0823Keepalived + LVS(DR) + MariaDB主主 小白完整实战教程

mengge.cloud2026-08-24 8:12

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Keepalived + LVS(DR) + MariaDB主主 小白完整实战教程

整套架构：四层负载均衡LVS‑DR + Keepalived实现调度器主备高可用 + MariaDB双主互备复制，实现数据库无间断对外服务，企业常用数据库高可用方案。 整体流程：客户端连接VIP访问数据库 → Keepalived+LVS做四层调度，分发请求到两台MariaDB；数据库双向主主复制保证两边数据一致；任意一台调度器/数据库故障自动切换，业务无感知。

一、业务背景与架构选型

数据库业务四大刚性需求

  1. 高可用（24×7不间断）：硬件宕机、进程崩溃不能导致业务中断，故障自动转移。
  2. 高并发承载：读写量大，单台数据库CPU/IO容易瓶颈。
  3. 数据可靠性：故障不丢失数据，多节点之间数据同步一致。
  4. 可扩展：增加数据库节点不用修改业务代码。

传统架构痛点

架构 问题
单节点数据库 单点故障，宕机业务全部中断，恢复慢，有丢数据风险
简单一主一从 写操作全部压在主库；故障切换需要人工操作，容易出错
业务层硬编码地址 没有故障检测，后端宕机业务还会继续访问故障节点；新增节点需要改代码重启服务

本套方案组件分工

组件 作用
MariaDB主主复制 两台数据库互为主从，双向binlog同步；两台库都可以读写，一台故障另一台拥有完整数据
LVS‑DR四层负载均衡 转发数据库3306端口请求；响应报文数据库直接返回客户端，不经过调度器，性能极高；自带后端节点健康检测，故障节点自动剔除
Keepalived 1. 给LVS做主备高可用，VIP故障漂移，消除调度器单点；2. 直接写配置生成ipvs规则，不用敲命令；3. TCP健康检查后端数据库3306端口，数据库挂掉自动摘除节点

项目预期收益

  • 可用性提升，故障自动切换无需人工干预；
  • 写能力双库分担，读能力可以继续追加从库横向扩展；
  • 业务只需要连接一个VIP地址，后端数据库变更业务代码零修改。

二、MariaDB主从/主主复制原理

主主复制本质就是两台数据库互做对方的主从复制，A同步B，B同步A，实现双向数据同步。

核心日志与线程

  1. binlog二进制日志（主库）：记录所有增删改DDL/DML语句，是复制的数据源。
  2. relay log中继日志（从库）：从库拉取到binlog先存成本地中继日志，再执行。
  3. binlog dump线程（主库）：把binlog事件发送给从库IO线程。
  4. IO线程（从库）：连接主库，拉取binlog，写入relay‑log。
  5. SQL线程（从库）：读取relay‑log，在本机回放SQL实现数据同步。

完整同步流程

  1. 主库执行写操作，事务提交，写入binlog日志。
  2. 从库IO线程连接主库，指定binlog文件名和position位置请求日志。
  3. 主库dump线程读取binlog，把事件传给从库IO线程。
  4. IO线程收到数据写入本机relay‑log，记录同步位点。
  5. SQL线程读取relay‑log，回放SQL语句，完成数据同步。

主主复制：db1→db2做一遍主从；db2→db1再反向做一遍主从，双向同步。

三、实验环境规划

主机名 IP地址 网关 角色 VIP
client2.meng.cloud 10.1.1.21 10.1.1.20 外部测试客户端 无
client1.meng.cloud 10.1.8.21 10.1.8.20 内网测试客户端 无
router.meng.cloud 10.1.8.20 / 10.1.1.20 10.1.8.2 路由器 无
ha1.meng.cloud 10.1.8.13 10.1.8.20 LVS+Keepalived主调度器 10.1.8.100
ha2.meng.cloud 10.1.8.14 10.1.8.20 LVS+Keepalived备调度器 10.1.8.100
db1.meng.cloud 10.1.8.11 10.1.8.20 MariaDB数据库1 10.1.8.100（dummy网卡）
db2.meng.cloud 10.1.8.12 10.1.8.20 MariaDB数据库2 10.1.8.100（dummy网卡）

VIP统一：10.1.8.100，业务客户端只连接这个IP访问数据库3306端口。

四、基础环境初始化（所有机器）

1. 修改主机名、网卡IP

复制代码 
#### client2
hostnamectl set-hostname client2.meng.cloud
nmcli connection modify ens33 ipv4.method manual ipv4.addresses 10.1.1.21/24 ipv4.gateway 10.1.1.20 ipv4.dns 223.5.5.5 autoconnect yes
nmcli connection up ens33

#### client1
hostnamectl set-hostname client1.meng.cloud
nmcli connection modify ens33 ipv4.method manual ipv4.addresses 10.1.8.21/24 ipv4.gateway 10.1.8.20 ipv4.dns 223.5.5.5 autoconnect yes
nmcli connection up ens33

#### router路由器
hostnamectl set-hostname router.meng.cloud
nmcli connection modify ens33 ipv4.method manual ipv4.addresses 10.1.8.20/24 ipv4.gateway 10.1.8.2 ipv4.dns 223.5.5.5 autoconnect yes
nmcli connection up ens33
nmcli connection add type ethernet con-name ens36 ifname ens36 ipv4.method manual ipv4.addresses 10.1.1.20/24 autoconnect yes
nmcli connection up ens36

#### ha1调度器
hostnamectl set-hostname ha1.meng.cloud
nmcli connection modify ens33 ipv4.method manual ipv4.addresses 10.1.8.13/24 ipv4.gateway 10.1.8.20 ipv4.dns 223.5.5.5 autoconnect yes
nmcli connection up ens33

#### ha2调度器
hostnamectl set-hostname ha2.meng.cloud
nmcli connection modify ens33 ipv4.method manual ipv4.addresses 10.1.8.14/24 ipv4.gateway 10.1.8.20 ipv4.dns 223.5.5.5 autoconnect yes
nmcli connection up ens33

#### db1数据库
hostnamectl set-hostname db1.meng.cloud
nmcli connection modify ens33 ipv4.method manual ipv4.addresses 10.1.8.11/24 ipv4.gateway 10.1.8.20 ipv4.dns 223.5.5.5 autoconnect yes
nmcli connection up ens33

#### db2数据库
hostnamectl set-hostname db2.meng.cloud
nmcli connection modify ens33 ipv4.method manual ipv4.addresses 10.1.8.12/24 ipv4.gateway 10.1.8.20 ipv4.dns 223.5.5.5 autoconnect yes
nmcli connection up ens33

2. router路由器开启IP转发

复制代码 
echo "net.ipv4.ip_forward=1" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p
systemctl enable --now firewalld
firewall-cmd --set-default-zone=trusted
firewall-cmd --add-masquerade --permanent
firewall-cmd --add-masquerade

五、部署MariaDB，配置主主双向复制

db1配置

  1. 安装服务，开启binlog、relay‑log

    yum install -y mariadb-server
    vim /etc/my.cnf.d/server.cnf

写入mysqld段落：

复制代码 
[mysqld]
server-id=1
log_bin=mysql-bin
relay_log=mysql-relay-bin

启动服务：

复制代码 
systemctl enable --now mariadb

  1. 安全初始化（设置root密码huawei，移除匿名用户等）

    mysql_secure_installation

交互步骤：回车(旧密码为空) → Y设置密码，输入huawei，确认；后面全部回车确认。

  1. 创建复制账号，授权给db2

    mysql -uroot -phuawei
    grant replication slave, replication client on . to 'repl'@'10.1.8.12' identified by 'huawei';
    flush privileges;
    show master status\G;

记录输出：File、Position，这里示例：mysql‑bin.000003，Position:327

db2配置

  1. 安装，配置my.cnf，server‑id必须不一样！db2写2

    yum install -y mariadb-server
    vim /etc/my.cnf.d/server.cnf
    [mysqld]
    server-id=2
    log_bin=mysql-bin
    relay_log=mysql-relay-bin
    systemctl enable --now mariadb
    mysql_secure_installation

  2. 创建复制账号授权给db1

    mysql -uroot -phuawei
    grant replication slave, replication client on . to 'repl'@'10.1.8.11' identified by 'huawei';
    flush privileges;
    show master status\G;

记录File、Position示例：mysql‑bin.000002，Position:1769

第一步：db2作为从库，同步db1（db1→db2）

db2数据库执行mysql命令，替换成刚刚show master status拿到的文件名和position

复制代码 
change master to
master_host='10.1.8.11',
master_user='repl',
master_password='huawei',
master_port=3306,
master_log_file='mysql-bin.000003',
master_log_pos=327,
master_connect_retry=30;

start slave;
show slave status\G;

✅必须看到：Slave_IO_Running: Yes、Slave_SQL_Running: Yes才算正常。
测试：db1建库建表插入数据，db2查询，确认数据同步过来。

第二步：db1作为从库，同步db2（db2→db1，完成双向主主）

db1数据库执行，替换db2的binlog文件名和position

复制代码 
change master to
master_host='10.1.8.12',
master_user='repl',
master_password='huawei',
master_port=3306,
master_log_file='mysql-bin.000002',
master_log_pos=1769,
master_connect_retry=30;

start slave;
show slave status\G;

✅db1这边也必须IO、SQL线程全部Yes；双向复制完成，两边写数据都可以互相同步。
⚠️主主复制注意：业务层要做好主键冲突规避，否则双向同时插入相同主键会报错。

六、数据库后端RS配置LVS‑DR环境（db1、db2两台都操作）

DR模式关键点：后端数据库也要绑定VIP/32掩码；ARP抑制，不对外响应VIP的ARP请求，防止ARP漂移。

复制代码 
# 创建dummy虚拟网卡，绑定VIP，掩码32位！！
nmcli connection add type dummy ifname dummy con-name dummy ipv4.method manual ipv4.addresses 10.1.8.100/32
nmcli connection up dummy

# 配置arp抑制内核参数
cat >> /etc/sysctl.conf << EOF
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.dummy.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.dummy.arp_announce = 2
EOF
sysctl -p

参数解释： arp_ignore=1：只接收本机真实网卡IP的ARP请求，dummy上的VIP不回复ARP； arp_announce=2：发送ARP广播不用VIP做源IP，避免把VIP‑MAC广播出去造成冲突。

七、Keepalived+LVS配置调度器ha1、ha2

Keepalived的virtual_server段直接生成ipvs规则；TCP_CHECK每隔一段时间探测3306端口，数据库端口不通自动把该RS剔除负载均衡集群。

ha1（主调度器，priority 110）

安装软件

复制代码 
yum install -y keepalived ipvsadm
cp /etc/keepalived/keepalived.conf{,.bak}
vim /etc/keepalived/keepalived.conf

完整配置文件

复制代码 
! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id ha1
}

vrrp_instance db {
state MASTER
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 110
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass meng@123
}
virtual_ipaddress {
10.1.8.100/24
}
}

virtual_server 10.1.8.100 3306 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 50
protocol TCP

real_server 10.1.8.11 3306 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
retry 3
delay_before_retry 3
}
}

real_server 10.1.8.12 3306 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}

启动服务

复制代码 
systemctl enable --now keepalived
ipvsadm -Ln
ip addr

ha2（备调度器，priority 100）

复制代码 
yum install -y keepalived ipvsadm
cp /etc/keepalived/keepalived.conf{,.bak}
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id ha2
}

vrrp_instance db {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass meng@123
}
virtual_ipaddress {
10.1.8.100/24
}
}

virtual_server 10.1.8.100 3306 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 50
protocol TCP

real_server 10.1.8.11 3306 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
retry 3
delay_before_retry 3
}
}

real_server 10.1.8.12 3306 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
systemctl enable --now keepalived

参数说明 virtual_server：

  • delay_loop 6：每6秒执行一次后端TCP健康检查；
  • lb_algo rr：轮询调度算法；
  • lb_kind DR：LVS DR模式；
  • persistence_timeout 50：会话保持50秒，同一个客户端50秒内分配到同一台后端；
  • TCP_CHECK：探测3306端口，端口访问失败，自动从ipvs集群移除该real_server。
    重要提醒：real_server后面只能写IP，不支持域名，LVS四层工作，不做域名解析，填域名直接启动报错。

八、业务测试验证

1. 在数据库创建远程测试账号（db1执行即可，主主会同步到db2）

复制代码 
mysql -uroot -phuawei
grant ALL PRIVILEGES on *.* to 'meng'@'%' identified by 'huawei';
flush privileges;

2. client客户端安装mysql客户端工具访问VIP

复制代码 
yum install -y mysql
# 访问VIP，不需要写db1/db2真实IP
mysql -umeng -phuawei -h 10.1.8.100

故障模拟测试（核心高可用验证）

  1. 调度器故障测试 ：ha1执行systemctl stop keepalived，观察VIP漂移到ha2，客户端依然可以正常连接数据库。恢复ha1 keepalived，VIP切回ha1。
  2. 数据库节点故障测试 ：db1执行systemctl stop mariadb；keepalived检测3306端口不通，自动将db1剔除集群；客户端访问VIP只会调度到db2，业务不中断；启动db1数据库，自动重新加入集群。
  3. 双向复制验证：db1新建库表插入数据，db2查询看是否同步；db2插入数据，db1查询看是否同步。

九、常见踩坑排错清单

  1. LVS‑DR访问不通
    • db1/db2是否配置dummy网卡VIP掩码/32；
    • arp_ignore / arp_announce内核参数是否生效；
    • 所有机器必须在同一个二层广播域，DR模式依靠MAC转发，跨VLAN不行。
  2. MariaDB主主不同步
    • server‑id两台数据库不能相同；
    • repl复制账号授权IP是否正确，密码一致；
    • show slave status\G看IO/SQL线程状态，Last_IO_Error、Last_SQL_Error查看报错。
  3. Keepalived脑裂（两台调度器同时拿到VIP）
    • 防火墙放行VRRP协议：firewall‑cmd --add‑protocol=vrrp --permanent；
    • vrrp实例virtual_router_id两台必须一致，auth_pass密码两台必须一模一样；
    • 多网卡机器使用mcast_src_ip指定心跳报文发出网卡IP。
  4. keepalived启动失败
    • virtual_server、real_server语法不能写错，大括号配对，不能使用域名写后端地址。
  5. 主主复制业务坑：应用层尽量规避两台库同时生成自增主键，否则主键冲突复制报错；生产建议配合中间件（ProxySQL）做读写分离。

制账号授权IP是否正确，密码一致；

  • show slave status\G看IO/SQL线程状态，Last_IO_Error、Last_SQL_Error查看报错。
  1. Keepalived脑裂（两台调度器同时拿到VIP）
    • 防火墙放行VRRP协议：firewall‑cmd --add‑protocol=vrrp --permanent；
    • vrrp实例virtual_router_id两台必须一致，auth_pass密码两台必须一模一样；
    • 多网卡机器使用mcast_src_ip指定心跳报文发出网卡IP。
  2. keepalived启动失败
    • virtual_server、real_server语法不能写错，大括号配对，不能使用域名写后端地址。
  3. 主主复制业务坑：应用层尽量规避两台库同时生成自增主键，否则主键冲突复制报错；生产建议配合中间件（ProxySQL）做读写分离。
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