High-Availability Galera-Cluster mit HAProxy und Keepalived¶

Stand: 04/2025
Verwendete Software - Ubuntu 24.04 LTS - HAProxy 2.8.5 - Keepalived v2.2.8
Weitere Dokumentationen: - Galera-Cluster mit MariaDB

Vorwort¶

Ziel dieser Dokumentation ist die Einrichtung eines hochverfügbaren Galera-Datenbankclusters unter Ubuntu 24.04, der durch den Einsatz von HAProxy und Keepalived eine unterbrechungsfreie Erreichbarkeit der Datenbank über eine virtuelle IP-Adresse (VIP) gewährleistet.

Der Zugriff auf den Cluster erfolgt dabei ausschließlich über diese virtuelle IP, die im Hintergrund stets auf den aktuell aktiven Node zeigt. Keepalived übernimmt die Verwaltung dieser Floating-IP mittels VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) und sorgt dafür, dass bei Ausfall eines Nodes automatisch ein anderer die IP übernimmt. HAProxy fungiert als intelligenter Loadbalancer und verteilt eingehende SQL-Anfragen transparent auf die Galera-Knoten. Dabei prüft er kontinuierlich die Erreichbarkeit der Datenbank-Instanzen und leitet Anfragen nur an verfügbare Nodes weiter.

Diese Architektur stellt sicher, dass Datenbankverbindungen für Clients stets verfügbar bleiben, selbst wenn einzelne Cluster-Knoten ausfallen. Damit wird ein wichtiger Grundstein für ausfallsichere und skalierbare Systeme im Produktionsbetrieb gelegt.

graph LR
    A["Client"]
    B["VIP (192.0.2.100)"]
    C["HAProxy"]
    D1["Galera Node01"]
    D2["Galera Node02"]
    D3["Galera Node03"]

    A --> B --> C --> D1 & D2 & D3

Es sind Grundkenntnisse im Umgang mit Linux erforderlich, da die Vorgehensweise, wie sie hier beschrieben ist, in manchen Teilen abweichen kann. Kein System ist wie das Andere. Die Dokumentation wurde sorgfältig von mir geprüft. Dennoch kann ich keinerlei Haftung für Schäden an Ihrem System oder eine Gewährleistung übernehmen. Bitte verwenden Sie diese Dokumentation auf eigene Gefahr.

Was muss ich in der Konfiguration anpassen?¶

Einige Parameter müssen auf Ihre Umgebung angepasst werden. Im Verlauf dieser Dokumentation müssen Sie nur die Parameter anpassen, die in der nachfolgenden Tabelle aufgelistet sind. Sie können also ganz einfach durch die Funktion "Suchen und Ersetzen" (STRG + H), die Konfigurationsdateien auf Ihre Umgebung anpassen. Das Gleiche gilt für auszuführende Kommandos.

Folgende Parameter werden verwendet:

Konfigurations-Dateien werden immer nach dem gleichen Muster erstellt. Unter jeder Datei, die eine Anpassung erfordert, finden Sie die nötigen Hinweise.
Dateien, die zwar Parameter aber keine eigentliche Konfiguration enthalten, werden nach dem vorgegebenen Syntax erstellt.

Beispiel:
Im folgenden Beispiel ist die Datei /home/beispiel.conf zu erstellen und der Parameter domain anzupassen.

Erstellen Sie eine neue Datei /home/beispiel.conf mit folgendem Inhalt:

nano /home/beispiel.conf

url     = www.twlnet.com
content = Dokumentationen

domain  = example.com
owner   = root

[...]
domain  = example.com
[...]

nano /home/beispiel.map

[email protected]
[email protected]
[email protected]

Server vorbereiten¶

Root-Rechte einräumen¶

Während der gesamten Dokumentation werden Root-Rechte benötigt. Um auf das Voranstellen von sudo zu verzichten, verschaffen Sie sich für die gesamte Sitzung erhöhte Rechte mit:

sudo -i

Update durchführen¶

Bringen Sie die Nodes auf den aktuellen Patchstand:

apt update && apt upgrade

Software herunterladen und installieren¶

Laden Sie haproxy und keepalived aus dem offiziellen Ubuntu-Repository herunter:

apt install haproxy keepalived

Kernel-Parameter hinzufügen¶

Ergänzen Sie die Datei /etc/sysctl.conf und wenden Sie die Änderungen an:

echo "net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

HAProxy einrichten¶

MySQL-User erstellen¶

Stellen Sie eine Verbindung zum MySQL-Server her:

mariadb -u root -p

CREATE USER 'haproxy'@'192.0.2.100';
CREATE USER 'haproxy'@'192.0.2.101';
CREATE USER 'haproxy'@'192.0.2.102';
CREATE USER 'haproxy'@'192.0.2.103';
FLUSH PRIVILEGES;
QUIT;

Konfiguration erstellen¶

Benennen Sie zunächst die /etc/haproxy/haproxy.cfg um, damit Sie eine Sicherheitskopie der Original-Datei haben:

mv /etc/haproxy/haproxy.cfg /etc/haproxy/haproxy.cfg.bak

nano /etc/haproxy/haproxy.cfg

global
    log /dev/log    local0
    log /dev/log    local1 notice
    chroot /var/lib/haproxy
    stats socket /run/haproxy/admin.sock mode 660 level admin expose-fd listeners
    stats timeout 30s
    user haproxy
    group haproxy
    daemon

    ca-base /etc/ssl/certs
    crt-base /etc/ssl/private

    ssl-default-bind-options no-sslv3 no-tlsv10 no-tlsv11
    ssl-default-bind-ciphersuites TLS_AES_256_GCM_SHA384:TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256:TLS_AES_128_GCM_SHA256
    ssl-default-bind-ciphers ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256

defaults
    mode    tcp
    log     global
    option  tcplog
    timeout connect 5000
    timeout client  50000
    timeout server  50000

frontend galera-cluster_frontend
    bind 192.0.2.100:3306
    default_backend galera-cluster_backend

backend galera-cluster_backend
    balance source
    option tcpka
    option mysql-check user haproxy
    server galera-node01 192.0.2.101:3306 check send-proxy weight 1
    server galera-node02 192.0.2.102:3306 check send-proxy weight 1
    server galera-node03 192.0.2.103:3306 check send-proxy weight 1

[...]
    bind 192.0.2.100:3306
[...]
    server galera-node01 192.0.2.101:3306 check send-proxy weight 1
    server galera-node02 192.0.2.102:3306 check send-proxy weight 1
    server galera-node03 192.0.2.103:3306 check send-proxy weight 1

MariaDB konfigurieren¶

Fügen Sie der Datei /etc/mysql/conf.d/galera.cnf folgendes hinzu:

nano /etc/mysql/conf.d/galera.cnf

[mysqld]
[...]
## HAProxy ##
proxy-protocol-networks         = localhost, 192.0.2.101, 192.0.2.102, 192.0.2.103
[...]

[...]
proxy-protocol-networks         = localhost, 192.0.2.101, 192.0.2.102, 192.0.2.103
[...]

Keepalived einrichten¶

Keepalived-Script-Benutzer erstellen¶

Erstellen Sie einen Benuter keepalived_script:

useradd -g users -M keepalived_script

Sudoers-Datei erstellen¶

Erstellen Sie eine neue Datei /etc/sudoers.d/keepalived mit folgendem Inhalt:

nano /etc/sudoers.d/keepalived

keepalived_script ALL=(root) NOPASSWD: /usr/bin/killall

chmod 440 /etc/sudoers.d/keepalived

Konfiguration erstellen¶

ip addr show
  2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
  [...]
  inet 192.0.2.101/24 metric 100 brd 192.0.2.255 scope global dynamic ens18
  [...]

Erstellen Sie eine neue Datei /etc/keepalived/keepalived.conf mit folgendem Inhalt:

nano /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {
        enable_script_security
}

vrrp_script chk_haproxy {
        script "/usr/bin/sudo /usr/bin/killall -0 haproxy"
        interval 2
        weight 2
}

vrrp_instance VI_1 {
        interface eth0
        state BACKUP
        virtual_router_id 51
        priority 100
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass SicheresPasswortVerwenden!
        }
        virtual_ipaddress {
            192.0.2.100
        }
        track_script {
            chk_haproxy
        }
}

[...]
vrrp_instance VI_1 {
        interface eth0
[...]
        virtual_ipaddress {
            192.0.2.100
        }
[...]
        authentication {
            [...]
            auth_pass SicheresRootPasswortVerwenden!
        }
[...]

Inbetriebnahme und Test¶

Dienste neustarten¶

Starten Sie die neuen Dienste neu und kontrollieren Sie, ob die Dienste ohne Fehlermedlungen starten:

service mariadb restart
service mariadb status
[...]
service haproxy restart
service haproxy status
[...]
service keepalived restart
service keepalived status
[...]

Abschluss:¶

Wenn alle Dienste fehlerfrei ausgeführt werden, ist der High-Availability-Cluster einsatzbereit.