Keepalived
是一种用于 Linux 系统的高可用性(High Availability, HA)和负载均衡解决方案。它主要通过使用 VRRP(虚拟路由冗余协议) 提供高可用性服务,使得服务在主服务器故障时能够自动切换到备用服务器,从而保证服务的持续性。此外,Keepalived 还可以进行健康检查,并将不健康的后端服务器从负载均衡池中移除。
Keepalived 的主要功能
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高可用性 (HA):
Keepalived 的核心功能之一是提供高可用性,主要依赖 VRRP 协议。当有多个服务器组成一个高可用集群时,Keepalived 能够确保其中的一个服务器(主服务器)始终保持可用状态。如果主服务器发生故障,Keepalived 可以自动将服务切换到备用服务器,从而实现无缝故障转移。- VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol):这是 Keepalived 的关键技术。它允许多个服务器共享一个虚拟 IP 地址,通常称为 VIP(Virtual IP)。主服务器负责处理流量,但如果主服务器发生故障,备用服务器将接管这个虚拟 IP 地址,并继续提供服务。
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负载均衡:
Keepalived 可以与 Linux 内核的IPVS
(IP Virtual Server)协同工作,提供基于 IP 层的负载均衡。通过将流量分发到不同的后端服务器,Keepalived 实现了负载均衡功能,从而减轻单个服务器的负担,提高系统的可扩展性和性能。 -
健康检查:
Keepalived 内置了对后端服务器的健康检查功能。如果 Keepalived 发现某个后端服务器不可用(如响应超时或服务异常),它会将该服务器从负载均衡池中移除,避免向它发送请求,直到该服务器恢复正常。 -
故障转移:
当主服务器出现问题时,Keepalived 能够自动将服务故障转移到备用服务器,这个过程通常是无缝的,用户不会察觉到服务中断。
Keepalived 的工作原理
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主/备模型:Keepalived 在高可用性集群中通常设置一个主服务器和多个备用服务器,主服务器处理所有请求。Keepalived 使用 VRRP 协议来监控主服务器的健康状态,如果主服务器不可用,备用服务器将接管虚拟 IP 和服务。
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VRRP 优先级:每个服务器都有一个 VRRP 优先级,主服务器通常设置较高的优先级,而备用服务器则有较低的优先级。如果主服务器发生故障,备用服务器会根据优先级接管虚拟 IP。
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状态同步:Keepalived 通过 VRRP 进行状态同步,以确保备用服务器能够实时接管。
Keepalived 的配置
Keepalived 的配置文件通常位于 /etc/keepalived/keepalived.conf
。该配置文件通常包括以下部分:
- VRRP 配置:定义虚拟 IP 和 VRRP 的优先级。
- 健康检查配置:定义如何检查后端服务器的健康状况。
- 负载均衡配置(可选):定义如何分发流量到多个后端服务器。
配置示例:
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1234
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.100
}
}
这个配置定义了一个 VRRP 实例,其中:
state
定义当前节点为主节点(MASTER
)。interface
指定了使用的网络接口(如eth0
)。virtual_router_id
定义了 VRRP 实例的唯一标识。priority
定义了优先级,备用节点的优先级应低于主节点。virtual_ipaddress
指定了虚拟 IP 地址。
Keepalived 的常见应用场景
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高可用的 Web 服务器:使用 Keepalived 和 VRRP,多个 Web 服务器可以共享一个虚拟 IP。如果主 Web 服务器故障,备用服务器可以自动接管,确保网站的高可用性。
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负载均衡集群:与
IPVS
配合,Keepalived 可以将流量负载均衡到多个后端服务器,确保系统性能和可扩展性。 -
数据库集群:Keepalived 常用于数据库高可用集群,例如 MySQL 主备集群。在主数据库服务器出现问题时,Keepalived 可以自动将流量切换到备用数据库。
总结
Keepalived 是一个强大的开源工具,广泛用于提高系统的可用性和容错能力。通过 VRRP 提供的高可用性和健康检查功能,它可以确保服务在硬件或软件故障时保持可用,同时与 IPVS
配合,还可以提供高效的负载均衡。