一次 Keepalived 高可用的事故，让我重学了一遍它

前言

Keepalived 高可用组件的虚拟 IP 持续漂移，导致 MySQL 主从不断切换，进而导致 MySQL 主从数据同步失败。

虽然没能重现 Keepalived 的这个问题，但是我深入研究了下 Keepalived 的原理以及针对核心配置参数做了大量实验。悟空带着大家一起看下 Keepalived 到底是如何运转的，以及为什么它能做到高可用。

一、Keepalived 和 LVS 概述

1.1 Keepalived 概述

谈到 Keepalived，给人的印象就是用在高可用架构中，保证某个服务不故障，其实它还有很多其他的功能。Keepalived 是 Linux 系统下的一个比较轻量级的高可用解决方案，这个轻量级是相对于 Heartbeat 等组件的。虽然 Heartbeat 功能完善、专业性强，但是安装部署就没有 Keepalived 简单，Keepalived 只需要一个配置文件即可。企业中大多选择 Keepalived 作为高可用组件。

1.2 LVS 概述

Keepalived 最开始是由 Alexandre Cassen 使用 C 语言编写的开源软件项目，项目的目的主要是简化 LVS 项目的配置并增强 LVS 的稳定性。简单来说，Keepalived 就是对 LVS 的扩展增强。

LVS（Linux Virtual Server）翻译过来就是 Linux 虚拟服务器，由章文嵩博士主导开发的开源负载项目，目前 LVS 已经被集成到 Linux 内核模块中。

LVS 主要用在负载均衡方面，比如 Web 客户端想要访问后端服务，Web 请求会先经过 LVS 调度器，调度器根据预设的算法决定如何分发给后端的所有服务器。

1.3 LVS 基本原理

LVS 的基本原理如下图所示：

LVS基本原理

LVS 的核心功能就是提供负载均衡，负载均衡技术有多种：

• 基于 DNS 域名轮流解析方案。
• 基于客户端调度访问方案。
• 基于应用层系统的调度方案。
• 基于 IP 地址的调度方案。

而效率最高的是基于 IP 地址的调度方案。其实就是将请求转发给对应的 IP 地址 + 端口号，它的效率是非常高的，LVS 的 IP 负载均衡技术是通过 IPVS 模块来实现的，IPVS 是 LVS 集群系统的核心软件。

LVS 负载均衡器会虚拟化一个IP（VIP），对于客户端来说，它事先只知道这个 VIP 的，客户端就将请求发送给 VIP，然后 LVS 负载均衡器会将请求转发给后端服务器中的一个，这些服务器都称为 Real Server（真实服务器）。转发的规则是通过设置 LVS 的负载均衡算法来的，比如随机分配、按照权重分配等。

后端服务器的提供的功能要求是一致的，不论转发到哪台服务器，最终得到的结果是一致的，所以对于客户端来说，它并不关心有多少个后端服务器在提供服务，它只关心访问的 VIP 是多少。

那么后端服务处理完请求后，如何将数据返回给客户端呢？根据 LVS 的不同模式，会选择不同的方式将数据返回给客户端。LVS 的工作模式有三种：NAT 模式、TUN 模式、DR 模式。这个后面讲到路由机制再来细说。

二、Keepalived 流量转发原理

Keepalived 为 Linux 系统提供了负载均衡和高可用能力。负载均衡的能力来自 Linux 内核中的 LVS 项目模块 IPVS（IP Virtual Server）。

Keepalived 运行在 Linux 系统中