双机热备概述

双机热备（High Availability）是数据库高可用的核心形态：部署两台数据库服务器，一台对外提供读写服务（主库），另一台实时同步数据（备库）。主库故障时由备库接管业务，从而屏蔽单点故障。

一句话概括：双机热备用「数据副本」换取「可用性」——主库故障时备库顶上，应用层几乎无感知。

双机热备的四个关键指标

lRPO（恢复点目标）：故障时允许丢失的数据量，同步模式下可做到零丢失

lRTO（恢复时间目标）：从故障到业务恢复的时间，守护进程可在秒级完成切换

l业务无感知：应用统一连接 VIP，切换过程无需改动连接串

l数据可靠：基于 WAL 流复制，备库持续接收主库事务日志并重放

l误区一：把「有备库」等同于「高可用」——备库若不参与仲裁、VIP 不漂移，切换仍需人工介入

l误区二：只关注 RTO 不看 RPO——异步复制下 RTO 再短也可能丢数据

l误区三：两节点部署不加仲裁节点，故障时可能出现双主写入造成数据分裂

双机热备技术演进

数据库高可用没有一步到位：从「依赖存储」的共享存储双机，到「依赖备份」的人工切换，再到「依赖日志」的流复制主备，切换时间从分钟级压缩到秒级。

判断依据：RTO 要求分钟级以上选共享存储或人工备份；要求秒级切换且可接受独立存储成本，选流复制主备。

KingBase 双机热备整体架构

集群由主库、备库和守护进程组成：主库提供读写服务，备库通过流复制同步数据作为备份，守护进程检查各节点状态并在主库故障时完成故障转移。

WAL 流复制

主库 primary

192.168.40.112

处理全部写事务并生成 WAL 日志

备库 standby

192.168.40.113

重放 WAL 保持与主库一致

虚拟 IP VIP　192.168.40.115

始终绑定在当前主库上：切换时先从旧主卸载、再挂载到新主，应用连接 VIP 即可无感知访问

集群守护进程与仲裁节点

每个集群节点运行两个守护进程，共同保证集群在主库故障时能自动接管。

lrepmgrd：主节点只监视本地数据库；备节点同时监视本地与主库。每 2 秒（monitor_interval_secs）检查一次，失败后按 reconnect_attempts 次数重连

lkbha：守护 repmgrd 进程，并检查磁盘状态与信任网关状态；repmgrd 意外退出时由 kbha 接管 VIP 检查逻辑

l节点状态表：所有节点状态存放在 repmgr.nodes 表中，并通过流复制同步到所有备节点

仲裁节点 witness（可选）：仅参与故障切换投票，不承载业务访问；两节点部署时用于避免脑裂。

数据同步原理：WAL 流复制

KingbaseES 集群主备之间的数据同步基于 WAL（预写日志）的物理流复制，传输颗粒度是日志记录的最小单位 record。

l主库侧：walwriter 进程把 WAL 日志写入磁盘，walsender 进程读取后以数据流方式发给备库

l备库侧：walreceiver 进程接收 WAL 并写入本地 WAL 段文件，startup 进程读取重放完成同步

l传输代价：只传日志增量而非整页数据，主备延迟通常在毫秒级

l复制模式：由 repmgr.conf 中的 synchronous 参数控制（async / sync / quorum / all）

同步模式取值：async / sync / quorum / all

lasync：全异步，备库不等待确认，极端情况下可能丢失少量已提交事务

lsync：同步，需至少一个备库确认后主库才返回提交结果，RPO = 0

lquorum：优选同步，集群中过半备库确认即可，读写分离集群的默认模式

lall：动态全同步，所有在线备库都确认才提交，两地三中心集群的默认模式

lcustom：自定义模式，需在 all_ip 中为每个节点分别指定同步类型

注意：当所有备库故障或主备网络中断时，同步会退化为异步；恢复连接后自动重新协商同步策略。

部署软件包与文件说明

一键式部署所需的脚本与配置都在安装目录的 ClientTools/guitools/DeployTools/zip 下，且与安装脚本、配置脚本必须位于同一台设备的同一目录。

部署文件获取与打包要求

l文件获取：安装数据库后，在安装目录的 ClientTools/guitools/DeployTools/zip 下获取

l目录约束：install.conf、cluster_install.sh、trust_cluster.sh 须在同一设备的同一目录

l属主权限：上传后的文件属主与执行权限必须能被集群部署用户读写执行

l打包替换：db.zip 可换成自行压缩的包（bin、lib、share 三目录），但解压后目录结构须与 db.zip 一致，支持 zip/tar/tar.gz

l部署路径：cluster_install 路径不能是 cluster_path 或其子目录

部署拓扑与环境规划

网络与路径约束

l防火墙：放行数据库端口 54321、sys_securecmdd 端口 8890、HA-LOG 分析端口 65432

lVIP 约束：子网掩码长度须与 net_device 的网卡掩码一致，且网卡上必须已配置 IP

l路径约束：install.conf 中所有路径参数必须是绝对路径，且 install_dir 必须是不存在的目录

ldata 目录：可自定义路径，但须是部署用户有权限读写、且上一级目录不为空的目录

lssh 端口：如使用非 22 端口，需同步修改 install.conf 与 sshd_config 并重启 sshd

步骤 1：准备客户端软件与授权文件

集群安装需先在节点上安装 KingbaseES 客户端软件，再把正式版 license 复制到部署工具目录并统一命名为 license.dat。

# 1、进入部署工具目录

cd /KingbaseES/V9/ClientTools/guitools/DeployTools/zip

# 2、复制授权文件并统一命名为 license.dat

cp /install/license_34148/license_34148_0.dat license.dat

license 授权文件配置规则

l命名规则：license_file 只写文件名，不写路径

l多节点复用：license 可复用时只写一次即可

l多节点不复用：须按 all_ip 顺序写入多个文件名，如 license_file=(license.dat-1 license.dat-2)

l未配置时：使用安装包自带的试用版 license

常见坑：license 不可复用却只写了一次，部署中途会因校验失败而无法启动数据库。

步骤 2：启用 sys_securecmdd 免密工具

sys_securecmdd 是集群跨节点通信的免密工具，用于替代 ssh 免密完成节点间的密钥协商；工具包解压后自带 systemd 服务脚本，两个节点都要执行。

l两种部署通道：其一由 sshd 服务自动分发文件并部署；其二手动分发文件，启动 sys_securecmdd 完成密钥协商

l密钥协商：在工具的初始化、启动过程中自动完成，无需手工分发密钥

l依赖关系：install.conf 的 use_scmd=1 表示集群依赖该工具

sys_securecmdd 部署命令

# 1、解压工具包并切换 root 身份

cd /KingbaseES/V9/ClientTools/guitools/DeployTools/zip

unzip securecmdd.zip

cd securecmdd

su root

# 2、初始化并启动服务（两个节点都要执行）

./sys_HAscmdd.sh init

./sys_HAscmdd.sh start

sys_securecmdd 服务管理要点

l服务管理：systemctl status / start / stop securecmdd.service

l端口：默认 8890，修改需同时改 share/sys_HAscmdd.conf 与 install.conf 的 scmd_port

l角色：use_scmd=1 表示依赖该工具（默认），置 0 则改用 sshd 服务

l密钥协商：在初始化、启动过程中自动完成，无需手工分发密钥

重要：步骤 5 执行 cluster_install.sh 前需先 systemctl stop securecmdd.service，部署期间由脚本自行管理该服务。

步骤 3：配置 install.conf

install.conf 是集群部署的唯一配置入口，位于部署工具目录。必须先完成配置，trust_cluster.sh 也要读取它。

l配置顺序：先 all_ip 与节点角色，再 virtual_ip 与 net_device，最后同步模式与恢复策略

l节点类型一致：all_ip 中所有节点的 IP 写法必须统一，不可混用 IPv4 与主机名

l首节点为主：all_ip 的第一个节点默认作为主库，部署后可用 repmgr 调整

l授权文件：license_file 只写文件名，多文件用空格分隔并按 all_ip 顺序排列

解读：all_ip 首节点为主库；trusted_servers 与 virtual_ip 指向 VIP 网关；net_device 与 net_device_ip 须一一对应。

install.conf 配置样例

all_ip=(192.168.40.112 192.168.40.113)

install_dir="/home/kingbase/cluster/install"

zip_package="/KingbaseES/V9/ClientTools/guitools/DeployTools/zip/db.zip"

license_file=(license.dat)

db_password="kingbase"

trusted_servers="192.168.40.115"        # 网关

virtual_ip="192.168.40.115"

net_device=(ens192 ens192)

net_device_ip=(192.168.40.112 192.168.40.113)

use_scmd=1                              # 默认值

install.conf 关键参数（一）：基础部署

通用机与专用机的差别只在脚本执行身份与文件分发方式，install.conf 的核心参数完全一致。

install.conf 关键参数（二）：高可用与网络

提示：非 22 端口的 ssh 还需同步修改 /etc/ssh/sshd_config 的 Port 项并重启 sshd 服务。

步骤 4：配置节点间 SSH 免密信任

部署脚本通过免密通道向各节点分发文件并执行命令，因此必须先打通节点之间的免密登录。

l免密范围：root ↔ root、root ↔普通用户、普通用户↔普通用户，同一主机内部同样需要

l前提条件：所有节点均须存在部署用户（默认 kingbase）与超级用户（默认 root）

l前置顺序：务必先配置好 install.conf 的 all_ip、execute_user、super_user 再执行

trust_cluster.sh 执行方式

trust_cluster.sh 会读取 install.conf，因此必须先完成配置再执行；脚本为交互式，执行过程中需输入各节点 root 密码。

# 在任意一台节点上，以 root 用户执行（脚本会读取 install.conf）

./trust_cluster.sh

# 执行过程中按提示输入各节点 root 密码

免密验证与替代部署方案

l验证方式：脚本执行完成后，逐台验证 ssh 免密是否真正生效，再进入下一步

l脚本特征：trust_cluster.sh 是交互式的，执行过程中需按提示输入各节点 root 密码

替代方案：若环境不允许 root 免密登录，可改用手动分发文件 + sys_securecmdd 密钥协商的方式部署，此时需在每个节点单独解压 db.zip 并初始化 sys_securecmdd。

l手动分发：在各节点创建 $install_dir/kingbase 目录，将 db.zip 与 license.dat 拷入并解压

l配置位置：解压后把 license.dat 拷入 $install_dir/kingbase/bin 目录

l执行身份：两种方式均须由集群部署用户执行，专用机除外

步骤 5：执行集群安装脚本

# 1、先停止 sys_securecmdd 服务（部署期间由脚本接管）

systemctl stop securecmdd.service

# 2、执行一键部署

./cluster_install.sh

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