万字详解 MySQL MGR 高可用集群搭建

宝塔山  金牌会员 | 2024-9-28 17:17:24 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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1、MGR 前置介绍

阿里云RDS集群方案用的就是MGR模式！

1.1、什么是 MGR



  • MGR（MySQL Group Replication）是MySQL 5.7.17版本诞生的，是MySQL自带的一个插件，可以机动部署。
  • 包管数据一致性又可以主动切换，具备故障检测功能、支持多节点写入。
  • 集群是多个MySQL Server节点共同组成的分布式集群，每个Server都有完备的副本，它是基于ROW格式的二进制日志文件和GTID特性。
1.2、MGR 优点



  • 强一致性：基于原生复制及paxos协议的组复制技能，并以插件的方式提供，提供一致数据安全包管。
  • 高容错性：只要不是大多数节点坏掉就可以继承工作，有主动检测机制，当差别节点产生资源争用冲突时，不会出现错误，按照先到者优先原则进行处置惩罚，并且内置了主动化脑裂防护机制。
  • 高扩展性：节点的新增和移除都是主动的，新节点加入后，会主动从其他节点上同步状态，直到新节点和其他节点保持一致，如果某节点被移除了，其他节点主动更新组信息，主动维护新的组信息。
  • 高机动性：有单主模式和多主模式。单主模式下，会主动选主，所有更新操纵都在主上进行；多主模式下，所有server都可以同时处置惩罚更新操纵。工作中优先使用单主模式！
1.3、MGR 缺点



  • 仅支持InnoDB表，并且每张表肯定要有一个主键，用于做write set的冲突检测。
  • 必须打开GTID特性，二进制日志格式必须设置为ROW，用于选主与write set；主从状态信息存于表中（–master-info-repository=TABLE 、–relay-log-inforepository=TABLE），–log-slave-updates打开。
  • MGR不支持大事务，事务大小最好不凌驾143MB，当事务过大，无法在5秒的时间内通过网络在组成员之间复制消息，则大概会怀疑成员失败了，然后将其驱逐出局。
  • 目前一个MGR集群最多支持9个节点。
  • 不支持外键于save point特性，无法做全局间的约束检测与部分事务回滚。
  • 二进制日志不支持Binlog Event Checksum。
1.4、MGR 适用场景



  • 金融买卖业务、重要数据存储、对主从一致性要求高的场景。
  • 核心数据总量未过亿。
  • 读多写少，如：互联网电商。
2、MySQL MGR 搭建流程

2.1、环境预备

本次集群搭建，我使用3台阿里云ECS服务器（CentOS 7.9，2核2G，20G硬盘），每台服务器都分配公网IP，开放安全组：22（SSH）、3306（MySQL）、24901（MGR）。我的服务器设置如下：
   Master服务器（hostname:n0)：172.21.180.98
Slave服务器1（hostname:n1)：172.21.180.99
Slave服务器2（hostname:n2)：172.21.180.100
  

2.2、搭建流程

2.2.1、设置系统环境

将Hosts文件写入n0/n1/n2节点与内网IP对应关系，后面设置采用域名访问：
  1. # 3台服务器都执行
  2. sudo cat > /etc/hosts <<-'EOF'
  3. 172.21.180.98 n0
  4. 172.21.180.99 n1
  5. 172.21.180.100 n2
  6. EOF
复制代码
分别为三台服务器依次设置主机名称，三台服务器执行命令：
  1. # 第1台服务器
  2. hostnamectl set-hostname n0
  4. # 第2台服务器
  5. hostnamectl set-hostname n1
  7. # 第3台服务器
  8. hostnamectl set-hostname n2
复制代码
2.2.2、安装 MySQL

下载 MySQL 官方YUM仓库源（这个并不是安装MySQL）：
  1. # 3台服务器都执行
  2. cd /home/
  3. wget --no-check-certificate https://repo.mysql.com/mysql80-community-release-el7-5.noarch.rpm
  4. yum localinstall -y mysql80-community-release-el7-5.noarch.rpm
复制代码
修改仓库设置，将下图中gpgcheck置为0：
  1. vi /etc/yum.repos.d/mysql-community.repo
复制代码

安装 MySQL 8.0.26：
  1. # 3台服务器都执行
  2. yum install -y mysql-community-server-8.0.26
复制代码
2.2.3、设置启动 MySQL

主节点n0执行：直接CV就行，不要墨迹！
  1. # 修改 MySQL 配置
  2. sudo cat >> /etc/my.cnf <<-'EOF'
  4. # 使用mysql_native_password密码策略，防止navicat连不上mysql8
  5. default_authentication_plugin=mysql_native_password
  6. # 设置MySQL插件目录：MGR基于插件，必须设置插件路径
  7. plugin_dir=/usr/lib64/mysql/plugin
  8. # 服务器编号，Master=1
  9. server_id=1
  10. # 开启binlog的GTID模式（MGR强制要求）
  11. gtid_mode=ON
  12. # 开启后MySQL只允许能够保障事务安全，并且能够被日志记录的SQL语句被执行
  13. enforce_gtid_consistency=ON
  14. # 关闭binlog校验（MGR强制要求）
  15. binlog_checksum=NONE
  17. # 定义用于事务期间哈希写入提取的算法，组复制模式下必须设置为 XXHASH64。
  18. transaction_write_set_extraction=XXHASH64
  19. # 确定组复制恢复时是否应该应用 SSL，通常设置为“开”，但默认设置为“关”。
  20. loose-group_replication_recovery_use_ssl=ON
  21. # 服务器实例所在复制组名称，必须是有效的 UUID，所有节点必须相同。
  22. loose-group_replication_group_name="bbbbbbbb-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee"
  23. # 确定服务器是否应该在服务器启动期间启动组复制。
  24. loose-group_replication_start_on_boot=OFF
  26. # 为复制组中其他的成员提供的网络地址，指定为“主机:端口”的格式化字符串。
  27. # 很多人想当然认为端口应该是3306，起始不然，MGR需要开启新端口24901同步交换
  28. # 所以这里不要写错，同时，前面我们配置了hosts文件做了主机名与IP的映射，这里直接写主机名即可
  29. loose-group_replication_local_address="n0:24901"
  31. # 用于建立新成员到组的连接组成员列表。
  32. # 这个列表指定为由分隔号间隔的组成员网络地址列表，类似 host1:port1、host2:port2 的格式。
  33. # 同样采用n0~n2的主机名替代
  34. loose-group_replication_group_seeds="n0:24901,n1:24901,n2:24901"
  36. # 配置此服务器为引导组，这个选项必须仅在一台服务器上设置，
  37. # 并且仅当第一次启动组或者重新启动整个组时。成功引导组启动后，将此选项设置为关闭。
  38. loose-group_replication_bootstrap_group=OFF
  39. EOF
复制代码
从节点n1执行：直接CV就行，不要墨迹！
  1. sudo cat >> /etc/my.cnf <<-'EOF'
  2. default_authentication_plugin=mysql_native_password
  3. plugin_dir=/usr/lib64/mysql/plugin
  5. # 设置唯一的服务器编号
  6. server_id=2
  7. gtid_mode=ON
  8. enforce_gtid_consistency=ON
  9. binlog_checksum=NONE
  11. # 这个参数决定primary节点到secondary节点的请求是否为基于 RSA 密钥对的密码交换所需的公钥
  12. loose-group_replication_recovery_get_public_key=ON
  13. loose-group_replication_recovery_use_ssl=ON
  14. loose-group_replication_group_name="bbbbbbbb-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee"
  15. loose-group_replication_start_on_boot=OFF
  17. # 设置本机地址n1:24901
  18. loose-group_replication_local_address="n1:24901"
  19. loose-group_replication_group_seeds="n0:24901,n1:24901,n2:24901"
  20. loose-group_replication_bootstrap_group=OFF
  21. EOF
复制代码
从节点n2执行：直接CV就行，不要墨迹！
  1. sudo cat >> /etc/my.cnf <<-'EOF'
  2. default_authentication_plugin=mysql_native_password
  3. plugin_dir=/usr/lib64/mysql/plugin
  5. #设置唯一的服务器编号
  6. server_id=3
  7. gtid_mode=ON
  8. enforce_gtid_consistency=ON
  9. binlog_checksum=NONE
  11. #这个参数决定primary节点到secondary节点的请求是否为基于 RSA 密钥对的密码交换所需的公钥
  12. loose-group_replication_recovery_get_public_key=ON
  13. loose-group_replication_recovery_use_ssl=ON
  14. loose-group_replication_group_name="bbbbbbbb-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee"
  15. loose-group_replication_start_on_boot=OFF
  17. #设置本机地址n2:24901
  18. loose-group_replication_local_address="n2:24901"
  19. loose-group_replication_group_seeds="n0:24901,n1:24901,n2:24901"
  20. loose-group_replication_bootstrap_group=OFF
  21. EOF
复制代码
三台服务器，依次启动 MySQL
  1. # 3台服务器都执行
  2. systemctl start mysqld
复制代码
2.2.4、修改密码、设置主从同步

三台服务器，依次通过该命令，获取数据库毗连密码：
  1. # 获取数据库密码
  2. grep 'temporary password' /var/log/mysqld.log
复制代码
三台服务器，毗连到数据库控制台中：
  1. # 连接数据库
  2. mysql -uroot -p'密码'
复制代码
三台数据库控制台中，都执行下述命令（3台服务器都执行）：
  1. # 修改root密码为asAS123456!
  2. ALTER USER 'root'@'localhost' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'asAS123456!';
  3. # 创建rpl_user账户，此账户用于实现主从数据同步
  4. CREATE USER rpl_user@'%' IDENTIFIED BY 'asAS123456!';
  5. # 赋予主从同步权限
  6. GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO rpl_user@'%';
  8. # 创建一个远程连接用户，这个用户用在Navcate、JDBC登录的时候，直接用root登录不好
  9. create user 'remote'@'%' identified with mysql_native_password by 'asAS123456!';
  10. # 为remote用户赋予所有数据库资源的访问权限，熟悉grant的小伙伴可以自己调整
  11. grant all privileges on *.* to remote@'%';
  13. # 让刚才的修改生效
  14. FLUSH PRIVILEGES;
  16. # 删除已产生的Binlog
  17. # 一定要RESET MASTER，它会删除刚才已产生的Binlog
  18. # 因为刚才Binglog包含创建用户这种高权限操作，用于主从同步的rpl_user账户是没有权限执行的
  19. # 这就会导致RelayLog重放无法正确执行，导致从属服务器卡死在"RECEVERING"状态
  20. # 利用RESET MASTER删除这些无法执行的binlog，就没问题了
  21. RESET MASTER;
复制代码
2.2.5、安装 MGR 插件

在三台服务器的MySQL控制台中，安装MGR插件，执行命令：
  1. # 3台服务器都执行
  2. INSTALL PLUGIN group_replication SONAME 'group_replication.so';
复制代码
在主服务器的MySQL控制台上，执行下述命令：
  1. # 注意：只在主服务器上运行
  2. # 我们在 primary.cnf 配置文件中把 group_replication_bootstrap_group 参数设置成 OFF
  3. # 在 primary 服务器启动时并不会直接启动复制组，通过下面的命令动态的开启复制组是我们的集群更安全
  4. SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=ON;
  5. START GROUP_REPLICATION;
  6. SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=OFF;
复制代码
在两个从服务器MySQL控制台上，执行下述命令：
  1. # 指定主从账户与指定通信频道
  2. CHANGE MASTER TO MASTER_USER="rpl_user", MASTER_PASSWORD="asAS123456!" FOR CHANNEL 'group_replication_recovery';
  4. # 开启组网数据同步
  5. START GROUP_REPLICATION;
复制代码
当两个从节点都运行完毕后，运行下面SQL效果进行验证：
  1. SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
复制代码
出现以下情况，每个节点都是ONLINE状态，分析集群搭建成功：

3、MySQL MGR 故障转移

上面已经将MySQL MGR集群搭建完毕，并且节点都是ONLINE状态。

3.1、主节点n0下线，重新推选

首先，在主服务器n0上执行停止mysql命令，如下：
  1. systemctl stop mysqld;
复制代码
此时，在从节点n1检察集群状态发现，n1被推选为主节点：

这是由于MGR集群推选策略为：
   

  • 优先低版本节点
  • 版本一样，优先权巨大的节点
  • 版本与权重一样，按照 server uuid 的字母顺序选主
  在n1从节点上，通过命令检察故障转移日志：
  1. # 查看MySQL日志
  2. tail -n 50 /var/log/mysqld.log
复制代码
n1日志解析如下：
  1. # n0:3306（主节点n0）从组中被移除掉
  2. [Warning] [MY-011499] [Repl] Plugin group_replication reported: 'Members removed from the group: n0:3306'
  4. # 重新选举新的 Primary 主节点
  5. [System] [MY-011500] [Repl] Plugin group_replication reported: 'Primary server with address n0:3306 left the group. Electing new Primary.'
  7. # n1:3306（从节点n1）被选举为主节点，执行之前未完成的事务处理
  8. [System] [MY-011507] [Repl] Plugin group_replication reported: 'A new primary with address n1:3306 was elected. The new primary will execute all previous group transactions before allowing writes.'
  10. # 组成员目前只剩 n1:3306, n2:3306
  11. [System] [MY-011503] [Repl] Plugin group_replication reported: 'Group membership changed to n1:3306, n2:3306 on view 17172171443362674:4.'
  13. # 关闭 n1 节点的只读状态
  14. [System] [MY-013731] [Repl] Plugin group_replication reported: 'The member action "mysql_disable_super_read_only_if_primary" for event "AFTER_PRIMARY_ELECTION" with priority "1" will be run.'
  16. # 设置 super_read_only=OFF
  17. [System] [MY-011566] [Repl] Plugin group_replication reported: 'Setting super_read_only=OFF.'
  19. # 当前节点（n1）以主节点身份工作
  20. [System] [MY-011510] [Repl] Plugin group_replication reported: 'This server is working as primary member.'
复制代码
在n2从节点上，通过命令检察故障转移日志：
  1. # 查看MySQL日志
  2. tail -n 50 /var/log/mysqld.log
复制代码
n2日志解析如下：
  1. # n0:3306（主节点n0）从组中被移除掉
  2. [Warning] [MY-011499] [Repl] Plugin group_replication reported: 'Members removed from the group: n0:3306'
  4. # 重新选举新的 Primary 主节点
  5. [System] [MY-011500] [Repl] Plugin group_replication reported: 'Primary server with address n0:3306 left the group. Electing new Primary.'
  7. # n1:3306（从节点n1）被选举为主节点，执行之前未完成的事务处理
  8. [System] [MY-011507] [Repl] Plugin group_replication reported: 'A new primary with address n1:3306 was elected. The new primary will execute all previous group transactions before allowing writes.'
  10. # 组成员目前只剩 n1:3306, n2:3306
  11. [System] [MY-011503] [Repl] Plugin group_replication reported: 'Group membership changed to n1:3306, n2:3306 on view 17172171443362674:4.'
  13. # 当前节点（n2）作为主节点（n1）的从成员身份工作
  14. [System] [MY-011511] [Repl] Plugin group_replication reported: 'This server is working as secondary member with primary member address n1:3306.'
复制代码
3.2、新主节点n1下线，集群不可用

当在新晋升的主节点n1上执行停止MySQL操纵：
  1. systemctl stop mysqld;
复制代码
此时，在n2上通过命令检察发现，n1主节点只管已经下线，但n2检察集群状态时还在显示，因为只有1个节点的情况下，少于n/2+1的规则，导致团体 MGR 集群失效，n2节点无法产生重新推选，同时n2的日志也不会有任何新内容产生：
  1. SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
复制代码

3.3、恢复 MGR 集群

恢复流程很简朴，先将三台服务器的MySQL各自重启：
  1. # 3台服务器都执行
  2. systemctl restart mysqld;
复制代码
然后重复执行 2.2.4 ~ 2.2.5 章节流程即可恢复 MGR 集群。
4、单主模式和多主模式

4.1、模式介绍

4.1.1、单主模式

在单主模式下, 组复制具有主动选主功能，每次只有一个 server成员可以作为主节点。
单主模式 group 内只有一台节点可写可读，其他节点只可以读。对于group的部署，需要先跑起primary主节点，然后再跑起其他的节点，并把这些节点加进group。其他的节点就会主动同步primary节点上面的变化，然后将自己设置为只读模式。
当primary主节点意外宕机或者下线，在满意大多数节点存活的情况下，group内部发起推选，选出下一个可用的读节点，提升为primary节点。

4.1.2、多主模式

在多主模式下，所有的 MySQL 节点都可以同时担当读写操纵。group内的所有节点都是primary主节点，同时可以进行读写操纵，并且数据是最终一致的。

4.2、模式切换

之前我们搭建的 MySQL MGR 集群就是单主模式（默认），那么如何切换为多主模式呢？按照如下操纵进行。
4.2.1、单主 ——> 多主

从 n0 ~ n2 停止组复制，开启多主模式（3个节点都执行）：
  1. # 停止组复制
  2. stop group_replication;
  4. # 是否启用单主模式，默认ON，OFF代表多主
  5. set global group_replication_single_primary_mode=OFF;
  7. # 是否开启条件检查，因为多主的约束更为严格，不符合要求的直接拒绝
  8. # 不支持外键的级联操作
  9. # 不支持“串行化Serializable”
  10. set global group_replication_enforce_update_everywhere_checks=ON;
复制代码
在 n0 主节点启用组复制：
  1. # 只在 n0 上执行
  2. SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=ON;
  3. START GROUP_REPLICATION;
  4. SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=OFF;
复制代码
在 n1，n2 节点上启用组复制：
  1. # 只在 n1, n2 上执行
  2. START GROUP_REPLICATION;
复制代码
此时，可以看到三台MySQL都是主节点：
  1. SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
复制代码

4.2.2、多主 ——> 单主

从 n0 ~ n2 停止组复制，开启多主模式（3个节点都执行）：
  1. # 停止组复制
  2. stop group_replication;
  4. # 是否开启条件检查，因为多主的约束更为严格，不符合要求的直接拒绝
  5. # 不支持外键的级联操作
  6. # 不支持“串行化Serializable”
  7. set global group_replication_enforce_update_everywhere_checks=OFF;
  9. # 是否启用单主模式，默认ON，OFF代表多主
  10. set global group_replication_single_primary_mode=ON;
复制代码
在 n0 主节点启用组复制：
  1. # 只在 n0 上执行
  2. SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=ON;
  3. START GROUP_REPLICATION;
  4. SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=OFF;
复制代码
在 n1，n2 节点上启用组复制：
  1. # 只在 n1, n2 上执行
  2. START GROUP_REPLICATION;
复制代码
此时，可以看到三台MySQL变成了主从模式：
  1. SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
复制代码


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