Keepalived 是一個用於 Linux 系統的高可用性解決方案，它主要透過 Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) 協議來實現網路服務的高可用性和故障轉移。其核心功能包括故障切換和健康檢查，廣泛應用於 LVS 負載均衡叢集以及其他需要高可用性的場景。下面是 Keepalived 工作原理及其健康檢查機制的詳細介紹：
1. Keepalived 工作原理
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VRRP 協議基礎：
- VRRP 是一種容錯協議，旨在透過建立一個虛擬路由器來提供預設閘道器的冗餘。這個虛擬路由器有一個虛擬 IP 地址（VIP）和一個虛擬 MAC 地址，客戶端會將這個 VIP 設定為它們的預設閘道器。
- 在 Keepalived 配置中，至少有兩個節點：一個是主節點（MASTER），另一個是備份節點（BACKUP）。它們都執行 VRRP 協議，競爭成為 VIP 的擁有者。
- 主節點週期性地傳送 VRRP 通告報文（多播到 224.0.0.18），告訴備份節點它仍在執行。備份節點監聽這些報文，以確認主節點的狀態。
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優先順序與狀態轉換：
- 每個 VRRP 節點都有一個優先順序，優先順序高的節點將成為 MASTER。如果 MASTER 節點停止傳送 VRRP 報文（比如因為故障或網路問題），BACKUP 節點在超時後（預設3秒）沒有收到通告，它會認為 MASTER 故障，並且如果它的優先順序足夠高（或成為最高），它會接管 VIP，成為新的 MASTER。
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健康檢查：
- Keepalived 支援多種健康檢查方法，確保真實伺服器（real servers）或服務本身的健康狀況。
- 指令碼檢查：透過
vrrp_script配置，可以定義一個外部指令碼來檢測特定服務（如 HTTP、資料庫等）的健康狀態。指令碼定期執行，根據其返回值（0 表示成功，非0 表示失敗）調整 VRRP 優先順序或直接關閉 Keepalived 程序。 - HTTP/HTTPS GET：可以直接配置 Keepalived 使用 HTTP 或 HTTPS GET 請求檢查指定的 URL，透過響應的狀態碼來判斷服務是否健康。
- TCP/UDP 連線檢查：對於基於 TCP 或 UDP 協議的服務，可以配置 Keepalived 去嘗試建立連線或傳送資料包，根據響應情況判斷服務狀態。
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故障恢復與通知：
- 當故障節點恢復並重新上線時，如果它之前是 MASTER，但發現當前已有其他節點作為 MASTER 在執行，它會自動降級為 BACKUP，等待下一次選舉機會。
- 透過配置，Keepalived 可以傳送郵件或其他形式的通知給管理員，告知狀態變化或故障發生。
2. 如何做到健康檢查
健康檢查是透過在 Keepalived 配置檔案中定義 vrrp_instance 和 vrrp_script 完成的。一個基本步驟如下：
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定義健康檢查指令碼：編寫一個 shell 指令碼，該指令碼負責檢查特定服務的狀態，例如檢查 Web 伺服器的 HTTP 埠是否響應。
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配置 vrrp_script：
vrrp_script chk_http { script /path/to/check_http.sh # 檢查指令碼路徑 interval 5 # 執行間隔，單位秒 timeout 3 # 超時時間，單位秒 rise 2 fall 2 # 成功和失敗的閾值 }這裡，
rise表示連續幾次成功即認為服務恢復，fall表示連續幾次失敗則認為服務故障。 -
在 vrrp_instance 中引用指令碼：
vrrp_instance VI_1 { state MASTER/BACKUP # 節點狀態 interface eth0 # 監聽的網路介面 virtual_router_id 51 # VRRP 組ID priority 100 # 優先順序 advert_int 1 # 通告間隔 track_script { chk_http # 引用健康檢查指令碼 } # 其他配置... }當
track_script指定的指令碼狀態改變時，會影響 VRRP 優先順序，從而觸發主備切換。
綜上所述，透過上述配置，Keepalived 不僅實現了高可用性，還透過健康檢查機制確保了服務的穩定性和可靠性。