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张小明 2026/1/11 4:04:33
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1. Keepaliv…Keepalived详解原理、编译安装与高可用集群配置在高可用架构中避免单点故障至关重要。Keepalived正是为了解决这一问题而生的轻量级工具。本文将深入浅出地介绍Keepalived的工作原理并提供从编译安装到实战配置的完整指南。1. Keepalived简介与工作原理Keepalived是一个基于VRRP协议虚拟路由冗余协议实现的高可用解决方案。它的核心目标是通过自动故障转移来确保服务的连续性。1.1核心思想VRRP协议想象一个场景两台路由器提供相同的功能一台是主节点Master另一台是备节点Backup。它们共同拥有一个虚拟IP地址VIPVirtual IP客户端只访问这个VIP。正常工作主节点持有VIP并对外提供服务。它会周期性地向备份节点发送VRRP通告包组播地址为224.0.0.18宣告自己“健在”。故障发生当备份节点在指定时间内收不到主节点的VRRP通告包时它会认为主节点发生了故障。自动切换此时备份节点会根据优先级选举优先级最高的备份节点获胜接管VIP并将其绑定到自己的网络接口上从而无缝地接替主节点继续提供服务。这个过程对客户端来说是透明的从而实现了高可用。1.2 Keepalived的三大模块Keepalived主要由三个模块构成Core模块作为核心负责主进程的启动、维护及全局配置文件的加载和解析。Check模块负责健康检查支持对负载均衡器后端的真实服务器进行TCP检查、HTTP_GET检查等确保只有健康的服务器才接收流量。VRRP模块这是实现VRRP协议的功能模块负责处理主备节点间的通信和状态切换。2.安装Keepalived安装Keepalived主要有两种方式通过系统包管理器安装和通过源代码编译安装。前者简单快捷后者则能提供更新的版本和更灵活的定制选项。2.1 YUM安装快速上手在基于RHEL/CentOS的系统上可以使用yum命令直接安装yum install keepalived -y安装后可以使用systemctl命令来管理服务systemctl start keepalived.service # 启动systemctl enable keepalived.service # 设置开机自启systemctl status keepalived.service # 查看状态2.2源码编译安装推荐用于生产源码安装可以获得最新版本并允许进行自定义配置。步骤1安装依赖包编译前需要安装必要的开发工具和库yum install -y gcc openssl-devel libnl3-devel libnfnetlink-devel net-snmp-devel curl make步骤2下载、编译与安装从官方下载源码包然后进行编译安装。使用 --prefix 参数可以指定安装目录便于管理。# 进入常用源码目录下载请替换为最新稳定版链接cd /usr/local/src/curl -O http://keepalived.org/software/keepalived-2.2.4.tar.gz# 或使用 wget https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.2.4.tar.gz# 解压并进入目录tar xvf keepalived-2.2.4.tar.gzcd keepalived-2.2.4# 配置、编译并安装./configure --prefix/usr/local/keepalivedmake make install步骤3配置系统服务为了方便管理需要将Keepalived配置为系统服务。将启动脚本复制到系统目录cp /usr/local/src/keepalived-2.2.4/keepalived/keepalived.service /usr/lib/systemd/system/重新加载systemd配置systemctl daemon-reload3.配置Keepalived实现主备高可用下面以配置一个简单的主备高可用集群为例。假设我们有两台服务器主节点Master物理IP为 192.168.10.11备节点Backup物理IP为 192.168.10.12虚拟IPVIP192.168.10.1003.1主节点Master配置编辑配置文件 /etc/keepalived/keepalived.conf如果源码安装可能需要手动创建/etc/keepalived目录并将配置文件放置于此! Configuration File for keepalivedglobal_defs {router_id LVS_MASTER_01 # 本节点标识建议唯一}vrrp_instance VI_1 {state MASTER # 初始状态设为MASTERinterface eth0 # 监听VRRP通告和绑定VIP的网卡名请根据实际情况修改virtual_router_id 51 # 虚拟路由ID同一集群内主备节点必须相同0-255priority 100 # 优先级1-254主节点应高于备节点advert_int 1 # 通告间隔秒unicast_src_ip 192.168.10.101 # 本机的真实IP地址unicast_peer {192.168.10.102 # 对端备节点的真实IP地址}authentication { # 认证配置主备需一致auth_type PASS # 认证类型auth_pass 1111 # 认证密码}virtual_ipaddress {192.168.10.100/24 # 定义的虚拟IP(VIP)可多个}}3.2备节点Backup配置备节点的配置与主节点相似主要区别在于 state 和 priority。! Configuration File for keepalivedglobal_defs {router_id LVS_BACKUP_01 # 备节点标识}vrrp_instance VI_1 {state BACKUP # 初始状态设为BACKUPinterface eth0virtual_router_id 51 # 必须与主节点相同priority 90 # 优先级低于主节点advert_int 1unicast_src_ip 192.168.10.102 # 本机的真实IP地址unicast_peer {192.168.10.101 # 对端备节点的真实IP地址}authentication {auth_type PASSauth_pass 1111 # 密码与主节点相同}virtual_ipaddress {192.168.10.100/24}}3.3启动服务并验证启动服务在主备节点上分别启动Keepalived。systemctl start keepalived检查虚拟IP在主节点上执行 ip addr show eth0 命令应该能看到VIP 19168.10.100 已经绑定在 eth0 网卡上。2: eth0: BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 192.168.10.11/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute eth0valid_lft forever preferred_lft foreverinet 192.168.10.100/24 scope global secondary eth0:0valid_lft forever preferred_lft forever模拟故障测试将主节点的Keepalived服务停止systemctl stop keepalived或直接关闭主服务器。然后在备节点上再次执行 ip addr 命令会发现VIP已经漂移到了备节点上。此时通过VIP访问服务应仍然正常从而实现了高可用。4.核心配置参数解析下表总结了关键配置参数的含义参数项含义与说明global_defs全局配置段router_id本机标识通常使用主机名用于在集群中区分不同节点vrrp_instance定义一个VRRP实例一个虚拟路由器state初始状态MASTER或BACKUP但最终状态由优先级决定interface绑定VIP和发送VRRP通告的物理网卡virtual_router_id虚拟路由ID同一组主备节点必须完全相同priority优先级1-254决定谁成为Master值越大优先级越高advert_int主节点发送VRRP通告报文的时间间隔秒authentication节点间通信认证防止未经授权的节点加入auth_type认证方式一般为PASS密码认证auth_pass认证密码最多8位主备节点必须一致virtual_ipaddress定义的虚拟IP地址即VIP5.非抢占模式默认情况下Keepalived工作在抢占模式。这意味着当原Master节点恢复后它会重新抢占VIP夺回Master身份。在某些场景下我们可能希望故障恢复后的节点作为新的备份以避免服务因再次切换而波动。这时可以配置非抢占模式。在vrrp_instance配置段中添加nopreempt # 启用非抢占模式需要注意的是在非抢占模式下初始状态state建议都设置为BACKUP。总结Keepalived通过VRRP协议提供了一种简单而高效的高可用解决方案。从理解其核心原理到动手编译安装再到根据实际需求配置主备或非抢占模式您已经可以构建基础的高可用集群。在生产环境中通常还会结合Nginx、LVS、HAProxy等负载均衡器并编写自定义的健康检查脚本以构建更加健壮和复杂的应用高可用架构。