Keepalived 是一个基于 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）协议 实现的高可用性解决方案，主要用于构建无单点故障的服务集群。其核心目标是确保服务的持续可用性，当主节点故障时自动切换到备用节点，对外提供透明的故障转移。

一、核心原理

  1. VRRP 协议基础：

    • 多个节点（至少1主1备）组成一个虚拟路由器组，共享一个虚拟IP（VIP）。
    • 主节点（Master）持有VIP并对外提供服务，备用节点（Backup）处于待命状态。
    • 节点间通过组播心跳报文（默认组播地址 224.0.0.18）通信。

  2. 选举与优先级：

    • 节点通过优先级（priority，范围1-254）竞选Master角色，优先级高者胜出。
    • 若主节点停止发送心跳（默认间隔1秒），备用节点检测到超时（默认3秒）后触发选举，新Master接管VIP。

  3. 健康检查（Health Checking）：

    • 关键特性：Keepalived 可自定义脚本监控服务状态（如Nginx/MySQL进程）。
    • 若主节点的服务异常，Keepalived 主动降低自身优先级，触发主备切换（无需等待心跳超时）。

二、核心应用场景

1. 负载均衡器高可用（最常见）

  • 场景：为 Nginx、HAProxy 等负载均衡器提供故障转移。
  • 架构：
  • 主备节点均部署负载均衡器 + Keepalived。
  • VIP 指向活跃节点，客户端始终访问VIP。
  • 效果：主节点故障时，VIP秒级切换至备用节点，服务无感知。

2. 数据库主从高可用

  • 场景：MySQL、Redis 主从架构的VIP漂移。
  • 流程：
  • Keepalived 监控主库状态。
  • 主库故障时，VIP切换到从库（需配合脚本提升从库为主）。

3. LVS（Linux Virtual Server）集成

  • Keepalived 原生支持LVS，可管理LVS的负载均衡规则及节点健康检查，构建高可用四层负载均衡集群。

4. 轻量级服务故障转移

  • 适用于任何需VIP的高可用服务，如：
  • FTP服务器
  • Web应用服务器
  • 自定义TCP/UDP服务

三、典型架构示例（Nginx高可用）

# 拓扑结构：
#   VIP: 192.168.1.100
#   Master: 192.168.1.10 (priority=100)
#   Backup: 192.168.1.20 (priority=90)
# Keepalived 主节点配置片段 (keepalived.conf)
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51   # 集群ID，主备必须一致
    priority 100          # 优先级
    advert_int 1          # 心跳间隔(秒)
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111     # 节点间认证密码
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100/24   # 虚拟IP
    }
    track_script {
        chk_nginx          # 关联Nginx健康检查脚本
    }
}

# 定义Nginx监控脚本
vrrp_script chk_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
    interval 2             # 检查间隔
    weight -20             # 失败时优先级降低20
}

四、优势与局限

  • ✅ 优势：

    • 轻量级，配置简单。
    • 毫秒级故障切换（依赖心跳超时时间）。
    • 支持自定义健康检查脚本。

  • ⚠️ 局限：

    • 脑裂问题（需配置多播或单播防裂）。
    • 不适用于跨地域高可用（延迟敏感）。
    • 无状态服务友好，有状态服务需额外同步机制（如DRBD）。

五、关键运维命令

# 查看Keepalived状态及VIP归属
ip addr show eth0 | grep "192.168.1.100"

# 手动切换主备（在Master节点执行）
systemctl stop keepalived    # 强制触发切换

# 日志排查
tail -f /var/log/messages | grep Keepalived
💡 最佳实践：结合监控系统（如Prometheus）告警+日志分析，避免静默故障。对关键服务建议部署至少3节点（如1主2备），防止单点故障。

如果需要具体配置案例或故障排查技巧，欢迎进一步提问！