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在Linux中，keepalive工作原理是什么及如何做到健康检查？

泰然健康网
2024-12-31 13:03

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。