<-注1->各個參數的解釋：
log-bin //啓用二進制日誌功能
binlog_format //設置binlog日誌格式
Server-id //給服務器分配一個獨一無二的ID編號
relay-log //配置中繼日誌
relay-log-index //配置中繼日誌名
auto-increment-increment //設置自增長字段每次遞增的值
auto-increment-offset //用來設定數據庫中自動增長的起點（即起點值）
<-注2->可以在my.cnf文件中添加“binlog_do_db=數據庫名”的配置項（可以添加多個）來指定要同步的數據庫。
（3）將master1設置爲master2的主服務器
1、在master1主機上創建授權賬戶，允許在master2（192.168.1.102）主機上連接
[root@master1 ~]# mysql -uroot -p mysql> grant replication slave on *.* to 'rep'@'192.168.1.102' identified by '123456';
查看master1的當前binlog狀態信息
2、在master2上將master1設爲自己的主服務器並開啓slave功能
mysql> change master to master_host='192.168.1.101',master_user='rep',master_password='123456',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=453; mysql> start slave;
<-注->如果你是使用虛擬機並且兩臺master是克隆的，那麼Slave_IO Running的值可能爲NO，解決方法：修改master任意主機/usr/local/mysql/data/auto.cnf文件server-uuid後面的值，確保兩臺主機的uuid不一樣。
（4）將master2設爲master1的主服務器
1、在master2主機上創建授權賬號，允許在master1（192.168.1.101）主機上連接
mysql> grant replication slave on *.* to 'rep'@'192.168.1.101' identified by '123456';
查看master2的當前binlog狀態信息
2、在master1上將master2設爲自己的主服務器並開啓slave功能。
mysql> change master to master_host='192.168.1.102',master_user='rep',master_password='123456',master_log_file='mysql-bin.000002',master_log_pos=453; mysql> start slave;
查看從（master1）的狀態
（5）測試主主同步
1、在master1上創建要同步的數據庫如test_db，並在test_db中創建一張測試表如tab1
mysql> create database test_db; mysql> use test_db; mysql> create table tab1(id int,name varchar(30));
查看master2主機是否同步了master1的數據變化
2、在master2主機上想tab1表中插入數據
mysql> insert into test_db.tab1(id,name) values (1,'zhangsan'); mysql> commit;
查看master1主機是否同步了master2上的數據變化
現在任何一臺MySQL上的數據都會同步到另一臺MySQL，主主同步環境搭建完成。
<-注意事項->：如果MySQL服務器已經存在，只是後期才搭建從服務器，在配置數據同步前應先將主MySQL服務器要同步的數據拷貝到從MySQL服務器（例如先備份主MySQL的數據庫，然後到從服務器上還原）
三、利用keepalived實現MySQL的高可用性
（1）在master1和master2上安裝keepalived軟件包
1、首先安裝kernel-devel以及openssl-devel、popt-devel等支持庫。
[root@master1 ~]# yum -y install kernel-devel openssl-devel popt-devel
2、編譯安裝keepalived
[root@master1 keepalived-1.2.20]# cd keepalived-1.2.20/ [root@master1 keepalived-1.2.20]# tar zxf keepalived-1.2.20.tar.gz [root@master1 keepalived-1.2.20]# ./configure --prefix=/ && make && make install
<-注->：如不知道keepalived需要哪些依賴包，可以進解壓後的源碼包目錄下查看INSTALL文件內容。
3、使用keepalived服務
編譯完成後，會自動生成/etc/init.d/keepalived腳本，但是還需要手動添加爲系統服務，這樣纔可以使用service、chkconfig工具來對keepalived服務程序進行管理。
4、在centos7.2上安裝keepalieved防火牆的配置規則
[root@master1 ~]# firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family=ipv4 destination address=224.0.0.18 protocol value=ip accept" [root@master1 ~]# firewall-cmd --reload
<--注！以上所有操作在master2上也要執行一遍-->
（2）修改keepalived的配置文件
Keepalived只有一個配置文件keepalived.conf，裏面包括以下幾個配置項
global_defs：主要是配置故障發生時的通知對象及機器標識。
vrrp_instance：用來定義對外提供服務的VIP區域及相關屬性
virtual_server：虛擬服務器定義
1、在master1主機的keepalived.conf文件的修改：
[root@master1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs區域
vrrp_instance區域
virtua_server區域
啓動keepalived服務
[root@master1 ~]# /etc/init.d/keepalived start
2、在master2主機上對keepalived.conf文件進行修改
Master2主機的keepalived.conf配置文件除了router_id、priority和real_server三處不同，其他配置項都相同。
啓動keepalived服務
[root@master2 ~]# /etc/init.d/keepalived start
（3）爲master1和master2添加檢測腳本
當mysql停止工作時自動關閉本機的keepalived，實現將故障機器踢出（因爲每臺機器上keepalived只添加了本機爲realserver）；當mysql正常啓動起來後，要手動啓動keepalived服務。
[root@master1 ~]# mkdir /etc/keepalived/bin [root@master1 ~]# vim /etc/keepalived/bin/mysql.sh #!/bin/bash pkill keepalived /sbin/ifdown eno16777736 && /sbin/ifup eno16777736 [root@master1 ~]# chmod +x /etc/keepalived/bin/mysql.sh
在master2上完成相同的操作
（4）測試
1、在master1和master2上分別查看master1和master2對VIP（羣集虛擬IP）的控制權
在master1主上查看結結果：
在master2主上查看結果：
從上圖可以看出master1是主服務器，master2爲備用服務器
2、測試停止MySQL服務，keepalived健康檢查是否會觸發腳本
停止master1主機的MySQL服務
[root@master1 ~]# systemctl stop mysqld
查看master1主結果：
Master2主的查看結果：
這說明在主服務上停止MySQL服務，觸發了我們編寫的腳本，進行自動故障切換。
3、MySQL遠程登入測試
爲MySQL服務器授權允許遠程登入（兩臺主服務器都要授權）
mysql> grant all on *.* to root@'%' identified by 'pwd123';
在客戶端上測試登入
上圖說明客戶端訪問的VIP地址是由master1主機提供響應的，應爲master1當前是主服務器，
將master1的MySQL服務停止
[root@master1 ~]# systemctl stop mysqld
然後到客戶端執行下命令
上圖可以看到客戶端請求是由master2主機來響應的，說明故障切換成功
四、總結
Keepalived+mysql雙主一般來說，適用於中小型規模的的公司環境，因爲採用這種架構是最省事的。在master節點發生故障後，利用keepalived的高可用機制實現快速切換到備用節點。
在這個方案裏，有幾個需要注意的地方：
1、採用keepalived作爲高可用方案時，兩個節點最好都設置成BACKUP模式，避免因爲意外情況下（比如腦裂）相互搶佔導致往兩個節點寫入相同數據而引發衝突；
2、把兩個節點的auto_increment_increment（自增步長）和auto_increment_offset（自增起始值）設成不同值。其目的是爲了避免master節點意外宕機時，可能會有部分binlog未能及時複製到slave上被應用，從而會導致slave新寫入數據的自增值和原先master上衝突了，因此一開始就使其錯開；當然了，如果有合適的容錯機制能解決主從自增ID衝突的話，也可以不這麼做；
3、slave節點服務器配置不要太差，否則更容易導致複製延遲。作爲熱備節點的slave服務器，硬件配置不能低於master節點；
4、如果對延遲問題很敏感的話，可考慮使用MariaDB分支版本，或者直接上線MySQL 5.7最新版本，利用多線程複製的方式可以很大程度降低複製延遲；