Keepalive介绍

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Keepalive是Linux下的高可用解决方案，用于心跳检测、资源接管和集群服务状态监控。它支持VRRP，能自动隔离故障节点，常与LVS配合实现负载均衡。此外，Keepalive通过WatchDog、Checkers、IPVS wrapper和Netlink Reflector等功能确保集群稳定性。

Keepalive是Linux下一个轻量级高可用解决方案。高可用（High Avaliability简称HA）就是主机的冗余和接管。

基本功能：心跳检测、资源接管、检测集群中的服务、在集群节点转移共享IP地址的所有者。

Keepalive主要是通过路由冗余来实现高可用功能，配置简单，只需要一个配置文件即可完成。

Keepalive起初是为LVS（Linux Virtual Server虚拟的服务器集群负载均衡系统）设计的，专门用来监控集群系统中各个服务节点的状态，它根据TCP/IP参考模型的第三、第四层、第五层交换机制检测每个服务节点的状态，如果某个服务器节点出现异常，或者工作出现故障，Keepalived将检测到，并将出现的故障的服务器节点从集群系统中剔除，这些工作全部是自动完成的，不需要人工干涉，需要人工完成的只是修复出现故障的服务节点。

后来Keepalived又加入了VRRP的功能，VRRP（Vritrual Router Redundancy Protocol,虚拟路由冗余协议)出现的目的是解决静态路由出现的单点故障问题，通过VRRP可以实现网络不间断稳定运行，因此Keepalvied 一方面具有服务器状态检测和故障隔离功能，另外一方面也有HA cluster功能。

Keepalived工作在TCP/IP 参考模型的三层、四层、五层，也就是分别为：网络层，传输层和应用层。

网络层：我们知道运行这4个重要的协议，互联网络IP协议，互联网络可控制报文协议ICMP、地址转换协议ARP、反向地址转换协议RARP，在网络层Keepalived在网络层采用最常见的工作方式是通过ICMP协议向服务器集群中的每一个节点发送一个ICMP数据包(有点类似与Ping的功能)，如果某个节点没有返回响应数据包，那么认为该节点发生了故障，Keepalived将报告这个节点失效，并从服务器集群中剔除故障节点。

传输层：提供了两个主要的协议：传输控制协议TCP和用户数据协议UDP，传输控制协议TCP可以提供可靠的数据输出服务、IP地址和端口，代表TCP的一个连接端，要获得TCP服务，需要在发送机的一个端口和接收机的一个端口上建立连接，而Keepalived在传输层里利用了TCP协议的端口连接和扫描技术来判断集群节点的端口是否正常，比如对于常见的WEB服务器80端口。或者SSH服务22端口，Keepalived一旦在传输层探测到这些端口号没有数据响应和数据返回，就认为这些端口发生异常，然后强制将这些端口所对应的节点从服务器集群中剔除掉。

应用层：可以运行FTP，TELNET，SMTP，DNS等各种不同类型的高层协议，Keepalived的运行方式也更加全面化和复杂化，用户可以通过自定义Keepalived工作方式，例如：可以通过编写程序或者脚本来运行Keepalived，而Keepalived将根据用户的设定参数检测各种程序或者服务是否允许正常，如果Keepalived的检测结果和用户设定的不一致时，Keepalived将把对应的服务器从服务器集群中剔除。

这里写图片描述

WatchDog

WatchDog是计算机可靠性监测工具，它的工作原理是针对被监视的目标设置一个计数器和阀值，WatchDog会自己增加此计数值，然后等待监视的目标周期性重置该计数值。一旦监控目标发生错误，就无法重置此计数值，WatchDog就会监测到，于是采取对应的恢复措施，例如重启或关闭。
在Linux中很早就引入WatchDog功能，而Keepalived正是通过WatchDog的运行机制俩监控Checkers和VRRP进程的。