Keepalived的基礎知識

　　keepalived是一個類似于layer3, 4 & 7交換機制的軟件，也就是我們平時說的第3層、第4層和第7層交換。yjbys小編下面為你整理了一些與Keepalived相關的基礎知識，希望對你有所幫助。

　　一、Keepalived介紹

　　Keepalived是Linux下一個輕量級的高可用解決方案，它與HeartBeat、RoseHA實現的功能類似，都可以實現服務或者網絡的高可用，但是又有差別：HeartBeat是一個專業(yè)的、功能完善的高可用軟件，它提供了HA軟件所需的基本功能，比如心跳檢測和資源接管，監(jiān)測集群中的系統(tǒng)服務，在群集節(jié)點間轉移共享IP地址的所有者等，HeartBeat功能強大，但是部署和使用相對比較麻煩;與HeartBeat相比，Keepalived主要是通過虛擬路由冗余來實現高可用功能，雖然它沒有HeartBeat功能強大，但Keepalived部署和使用非常簡單，所有配置只需一個配置文件即可完成。這也是本章重點介紹Keepalived的原因。

　　二、Keepalived是什么

　　Keepalived起初是為LVS設計的，專門用來監(jiān)控集群系統(tǒng)中各個服務節(jié)點的狀態(tài)。它根據layer3, 4 & 5交換機制檢測每個服務節(jié)點的狀態(tài)，如果某個服務節(jié)點出現異常，或工作出現故障，Keepalived將檢測到，并將出現故障的服務節(jié)點從集群系統(tǒng)中剔除，而在故障節(jié)點恢復正常后，Keepalived又可以自動將此服務節(jié)點重新加入到服務器集群中，這些工作全部自動完成，不需要人工干涉，需要人工完成的只是修復出現故障的服務節(jié)點。

　　Keepalived后來又加入了VRRP的功能，VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol(虛擬路由器冗余協議)的縮寫，它出現的目的是為了解決靜態(tài)路由出現的單點故障問題，通過VRRP可以實現網絡不間斷地、穩(wěn)定地運行。因此，Keepalived一方面具有服務器狀態(tài)檢測和故障隔離功能，另一方面也具有HA cluster功能.下面詳細介紹下VRRP協議的實現過程。

　　三、 VRRP協議與工作原理

　　在現實的網絡環(huán)境中，主機之間的通信都是通過配置靜態(tài)路由(默認網關)完成的，而主機之間的路由器一旦出現故障，通信就會失敗，因此，在這種通信模式中，路由器就成了一個單點瓶頸，為了解決這個問題，就引入了VRRP協議。

　　熟悉網絡的讀者對VRRP協議應該并不陌生。它是一種主備模式的協議，通過VRRP可以在網絡發(fā)生故障時透明地進行設備切換而不影響主機間的數據通信，這其中涉及兩個概念：物理路由器和虛擬路由器。

　　VRRP可以將兩臺或多臺物理路由器設備虛擬成一個虛擬路由器，這個虛擬路由器通過虛擬IP(一個或多個)對外提供服務，而在虛擬路由器內部，是多個物理路由器協同工作，同一時間只有一臺物理路由器對外提供服務，這臺物理路由器被稱為主路由器(處于MASTER角色)。一般情況下MASTER由選舉算法產生，它擁有對外服務的虛擬IP，提供各種網絡功能，如ARP請求、ICMP、數據轉發(fā)等。而其他物理路由器不擁有對外的虛擬IP，也不提供對外網絡功能，僅僅接收MASTER的VRRP狀態(tài)通告信息，這些路由器被統(tǒng)稱為備份路由器(處于BACKUP角色)。當主路由器失效時，處于BACKUP角色的備份路由器將重新進行選舉，產生一個新的主路由器進入MASTER角色繼續(xù)提供對外服務，整個切換過程對用戶來說完全透明。

　　每個虛擬路由器都有一個唯一標識，稱為VRID，一個VRID與一組IP地址構成了一個虛擬路由器。在VRRP協議中，所有的報文都是通過IP多播形式發(fā)送的，而在一個虛擬路由器中，只有處于MASTER角色的路由器會一直發(fā)送VRRP數據包，處于BACKUP角色的路由器只接收MASTER發(fā)過來的報文信息，用來監(jiān)控MASTER運行狀態(tài)，因此，不會發(fā)生BACKUP搶占的現象，除非它的優(yōu)先級更高。而當MASTER不可用時，BACKUP也就無法收到MASTER發(fā)過來的報文信息，于是就認定MASTER出現故障，接著多臺BACKUP就會進行選舉，優(yōu)先級最高的BACKUP將成為新的MASTER，這種選舉并進行角色切換的過程非常快，因而也就保證了服務的持續(xù)可用性。

　　四、Keepalived工作原理

　　上節(jié)簡單介紹了Keepalived通過VRRP實現高可用功能的工作原理，而Keepalived作為一個高性能集群軟件，它還能實現對集群中服務器運行狀態(tài)的監(jiān)控及故障隔離。下面繼續(xù)介紹下Keepalived對服務器運行狀態(tài)監(jiān)控和檢測的工作原理。

　　Keepalived工作在TCP/IP參考模型的第三、第四和第五層，也就是網絡層、傳輸層和應用層。根據TCP/IP參考模型各層所能實現的功能，Keepalived運行機制如下。

　　在網絡層，運行著四個重要的協議：互連網協議IP、互連網控制報文協議ICMP、地址轉換協議ARP以及反向地址轉換協議RARP。Keepalived在網絡層采用的最常見的工作方式是通過ICMP協議向服務器集群中的每個節(jié)點發(fā)送一個ICMP的數據包(類似于ping實現的功能)，如果某個節(jié)點沒有返回響應數據包，那么就認為此節(jié)點發(fā)生了故障，Keepalived將報告此節(jié)點失效，并從服務器集群中剔除故障節(jié)點。

　　在傳輸層，提供了兩個主要的協議：傳輸控制協議TCP和用戶數據協議UDP。傳輸控制協議TCP可以提供可靠的數據傳輸服務，IP地址和端口，代表一個TCP連接的一個連接端。要獲得TCP服務,須在發(fā)送機的一個端口上和接收機的一個端口上建立連接，而Keepalived在傳輸層就是利用TCP協議的端口連接和掃描技術來判斷集群節(jié)點是否正常的。比如，對于常見的Web服務默認的80端口、SSH服務默認的22端口等，Keepalived一旦在傳輸層探測到這些端口沒有響應數據返回，就認為這些端口發(fā)生異常，然后強制將此端口對應的節(jié)點從服務器集群組中移除。

　　在應用層，可以運行FTP、TELNET、SMTP、DNS等各種不同類型的高層協議，Keepalived的運行方式也更加全面化和復雜化，用戶可以通過自定義Keepalived的工作方式，例如用戶可以通過編寫程序來運行Keepalived，而Keepalived將根據用戶的設定檢測各種程序或服務是否允許正常，如果Keepalived的檢測結果與用戶設定不一致時，Keepalived將把對應的服務從服務器中移除。

【Keepalived的基礎知識】相關文章：

商務禮儀的基礎知識 禮儀基礎知識05-04

網球基礎知識07-11

高爾夫的基礎知識09-24

聲樂基礎知識08-03

和聲基礎知識08-03

模特基礎知識09-16

HTML基礎知識08-30

顯卡基礎知識07-16

京劇的基礎知識05-28

健身的基礎知識09-09