keepalived高可用与负载均衡笔记

一、核心概念

Keepalived ：基于 VRRP 协议 实现高可用（HA） ，同时支持 4 层负载均衡（LVS）。
高可用：解决单点故障，主节点挂掉自动切换到备节点。
负载均衡：将请求分发到多台后端服务器，提升并发与性能。
VRRP ：虚拟路由冗余协议，一组设备对外提供 VIP（虚拟 IP）。

二、核心角色

Master 主节点
- 持有 VIP，对外提供服务
- 发送 VRRP 广播报文
Backup 备节点
- 监听 Master 状态
- Master 宕机后自动抢占为 Master
VIP 虚拟 IP
- 对外统一入口，与业务 IP 无关
LVS
- Linux 内核实现的 4 层负载均衡，Keepalived 直接管理

三、工作原理（高可用）

主备配置相同 VRRP 组
Master 周期发送通告
Backup 收不到报文（默认 3*advert_int）认为 Master 故障
Backup 根据 优先级（priority） 选举新 Master
新 Master 绑定 VIP，发送免费 ARP，刷新网关 / 交换机 MAC 表
原 Master 恢复后可配置抢占 / 非抢占模式

四、Keepalived 三大模块

VRRP 模块：实现高可用
Health-check 健康检查：检测后端服务存活
LVS 模块：实现 4 层负载均衡

五、典型架构

1）纯高可用（常用）

Nginx + Keepalived
Keepalived 只做 VIP 漂移，Nginx 做 7 层负载均衡

2）高可用 + 4 层负载均衡

Keepalived（LVS）+ 后端 RS（Real Server）
直接用 LVS 做转发，性能更高

六、关键配置要点

1. 全局配置

plaintext

复制代码

global_defs {
  router_id LVS_01  # 本节点标识，唯一
}

2. VRRP 实例

plaintext

复制代码

vrrp_instance VI_1 {
  state MASTER|BACKUP
  interface eth0        # 网卡
  virtual_router_id 51  # 组ID，同组一致
  priority 150          # 优先级，主>备
  advert_int 1          # 通告间隔(s)
  authentication {
    auth_type PASS
    auth_pass 1111
  }
  virtual_ipaddress {
    192.168.1.100/24    # VIP
  }
}

3. 负载均衡 LVS 配置

plaintext

复制代码

virtual_server 192.168.1.100 80 {
  delay_loop 6          # 健康检查周期
  lb_algo rr|wrr|lc|wlc  # 调度算法
  lb_kind DR|NAT|TUN     # 转发模式
  protocol TCP

  real_server 192.168.1.11 80 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
      connect_timeout 3
    }
  }
  real_server 192.168.1.12 80 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
      connect_timeout 3
    }
  }
}

七、LVS 三种转发模式

NAT
- 进出都经过 LVS
- 配置简单，LVS 成为瓶颈
DR（Direct Route，生产最常用）
- 请求进 LVS，响应直接回客户端
- 性能最高，同一 VLAN
TUN
- IP 隧道，跨网段，复杂

八、负载均衡调度算法

rr：轮询
wrr：加权轮询
lc：最少连接
wlc：加权最少连接（默认）

九、健康检查方式

TCP_CHECK：端口探测
HTTP_GET|SSL_GET：URL 探测
MISC_CHECK：自定义脚本检查

十、生产常用场景

Nginx 高可用
- 两台 Nginx + Keepalived
- 挂 Nginx 或挂机器都能自动切换
LVS + Keepalived
- 高并发网关入口
MySQL 高可用
- 配合 MGR / 主从 + 脚本判断主从

十一、常用命令

bash

运行

复制代码

systemctl start|stop|restart keepalived
systemctl enable keepalived

# 查看VIP
ip addr
# 查看VRRP状态
cat /var/log/messages | grep VRRP
# 查看LVS
ipvsadm -Ln

十二、常见问题

VIP 不漂移
- 防火墙 /iptables 未放 VRRP（协议号 112）
- virtual_router_id 不一致
- 优先级相同、网卡名错误
脑裂
- 主备之间网络互通异常，各自成为 Master
- 解决方案：绑定链路、增加仲裁、脚本互杀
切换后访问不通
- 未发送免费 ARP，交换机 MAC 表未更新
- 开启 garp_master_delay 等参数