Keepalived 是一个用于 Linux 系统的高可用性解决方案，它主要通过 Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) 协议来实现网络服务的高可用性和故障转移。其核心功能包括故障切换和健康检查，广泛应用于 LVS 负载均衡集群以及其他需要高可用性的场景。下面是 Keepalived 工作原理及其健康检查机制的详细介绍：
1. Keepalived 工作原理
- VRRP 协议基础：
- VRRP 是一种容错协议，旨在通过创建一个虚拟路由器来提供默认网关的冗余。这个虚拟路由器有一个虚拟 IP 地址（VIP）和一个虚拟 MAC 地址，客户端会将这个 VIP 设置为它们的默认网关。
- 在 Keepalived 配置中，至少有两个节点：一个是主节点（MASTER），另一个是备份节点（BACKUP）。它们都运行 VRRP 协议，竞争成为 VIP 的拥有者。
- 主节点周期性地发送 VRRP 通告报文（多播到 224.0.0.18），告诉备份节点它仍在运行。备份节点监听这些报文，以确认主节点的状态。
- 优先级与状态转换：
- 每个 VRRP 节点都有一个优先级，优先级高的节点将成为 MASTER。如果 MASTER 节点停止发送 VRRP 报文（比如因为故障或网络问题），BACKUP 节点在超时后（默认3秒）没有收到通告，它会认为 MASTER 故障，并且如果它的优先级足够高（或成为最高），它会接管 VIP，成为新的 MASTER。
- 健康检查：
- Keepalived 支持多种健康检查方法，确保真实服务器（real servers）或服务本身的健康状况。
- 脚本检查：通过
vrrp_script配置，可以定义一个外部脚本来检测特定服务（如 HTTP、数据库等）的健康状态。脚本定期执行，根据其返回值（0 表示成功，非0 表示失败）调整 VRRP 优先级或直接关闭 Keepalived 进程。 - HTTP/HTTPS GET：可以直接配置 Keepalived 使用 HTTP 或 HTTPS GET 请求检查指定的 URL，通过响应的状态码来判断服务是否健康。
- TCP/UDP 连接检查：对于基于 TCP 或 UDP 协议的服务，可以配置 Keepalived 去尝试建立连接或发送数据包，根据响应情况判断服务状态。
- 故障恢复与通知：
- 当故障节点恢复并重新上线时，如果它之前是 MASTER，但发现当前已有其他节点作为 MASTER 在运行，它会自动降级为 BACKUP，等待下一次选举机会。
- 通过配置，Keepalived 可以发送邮件或其他形式的通知给管理员，告知状态变化或故障发生。
2. 如何做到健康检查
健康检查是通过在 Keepalived 配置文件中定义 vrrp_instance 和 vrrp_script 完成的。一个基本步骤如下：
- 定义健康检查脚本：编写一个 shell 脚本，该脚本负责检查特定服务的状态，例如检查 Web 服务器的 HTTP 端口是否响应。
- 配置 vrrp_script：
vrrp_script chk_http { script /path/to/check_http.sh # 检查脚本路径 interval 5 # 执行间隔，单位秒 timeout 3 # 超时时间，单位秒 rise 2 fall 2 # 成功和失败的阈值 }
- 这里，
rise表示连续几次成功即认为服务恢复，fall表示连续几次失败则认为服务故障。 - 在 vrrp_instance 中引用脚本：
vrrp_instance VI_1 { state MASTER/BACKUP # 节点状态 interface eth0 # 监听的网络接口 virtual_router_id 51 # VRRP 组ID priority 100 # 优先级 advert_int 1 # 通告间隔 track_script { chk_http # 引用健康检查脚本 } # 其他配置... }
- 当
track_script指定的脚本状态改变时，会影响 VRRP 优先级，从而触发主备切换。
综上所述，通过上述配置，Keepalived 不仅实现了高可用性，还通过健康检查机制确保了服务的稳定性和可靠性。
