MySQL 高可用方案之 MHA 架构搭建与实践

睡觉的时候不会困2025-09-08 15:13

MySQL 高可用方案之 MHA 架构搭建与实践

在 MySQL 数据库的高可用方案中，MHA（Master HA）是一款备受青睐的开源工具，它能为 MySQL 主从复制架构提供自动化的主节点故障转移功能。本文将详细介绍 MHA 的架构原理、搭建过程以及故障切换机制，帮助读者快速掌握这一高可用方案的实现。

MHA 架构核心解析

MHA 由 Manager 和 Node 两种角色构成，共同协作实现 MySQL 集群的高可用保障。

Manager 节点作为管理中枢，可部署在独立服务器或某个从节点上，负责定时探测主节点状态。当主节点出现故障时，它能自动筛选出拥有最新数据的从节点并将其提升为新主，同时协调其他从节点重新指向新主，整个过程通常可在 30 秒内完成。

Node 节点则需要部署在每台 MySQL 服务器上，主要负责数据同步和故障切换时的具体操作执行。

MHA 的工作流程基于一主多从架构（至少需要 1 主 2 从共 3 台数据库服务器），通过以下步骤实现高可用：

  1. 持续监控主节点健康状态
  2. 主节点故障时筛选最优从节点（数据最新）
  3. 提升该从节点为新主节点
  4. 调整其他从节点同步至新主
  5. 实现虚拟 IP（VIP）自动漂移，保证应用透明接入

环境准备与基础配置

本次实验环境采用 4 台服务器，具体配置如下：

角色 IP 地址 操作系统版本/数据库版本 说明
mha-manager 192.168.2.199 rhel7.9/mysql8.0.40 manager控制器
master 192.168.2.200 rhel7.9/mysql8.0.40 数据库主服务器
rep1 192.168.2.201 rhel7.9/mysql8.0 数据库从服务器
rep2 192.168.2.202 rhel7.9/mysql8.0 数据库从服务器

数据库节点配置

主节点（master）配置：

bash 复制代码 
[root@master ~]# cat /etc/my.cnf
[mysqld]
datadir=/data/mysql
socket=/data/mysql/mysql.sock
server_id=200   # 集群内唯一ID
gtid-mode=on  # 启用GTID
enforce-gtid-consistency=true  # 强制GTID一致性
log-bin=binlog  # 开启二进制日志
relay-log=relay-log  # 开启中继日志
relay_log_purge=0  # 禁止自动清理中继日志
log-slave-updates=true  # 从节点更新记入二进制日志
#删除注释
sed -i 's/#.*//' /etc/my.cnf

从节点（rep1/rep2）配置 ：

与主节点类似，主要区别在于server_id需分别设置为 201 和 202，确保集群内唯一。

主从复制配置

在主节点创建复制账号：

sql 复制代码 
mysql> create user 'rep'@'%' identified WITH mysql_native_password by '123';
mysql> grant replication slave on *.* to 'rep'@'%';

在从节点配置主从同步：

sql 复制代码 
mysql> CHANGE REPLICATION SOURCE TO
SOURCE_HOST='192.168.2.200',
SOURCE_USER='rep',
SOURCE_PASSWORD='123',
master_auto_position=1,
SOURCE_SSL=1;
mysql> start replica;

验证复制状态：

sql 复制代码 
mysql> show replica status \G
# 确保Replica_IO_Running和Replica_SQL_Running均为Yes

MHA 组件部署

安装包准备

MHA 需要在 Manager 节点安装 manager 和 node 组件，在数据库节点仅需安装 node 组件。可从 GitHub 获取安装包：

部署步骤

  1. 在 Manager 节点安装所有组件：
bash 复制代码 
[root@mha-manager MHA-7]# yum localinstall ./*.rpm
  1. 所有主机上配置自解析域名
bash 复制代码 
[root@mha-manager MHA-7]# cat /etc/hosts
192.168.2.200 master
192.168.2.201 rep1
192.168.2.202 rep2
192.168.2.199 mha-manager
  1. 在数据库节点安装 node 组件：
bash 复制代码 
# 复制安装包到各数据库节点
[root@manager ~]# for i in {master,rep1,rep2};do scp mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm root@$i:/root;done

# 在各数据库节点执行安装
[root@master ~]# yum localinstall mha4mysql-node-0.58-0.el7.centos.noarch.rpm

  1. 配置 SSH 互信：

    MHA 集群中各节点（Manager 与所有数据库节点、数据库节点之间）需要通过 SSH 无密码登录实现互信，核心原理是通过公钥认证机制：

    1. 每个节点生成一对 SSH 密钥（公钥id_rsa.pub和私钥id_rsa）
    2. 将所有节点的公钥汇总到同一个authorized_keys文件
    3. 把该文件分发到所有节点的~/.ssh/目录下

    ​ 或者将 Manager 节点的公私钥都分发给三个数据库节点（master、rep1、rep2）（不安全）的方式。通过这两种方式，节点间 SSH 连接时无需输入密码，MHA Manager 可远程执行命令完成故障检测与切换。

    实现方式一：Manager 节点公私钥分发
    bash 复制代码 
    # 1. 所有节点生成密钥对（无需交互，直接生成）
ssh-keygen -f /root/.ssh/id_rsa -P '' -q

# 2. Manager节点向所有数据库节点分发公钥
for i in {master,rep1,rep2} ;do ssh-copy-id root@$i;done

# 3. Manager节点向所有数据库节点分发私钥
for i in {master,rep1,rep2} ;do scp /root/.ssh/id_rsa root@$i:/root/.ssh;done

# 4. 验证互信（所有节点应能无密码登录其他节点）
for i in {master,rep1,rep2};do ssh root@$i hostname ;done
    实现方式二：批量分发公钥（适用于节点较多场景）

    原理：在 Manager 节点汇总所有节点的公钥，生成统一的authorized_keys文件，再分发到所有节点，实现全集群互信。

    bash 复制代码 
    # 1. 所有节点生成密钥对（同上）
ssh-keygen -f /root/.ssh/id_rsa -P '' -q

# 2. 在Manager节点创建统一的authorized_keys
touch /root/.ssh/authorized_keys
chmod 600 /root/.ssh/authorized_keys

# 3. 收集所有节点的公钥到Manager的authorized_keys
for node in master rep1 rep2; do
  ssh root@$node "cat /root/.ssh/id_rsa.pub" >> /root/.ssh/authorized_keys
done

# 4. 将统一的authorized_keys分发到所有节点
for node in master rep1 rep2; do
  scp /root/.ssh/authorized_keys root@$node:/root/.ssh/
  ssh root@$node "chmod 600 /root/.ssh/authorized_keys"  # 确保权限正确
done

# 5. 验证互信
for i in {master,rep1,rep2};do ssh root@$i hostname ;done

创建 MHA 管理用户：

sql 复制代码 
mysql> create user 'mhaadm'@'%' identified WITH mysql_native_password by '123';
mysql> grant all on *.* to 'mhaadm'@'%';

MHA 集群配置

创建配置文件

在 Manager 节点创建配置目录和应用配置文件：

bash 复制代码 
[root@mha-manager ~]# mkdir -p /etc/mha /var/log/mha/app1
[root@mha-manager ~]# vim /etc/mha/app1.cnf
[server default]
user=mhaadm
password=123
manager_workdir=/var/log/mha/app1
manager_log=/var/log/mha/app1/manager.log
ssh_user=root
repl_user=rep
repl_password=123
ping_interval=1
[server1]
hostname=192.168.2.200
ssh_port=22
candidate_master=1  # 可作为候选主节点
[server2]
hostname=192.168.2.201
ssh_port=22
candidate_master=1
[server3]
hostname=192.168.2.202
ssh_port=22
no_master=1  # 不可作为主节点

配置验证

检查 SSH 互信配置：

bash 复制代码 
[root@mha-manager ~]# masterha_check_ssh --conf=/etc/mha/app1.cnf

检查主从复制配置：

bash 复制代码 
[root@mha-manager ~]# masterha_check_repl --conf=/etc/mha/app1.cnf

故障切换实战

手动故障切换

模拟主节点故障：

bash 复制代码 
[root@master ~]# /etc/init.d/mysqld stop

执行故障切换：

bash 复制代码 
[root@mha-manager ~]# masterha_master_switch --master_state=dead \
--conf=/etc/mha/app1.cnf \
--dead_master_host=192.168.2.200 \
--dead_master_port=3306 \
--new_master_host=192.168.2.201 \
--new_master_port=3306 \
--ignore_last_failover

自动故障切换

启动 MHA Manager 监控：

bash 复制代码 
[root@mha-manager ~]# masterha_manager --conf=/etc/mha/app1.cnf

模拟主节点故障后，MHA 会自动完成故障转移，过程可通过日志查看：

bash 复制代码 
[root@mha-manager ~]# cat /var/log/mha/app1/manager.log

故障节点恢复后，需将其重新加入集群作为从节点：

sql 复制代码 
mysql> CHANGE REPLICATION SOURCE TO
SOURCE_HOST='新主节点IP',
SOURCE_USER='rep',
SOURCE_PASSWORD='123',
master_auto_position=1,
SOURCE_SSL=1;
mysql> start replica;

VIP 配置实现

为实现故障切换时的 IP 透明切换，需配置虚拟 IP（VIP）自动漂移。

编写 VIP 切换脚本

bash 复制代码 
[root@mha-manager ~]# vim /usr/local/bin/master_ip_failover
#!/usr/bin/env perl
use strict;
use warnings FATAL => 'all';
use Getopt::Long;
my (
    $command, $ssh_user, $orig_master_host, $orig_master_ip,
    $orig_master_port, $new_master_host, $new_master_ip, $new_master_port
);
#注意此处配置的ip地址和网卡名称
my $vip = '192.168.2.88/24';
my $ssh_start_vip = "/sbin/ip a add $vip dev ens32";
my $ssh_stop_vip = "/sbin/ip a del $vip dev ens32";

GetOptions(
  'command=s' => \$command,
  'ssh_user=s' => \$ssh_user,
  'orig_master_host=s' => \$orig_master_host,
  'orig_master_ip=s' => \$orig_master_ip,
  'orig_master_port=i' => \$orig_master_port,
  'new_master_host=s' => \$new_master_host,
  'new_master_ip=s' => \$new_master_ip,
  'new_master_port=i' => \$new_master_port,
);

exit &main();

sub main {
  print "\n\nIN SCRIPT TEST====$ssh_stop_vip==$ssh_start_vip===\n\n";
  if ( $command eq "stop" || $command eq "stopssh" ) {
    my $exit_code = 1;
    eval {
      print "Disabling the VIP on old master: $orig_master_host \n";
      &stop_vip();
      $exit_code = 0;
    };
    if ($@) {
        warn "Got Error: $@\n";
        exit $exit_code;
    }
    exit $exit_code;
    }
  elsif ( $command eq "start" ) {
    my $exit_code = 10;
    eval {
      print "Enabling the VIP - $vip on the new master - $new_master_host
\n";
      &start_vip();
      $exit_code = 0;
    };
    if ($@) {
      warn $@;
      exit $exit_code;
    }
    exit $exit_code;
  }
  elsif ( $command eq "status" ) {
    print "Checking the Status of the script.. OK \n";
    exit 0;
  }
  else {
    &usage();
    exit 1;
  }
}
sub start_vip() {
  `ssh $ssh_user\@$new_master_host \" $ssh_start_vip \"`;
}
sub stop_vip() {
  return 0 unless ($ssh_user);
  `ssh $ssh_user\@$orig_master_host \" $ssh_stop_vip \"`;
}
sub usage {
  print "Usage: master_ip_failover --command=start|stop|stopssh|status --orig_master_host=host --orig_master_ip=ip --orig_master_port=port --new_master_host=host --new_master_ip=ip --new_master_port=port\n";
}

[root@mha-manager ~]# chmod +x /usr/local/bin/master_ip_failover

配置文件集成

在 MHA 配置文件中添加脚本路径：

bash 复制代码 
[root@mha-manager ~]# vim /etc/mha/app1.cnf
[server default]
# 新增配置
master_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failover

初始 VIP 设置

在主节点手动配置初始 VIP：

bash 复制代码 
[root@master ~]# ip a add 192.168.2.88/24 dev ens32

在mha-manager上启动MHA

bash 复制代码 
[root@mha-manager ~]# masterha_manager --conf=/etc/mha/app1.cnf --ignore_last_failover

在master节点关闭mysql服务模拟主节点数据崩溃。

bash 复制代码 
[root@master mysql]# /etc/init.d/mysqld  stop

模拟主节点故障后，MHA Manager 会迅速检测到这一异常并触发故障转移流程。整个过程中，MHA 会自动完成新主节点（如 rep1）的选举，并通过预设的 VIP 切换脚本，将原本绑定在 master 上的 192.168.2.88 虚拟 IP 迁移到新主节点 rep1 上。待故障转移完成后，我们在 mha-manager 节点尝试通过虚拟 IP 连接 MySQL 数据库，

在rep1上查看VIP

bash 复制代码 
[root@rep1 ~]# ip a show ens32
2: ens32: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ad:4b:30 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.2.201/24 brd 192.168.2.255 scope global noprefixroute ens32
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.2.88/24 scope global secondary ens32
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::80ca:7198:ade7:bea9/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

完成以上配置后，当主节点发生故障时，VIP 会自动漂移到新主节点，确保应用程序无需修改连接地址即可继续访问。MHA 通过故障转移脚本实现的高可用设计。其本质是在主从切换过程中，通过自动化脚本完成虚拟 IP 的迁移，确保应用访问地址不变，从而实现服务的无缝切换。

总结

MHA 作为成熟的 MySQL 高可用方案，通过自动化的故障检测和切换机制，能够有效保障数据库服务的连续性。其部署过程虽涉及多个节点的协同配置，但按照本文步骤逐步实施，即可顺利完成搭建。在实际生产环境中，还需结合监控告警、定期演练等措施，进一步提升架构的可靠性。

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