keepalived 是什么？

原创 已于 2022-10-11 14:19:09 修改 · 1.1k 阅读 · 1 ·
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#服务器 #网络 #负载均衡

于 2022-08-23 12:31:49 首次发布
Keepalived主要用于监控集群系统中服务节点的状态，通过TCP/IP的三层、四层、五层交换机制进行健康检查。它结合VRRP实现主备负载均衡器的心跳监测，确保在网络出现单点故障时能自动切换，保持服务不间断。健康检查包括tcp、icmp、http等方法，而失败切换则能在主负载均衡器故障时由备机接管，保证服务稳定性。
广义上讲是高可用，狭义上讲是主机的冗余和管理
Keepalived起初是为LVS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（VritrualRouterRedundancyProtocol,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HAcluster功能。所以keepalived的核心功能就是健康检查和失败且换。
所谓的健康检查，就是采用tcp三次握手，icmp请求，http请求，udp echo请求等方式对负载均衡器后面的实际的服务器(通常是承载真实业务的服务器)进行保活；
而失败切换主要是应用于配置了主备模式的负载均衡器，利用VRRP维持主备负载均衡器的心跳，当主负载均衡器出现问题时，由备负载均衡器承载对应的业务，从而在最大限度上减少流量损失，并提供服务的稳定性
肆弋
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<think>我们正在回答用户关于Keepalived及其工作原理的问题。根据提供的引用资料，我们可以整理出以下信息： 1. Keepalived是一个用于实现高可用性的软件，主要通过VRRP协议实现。 2. Keepalived的体系结构包含三个主要模块：core、check和vrrp。 - core模块：核心模块，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。 - vrrp模块：实现VRRP协议。 - check模块：负责健康检查，支持多种检查方式（如端口检查、URL检查等）。 3. 工作原理：在Keepalived服务对中，主节点会持续发送VRRP广播包（称为心跳）给备节点，以表明自己处于活动状态。备节点监听这些广播包。当主节点不可用（即备节点无法收到广播包）时，备节点会接管主节点的资源（如虚拟IP地址），并开始提供服务，从而实现高可用性。切换速度通常很快（最快小于1秒）。 4. 此外，Keepalived还支持双主架构（master/master），即多个Keepalived节点可以同时提供服务，通过配置多个虚拟IP（VIP）分别运行在不同的节点上，提高资源利用率。 下面，我们将按照用户要求的结构化方式来组织回答，并确保使用正确的中文和LaTeX格式。 注意：在回答中，我们会引用提供的资料，在引用内容末尾添加引用标识，如[^1]。</think>### Keepalived 及其工作原理 #### 1. Keepalived 是什么？ Keepalived 是一个基于 **VRRP协议** 实现的高可用性解决方案，主要用于构建无单点故障的服务集群。其核心功能包括： - **IP地址漂移**：通过虚拟IP（VIP）实现服务无缝切换 - **健康检查**：监控后端服务的可用性（端口/URL/脚本等） - **故障转移**：主节点故障时自动切换备用节点接管服务 #### 2. 核心模块组成 根据引用资料，Keepalived 包含三个核心模块[^1][^2]： | 模块 | 功能说明 | |--------|--------------------------------------------------------------------------| | `core` | 主进程管理，全局配置加载/解析，模块调度 | | `vrrp` | 实现 **VRRP协议**，处理主备选举和状态同步 | | `check`| 执行健康检查（端口探测/HTTP请求/自定义脚本等），触发故障转移决策 | #### 3. 工作原理详解 **主备切换流程**（单主架构）[^3][^4]： 1. **主节点活跃期** - 主节点持续发送 **VRRP广播包**（心跳信号） - 备节点监听心跳，处于 `BACKUP` 状态 - 公式表示心跳间隔：$$ T_{heartbeat} \leq 1\text{s} $$ 2. **故障检测与切换** - 当备节点连续丢失心跳（默认超时3秒） - 备节点升级为 `MASTER` 状态 - 接管主节点的 **虚拟IP（VIP）** 资源 - 切换耗时满足：$$ T_{failover} \in [1\text{s}, 3\text{s}] $$ 3. **健康检查联动** - `check` 模块发现服务异常（如Nginx进程退出） - 主动触发主节点降权：$$ \text{Priority}_{master} \leftarrow 0 $$ - 强制备节点接管服务（无需等待心跳超时） **双主架构优化**（引用[5]）[^5]： 通过配置多个VIP实现负载均衡，例如： ``` 节点A: VIP1(MASTER), VIP2(BACKUP) 节点B: VIP1(BACKUP), VIP2(MASTER) ``` 此架构可提升资源利用率，避免单节点闲置。 #### 4. 关键特性总结 | 特性 | 说明 | |---------------------|----------------------------------------------------------------------| | 无缝切换 | VIP漂移确保客户端无感知（TCP会话保持） | | 多种健康检查 | TCP/HTTP/SSL/MISC自定义脚本等 | | 脑裂防护 | 多播认证机制避免集群分裂 | | 优先级机制 | 通过 `priority` 值控制节点接管顺序 |
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