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Keepalived

什么是 Keepalived

Keepalived 是一个基于 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）实现的高可用解决方案，主要用于防止单点故障。

主要功能

高可用性（HA）
- 通过 VRRP 协议实现主备切换
- 提供虚拟 IP（VIP）漂移功能
- 支持健康检查
负载均衡
- 可以作为 LVS 的管理工具
- 自动管理 LVS 规则

工作原理

主服务器（MASTER）          备服务器（BACKUP）
    |                           |
    |<------- VRRP 心跳 ------->|
    |                           |
 VIP: 192.168.1.100         等待接管

配置示例

# /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id LVS_MASTER
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER          # 主节点
    interface eth0        # 网络接口
    virtual_router_id 51  # 虚拟路由器ID
    priority 100          # 优先级
    advert_int 1          # 心跳间隔
    
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1234
    }
    
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100    # 虚拟IP
    }
}

LVS (Linux Virtual Server)

什么是 LVS

LVS 是 Linux 内核中的负载均衡解决方案，通过 IPVS（IP Virtual Server）模块实现四层负载均衡。

工作模式

DR 模式（Direct Routing）
```
客户端 --> Director --> Real Server
           |              |
           |<-- 直接响应 --|
```
- 性能最好
- Director 和 Real Server 必须在同一网段
- 响应数据直接返回给客户端
NAT 模式（Network Address Translation）
```
客户端 <--> Director <--> Real Server
```
- 所有流量都经过 Director
- 支持端口映射
- Director 成为瓶颈

TUN 模式（IP Tunneling）

客户端 --> Director --隧道--> Real Server
           |                      |
           |<---- 直接响应 ------|

支持跨网段
需要 Real Server 支持隧道

调度算法

轮询（rr）：依次分配
加权轮询（wrr）：根据权重分配
最少连接（lc）：选择连接数最少的服务器
加权最少连接（wlc）：默认算法
源地址哈希（sh）：相同 IP 分配到同一服务器

LVS 配置示例

# 添加虚拟服务
ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s wlc

# 添加真实服务器
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.10:80 -g -w 1
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.11:80 -g -w 1

# 查看配置
ipvsadm -Ln

Keepalived + LVS 集成

架构示例

                    VIP: 192.168.1.100
                           |
        +------------------+------------------+
        |                                     |
   Director1(主)                         Director2(备)
   Keepalived                           Keepalived
   LVS/IPVS                            LVS/IPVS
        |                                     |
        +----------+----------+               |
        |          |          |               |
   RealServer1  RealServer2  RealServer3 -----+

集成配置示例

# Keepalived 配置中包含 LVS 配置
virtual_server 192.168.1.100 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo wlc          # 调度算法
    lb_kind DR           # 工作模式
    protocol TCP
    
    real_server 192.168.1.10 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    
    real_server 192.168.1.11 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

应用场景

Keepalived 适用场景

数据库主从切换（MySQL、PostgreSQL）
Web 服务高可用
任何需要 IP 漂移的场景

LVS 适用场景

大流量网站负载均衡
四层负载均衡需求
对性能要求极高的场景

优缺点对比

Keepalived：

优点：配置简单、支持健康检查、可管理 LVS
缺点：仅提供高可用，负载均衡依赖 LVS

LVS：

优点：性能极高、稳定可靠、内核级别
缺点：仅四层负载、配置相对复杂、功能单一

这两个工具经常配合使用，Keepalived 负责高可用和健康检查，LVS 负责实际的负载均衡，形成一个完整的高可用负载均衡解决方案。

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