基于Consul的数据库高可用架构【转】

几个月没有更新博客了，已经长草了，特意来除草。本次主要分享如何利用consul来实现redis以及mysql的高可用。以前的公司mysql是单机单实例，高可用MHA加vip就能搞定，新公司mysql是单机多实例，那么显然这个方案不适用，后来也实现了故障切换调用dns api来修改域名记录，但是还是没有利用consul来实现高可用方便，后面会说明优势。redis单机多实例最正常不过了，那么redis单机多实例高可用也不太好做，当然也可以利用sentinel来实现，当failover以后调用脚本调用dns api修改域名解析也是可以的。也不是那么的优雅，有人会说怎么不用codis，redis cluster，这些方案固然好，但不适合我们，这些方案不够灵活，不能很好的处理热点数据的问题。那么consul是什么呢，接下慢慢说：

consul是HashiCorp公司（曾经开发过vgrant）推出的一款开源工具，基于go语言开发，轻量级，用于实现分布式系统的服务发现与配置。与其他类似产品相比，提供更“一站式”的解决方案。 consul内置有KV存储，服务注册/发现，健康检查， HTTP+DNS API， Web UI等多种功能。官网： https://www.consul.io/其他同类服务发现与配置的主流开源产品有:zookeeper和ETCD。

consul的优势：

1. 支持多数据中心，内外网的服务采用不同的端口进行监听。多数据中心集群可以避免单数据中心的单点故障, zookeeper和 etcd 均不提供多数据中心功能的支持

2. 支持健康检查. etcd 不提供此功能.

3. 支持 http 和 dns 协议接口. zookeeper 的集成较为复杂,etcd 只支持 http 协议. 有DNS功能，支持REST API

4. 官方提供web管理界面, etcd 无此功能.

5. 部署简单，运维友好，无依赖， go的二进制程序copy过来就能用了，一个程序搞定，可以结合ansible来推送。

Consul和其他服务发现工具的对比表：

基于Consul的数据库高可用架构【转】

Consul 架构和角色

1. Consul Cluster由部署和运行了Consul Agent的节点组成。在Cluster中有两种角色:Server和 Client。
2. Server和Client的角色和Consul Cluster上运行的应用服务无关, 是基于Consul层面的一种角色划分.
3. Consul Server: 用于维护Consul Cluster的状态信息，实现数据一致性，响应RPC请求。官方建议是: 至少要运行3个或者3个以上的Consul Server。多个server之中需要选举一个leader, 这个选举过程Consul基于Raft协议实现. 多个Server节点上的Consul数据信息保持强一致性。在局域网内与本地客户端通讯，通过广域网与其他数据中心通讯。Consul Client: 只维护自身的状态, 并将HTTP和DNS接口请求转发给服务端。
4. Consul 支持多数据中心，多个数据中心要求每个数据中心都要安装一组Consul cluster，多个数据中心间基于gossip protocol协议来通讯，使用Raft算法实现一致性

基础知识就介绍这么多了，更加详细的可以参考官网。下面我们来搭建一下consul，以及如何利用consul实现redis以及mysql的高可用。

测试环境（生产环境consul server部署3个或者5个）：

consul server：192.168.0.10

consul client：192.168.0.20，192.168.0.30，192.168.0.40

consul的安装非常容易，从https://www.consul.io/downloads.html这里下载以后，解压即可使用，就是一个二进制文件，其他的都没有了。我这里使用的是0.92版本。文件下载以后解压放到/usr/local/bin。就可以使用了。不依赖任何东西。上面的4台服务器都安装。

4台机器都创建目录，分别是放配置文件，以及存放数据的。以及存放redis，mysql的健康检查脚本

mkdir /etc/consul.d/ -p && mkdir /data/consul/ -p

mkidr /data/consul/shell -p

然后把相关配置参数写入配置文件，其实也可以不用写，直接跟在命令后面就行，那样不方便管理。
consul server（192.168.0.10）配置文件（具体参数的意思请查询官网或者文章给的参考链接）：

[root@db-server-yayun-01 ~]# cat /etc/consul.d/server.json 
{
  "data_dir": "/data/consul",
  "datacenter": "dc1",
  "log_level": "INFO",
  "server": true,
  "bootstrap_expect": 1,
  "bind_addr": "192.168.0.10",
  "client_addr": "192.168.0.10",
  "ui":true
}
[root@db-server-yayun-01 ~]#

consul client（192.168.0.20,192.168.0.30,192.168.0.40）

[root@db-server-yayun-02 ~]# cat /etc/consul.d/client.json 
{
  "data_dir": "/data/consul",
  "enable_script_checks": true,
  "bind_addr": "192.168.0.20",
  "retry_join": ["192.168.0.10"],
  "retry_interval": "30s",
  "rejoin_after_leave": true,
  "start_join": ["192.168.0.10"]
}
[root@db-server-yayun-02 ~]#

3台服务器的配置文件差异不大，唯一有区别的就是bind_addr地方，自行修改为你自己服务器的ip。我测试环境是虚拟机，有多快网卡，所以必须指定，否则可以绑定0.0.0.0。
下面我们先启动consul server：

nohup consul agent -config-dir=/etc/consul.d > /data/consul/consul.log &

查看日志：

[root@db-server-yayun-01 consul]# cat consul.log 
==> WARNING: BootstrapExpect Mode is specified as 1; this is the same as Bootstrap mode.
==> WARNING: Bootstrap mode enabled! Do not enable unless necessary
==> Starting Consul agent...
==> Consul agent running!
           Version: 'v0.9.2'
           Node ID: '5e612623-ec5b-386c-19be-d38876a9a46f'
         Node name: 'db-server-yayun-01'
        Datacenter: 'dc1'
            Server: true (bootstrap: true)
       Client Addr: 192.168.0.10 (HTTP: 8500, HTTPS: -1, DNS: 8600)
      Cluster Addr: 192.168.0.10 (LAN: 8301, WAN: 8302)
    Gossip encrypt: false, RPC-TLS: false, TLS-Incoming: false

==> Log data will now stream in as it occurs:

    2017/12/09 09:49:53 [INFO] raft: Initial configuration (index=1): [{Suffrage:Voter ID:192.168.0.10:8300 Address:192.168.0.10:8300}]
    2017/12/09 09:49:53 [INFO] raft: Node at 192.168.0.10:8300 [Follower] entering Follower state (Leader: "")
    2017/12/09 09:49:53 [INFO] serf: EventMemberJoin: db-server-yayun-01.dc1 192.168.0.10
    2017/12/09 09:49:53 [INFO] serf: EventMemberJoin: db-server-yayun-01 192.168.0.10
    2017/12/09 09:49:53 [INFO] agent: Started DNS server 192.168.0.10:8600 (udp)
    2017/12/09 09:49:53 [INFO] consul: Adding LAN server db-server-yayun-01 (Addr: tcp/192.168.0.10:8300) (DC: dc1)
    2017/12/09 09:49:53 [INFO] consul: Handled member-join event for server "db-server-yayun-01.dc1" in area "wan"
    2017/12/09 09:49:53 [INFO] agent: Started DNS server 192.168.0.10:8600 (tcp)
    2017/12/09 09:49:53 [INFO] agent: Started HTTP server on 192.168.0.10:8500
    2017/12/09 09:50:00 [ERR] agent: failed to sync remote state: No cluster leader
    2017/12/09 09:50:00 [WARN] raft: Heartbeat timeout from "" reached, starting election
    2017/12/09 09:50:00 [INFO] raft: Node at 192.168.0.10:8300 [Candidate] entering Candidate state in term 2
    2017/12/09 09:50:00 [INFO] raft: Election won. Tally: 1
    2017/12/09 09:50:00 [INFO] raft: Node at 192.168.0.10:8300 [Leader] entering Leader state
    2017/12/09 09:50:00 [INFO] consul: cluster leadership acquired
    2017/12/09 09:50:00 [INFO] consul: New leader elected: db-server-yayun-01
    2017/12/09 09:50:00 [INFO] consul: member 'db-server-yayun-01' joined, marking health alive
    2017/12/09 09:50:03 [INFO] agent: Synced node info