MySQL数据库（七）—— 基于主主复制与 Keepalived 非抢占模式的高可用方案

前言

在生产环境中，数据库高可用性是系统稳定运行的关键保障。MySQL 主从复制提供了数据冗余和读写分离的能力，但单点故障问题仍然存在。

本文将详细介绍通过 MySQL 主主复制 + Keepalived 实现高可用数据库集群的方案，使用 VIP（虚拟 IP）作为应用的统一访问入口，实现故障自动转移与恢复，并采用非抢占模式确保集群稳定性。

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一、环境规划

1.1 节点信息

节点名称	IP 地址	角色	服务组件
Node1	192.168.10.14	初始主节点	MySQL + Keepalived
Node2	192.168.10.15	初始备节点	MySQL + Keepalived
VIP	192.168.10.180	应用访问入口	虚拟 IP（由 Keepalived 管理）
客户端	192.168.10.120	测试客户端	MySQL

+-------------------------------------------------------+
|                  应用服务器                           |
|                                                       |
|                访问: 192.168.10.180                   |
+--------------------------|----------------------------+|| VIP: 192.168.10.180|+-----------------+------------------+|                                    ||                                    |
+--------|---------+                +---------|--------+
|    Node1         |                |    Node2         |
| IP: 192.168.10.14|                | IP: 192.168.10.15|
|                  |                |                  |
| MySQL (Master1)  |<-------------->| MySQL (Master2)  |
| Keepalived (MASTER)               | Keepalived (BACKUP)|
|                  |                |                  |
+------------------+                +-------------------+说明： 
MySQL双向复制：Node1和Node2之间互相复制数据。
Keepalived：Node1初始为MASTER状态，持有VIP；Node2为BACKUP状态。
当Node1的MySQL服务失败，Keepalived会将VIP转移到Node2，同时应用服务器访问VIP的请求会被路由到Node2

1.2 服务版本

• 操作系统: CentOS 7.9
• MySQL: 5.7
• Keepalived: 1.3.5（yum 安装版本）

1.3 搭建思路

（1）安装 MySQL 数据库；
（2）配置 MySQL 互为主从；
（3）安装 keepalived 软件并配置故障转移；
（4）模拟 master 故障切换
（5）实现故障恢复

1.4 基础环境配置

# 关闭防火墙和增强功能
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

二、MySQL 主主复制配置

MySQL 主主复制实质上是双向的主从复制，两台服务器互为 Master 和 Slave。

MySQL的安装步骤可以参考：MySQL安装管理指南

2.1 修改 MySQL 配置文件

两台服务器均需进行以下配置，注意 server-id 和 auto_increment_offset 的区别：

2.1.1 Node1 (192.168.10.14) 配置

# /etc/my.cnf
[mysqld]
# 服务器唯一标识，Node1 设为 1，Node2 设为 2
server-id = 1# 开启二进制日志
log-bin = mysql-bin# 中继日志配置
relay-log = relay-log# 自增步长设为2，避免主键冲突
auto_increment_increment = 2# Node1 自增起始值为1
auto_increment_offset = 1# 行级复制，保证数据一致性
binlog_format = ROW# 开启 GTID
gtid_mode = ON
enforce_gtid_consistency = ON# 禁止 Slave 自动启动，需手动开启
skip_slave_start = 1# 可选：减少复制错误风险
log_slave_updates = ON

2.1.2 Node2 (192.168.10.15) 配置

# /etc/my.cnf
[mysqld]
server-id = 2
log-bin = mysql-bin
relay-log = relay-log
auto_increment_increment = 2
auto_increment_offset = 2    # Node2 自增起始值为2
binlog_format = ROW
gtid_mode = ON
enforce_gtid_consistency = ON
skip_slave_start = 1
log_slave_updates = ON

配置修改完成后，重启两台 MySQL 服务：

systemctl restart mysqld

2.2 创建复制账户和安全检查账户

在两台 MySQL 服务器上执行以下 SQL 命令，创建用于复制的账户：

-- 创建复制用户
CREATE USER IF NOT EXISTS 'myslave'@'%' IDENTIFIED BY '123456';-- 授权复制权限
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'%';-- 创建检查用户
CREATE USER IF NOT EXISTS 'checker'@'localhost' IDENTIFIED BY 'CheckPass123';
-- USAGE权限表示"无权限"，仅用于连接验证，是最安全的选项。
GRANT USAGE ON *.* TO 'checker'@'localhost';  -- 创建测试用户
CREATE USER IF NOT EXISTS 'test'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
-- 授权
GRANT ALL ON *.* TO 'test'@'%';-- 刷新权限
FLUSH PRIVILEGES;

2.3 配置双向同步

2.3.1 在 Node1 上配置到 Node2 的复制

CHANGE MASTER TOMASTER_HOST = '192.168.10.15',MASTER_USER = 'myslave',MASTER_PASSWORD = '123456',MASTER_AUTO_POSITION = 1;START SLAVE;

2.3.2 在 Node2 上配置到 Node1 的复制

CHANGE MASTER TOMASTER_HOST = '192.168.10.14',MASTER_USER = 'myslave',MASTER_PASSWORD = '123456',MASTER_AUTO_POSITION = 1;START SLAVE;

2.4 验证复制状态

在两台服务器上执行以下命令，检查复制状态：

SHOW SLAVE STATUS\G;

确认以下关键指标：

• Slave_IO_Running: Yes
• Slave_SQL_Running: Yes
• Seconds_Behind_Master: 0（表示无延迟）

三、Keepalived 非抢占模式配置

3.1 安装 Keepalived

在两台服务器上安装 Keepalived：

yum install -y keepalived

3.2 配置 Keepalived

3.2.1 Node1 配置 (192.168.10.14)

创建或编辑 vim /etc/keepalived/keepalived.conf：

! Configuration File for keepalivedglobal_defs {smtp_server 127.0.0.1# 路由器标识，每个节点唯一router_id MYSQL_HA_14#vrrp_strict
}# MySQL 健康检查脚本配置
vrrp_script chk_mysql {# 检查脚本路径script "/etc/keepalived/check_mysql.sh"# 每 2 秒检查一次interval 2# 连续 2 次失败视为故障fall 2# 1 次成功视为恢复rise 1
}# 虚拟路由配置
vrrp_instance VI_1 {# 两台均设为 BACKUP（非抢占关键）state BACKUP# 网卡名（根据实际系统情况修改）interface ens33# 虚拟路由 ID（两台必须相同）virtual_router_id 51# Node1 初始优先级 100（高于 Node2）priority 100# 非抢占模式（故障恢复不抢回 VIP）nopreempt# VRRP 通告间隔advert_int 1# 认证配置authentication {auth_type PASSauth_pass 1111  # 认证密码（两台相同）}# 虚拟 IP 配置virtual_ipaddress {192.168.10.180/24 dev ens33  # VIP}# 关联健康检查脚本track_script {chk_mysql}
}

3.2.2 Node2 配置 (192.168.10.15)

创建或编辑 vim /etc/keepalived/keepalived.conf：

global_defs {smtp_server 127.0.0.1router_id MYSQL_HA_15#vrrp_strict
}vrrp_script chk_mysql {script "/etc/keepalived/check_mysql.sh"interval 2fall 2rise 1
}vrrp_instance VI_1 {state BACKUPinterface ens33virtual_router_id 51# Node2 初始优先级低于 Node1priority 90# 非抢占模式nopreemptadvert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.10.180/24 dev ens33}track_script {chk_mysql}
}

3.3 MySQL 健康检查脚本

在Node1和Node2上创建配置文件存储密码（避免明文）

# （权限设为 600，属主 root）
vim /etc/keepalived/.my.cnf
[client]
user=checker
password=CheckPass123

# 设置文件属主为 root（默认创建可能已是 root，但明确执行更稳妥）
chown root:root /etc/keepalived/.my.cnf# 设置权限为 600（仅 root 可读可写，其他用户无任何权限）
chmod 600 /etc/keepalived/.my.cnf

在Node1和Node2上创建健康检查脚本

vim /etc/keepalived/check_mysql.sh#!/bin/bash# 尝试连接 MySQL 并执行简单查询（如 SELECT 1）
if /usr/local/mysql/bin/mysql --defaults-extra-file=/etc/keepalived/.my.cnf -e "SELECT 1;" >/dev/null 2>&1; thenexit 0  # MySQL 可正常使用
elseexit 1  # MySQL 无法连接或查询失败
fi

给脚本添加执行权限：

chmod +x /etc/keepalived/check_mysql.sh

3.4 启动 Keepalived 服务

在两台服务器上启动 Keepalived 并设置开机自启：

systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived

检查服务状态：

systemctl status keepalived

3.5 验证 VIP 绑定

在初始状态下，VIP 应该绑定在优先级较高的 Node1 上。可以使用以下命令验证：

ip addr show ens33

应该可以看到 VIP 192.168.10.180 绑定在 Node1 的网卡上。

3.6 测试使用VIP连接MySQL

# 在客户端使用vip连接mysql，测试能否正常使用
mysql -utest -p -h192.168.10.180 -P3306
show databases;
use test;
select * from test.info;

# 测试数据能否正常插入
insert into info values(3,'this is client');
# 在Node1和Node2上查看数据是否同步
select * from test.info;

四、故障转移与恢复流程

4.1 故障转移（Node1 节点故障）

当当前主节点（Node1）发生故障时，系统会自动进行故障转移：

# 关闭Node1节点mysql服务
systemctl stop mysqld
# 观察vip是否漂移到node2
ip addr show ens33

# 在客户端测试使用vip是否可以正常访问数据库
mysql -utest -p -h192.168.10.180 -P3306
show databases;
insert into info values(4,'this is client_2');

# 在node2（新主库）上查看数据是否正常插入
select * from test.info;

4.2 故障恢复（原主节点恢复）

当原主节点（Node1）故障修复后重新上线：

1. 健康恢复：Node1 的 MySQL 服务恢复正常，健康检查脚本返回成功（exit 0）

2. 非抢占行为：由于配置了 nopreempt 参数，Node1 不会主动抢回 VIP

3. 状态维持：VIP 仍然保留在 Node2，Node1 作为热备节点运行

4. 数据同步：Node1 自动从 Node2 同步故障期间的数据更新，保持数据一致性

# node1上恢复mysql
systemctl start mysqld
# 查看Node1节点数据
select * from info;

# 在node1上手动开启slave
start slave;
# 观察Node1数据是否同步
select * from info;

4.3 强制切换回原主（可选操作）

如果需要在原主节点恢复后手动将 VIP 切换回 Node1，可以执行以下操作：

在 Node2 上执行（主动放弃 VIP）：

systemctl restart keepalived

在非抢占模式下，通常需要重启 Keepalived 服务来触发切换。

五、方案优势与注意事项

5.1 方案优势

1. 高可用性：自动故障检测和转移，确保数据库服务持续可用

2. 无缝切换：VIP 机制使应用无需修改配置即可实现故障转移

3. 数据一致性：基于 GTID 的主主复制保证数据双向同步

4. 防止脑裂：VRRP 协议和优先级机制确保同一时间只有一台主节点

5. 故障恢复安全：非抢占模式避免原主恢复后抢回 VIP 导致的服务波动

6. 灵活可扩展：可轻松添加更多节点或扩展为多层级复制架构

5.2 注意事项

1. 网络配置：确保防火墙允许 VRRP 协议（IP 协议号 112）和 MySQL 端口（3306）通信

2. 复制监控：定期检查主主复制延迟和状态，确保数据同步正常

3. 数据初始化：使用 mysqldump 或 XtraBackup 初始化数据时确保数据一致性

4. 密码安全：脚本中的 MySQL 密码应妥善保管，建议使用权限受限的专用监控账户

5. 脑裂预防：确保 Keepalived 配置中的 virtual_router_id 在同一网段内唯一

6. 性能考虑：主主复制会增加服务器负载，需监控系统资源使用情况

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总结

本文详细介绍了基于 MySQL 主主复制和 Keepalived 非抢占模式的高可用数据库集群方案。通过双向数据同步和虚拟 IP 漂移机制，实现了数据库服务的自动故障转移和恢复。非抢占模式的配置确保了故障恢复过程中的系统稳定性，避免了频繁的主备切换带来的风险。

此方案适用于对数据库可用性要求较高的生产环境，提供了无缝故障转移能力，同时保证了数据一致性。实际部署时，需要根据具体业务需求和系统环境进行适当调整和优化，并建立完善的监控告警机制，确保整个数据库集群的稳定运行。