第一篇：Keepalived 高可用实战：VIP 漂移与 Nginx 主备切换完整指南

螺蛳粉 螺蛳粉2026-10-06 9:39

一、Keepalived 是什么

Keepalived 是一款运行在 Linux 下的高可用（HA）管理软件 ，基于 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议） 实现。它的核心作用是：通过一组服务器对外提供一个虚拟 IP（VIP） ，当主节点故障时，备用节点自动接管这个 VIP，实现服务的故障自动转移，从而保证业务不中断。

一句话概括：Keepalived 负责"IP 漂移"，让多台机器伪装成同一个网关/入口，谁挂了另一个人顶上。

常见搭配：

  • Keepalived + Nginx → Web/反向代理高可用
  • Keepalived + HAProxy → 负载均衡入口高可用
  • Keepalived + MySQL → 数据库主从高可用（配合 MHA/MMM）
  • Keepalived 原生还可做 LVS 集群管理

本文以 Keepalived + Nginx 实现 Web 服务主备高可用 为实战案例，覆盖从安装到故障转移验证的全流程。

二、核心原理：VRRP 协议与 VIP 漂移

2.1 VRRP 是什么

VRRP 是标准的网络协议（RFC 5798），它把一组路由器（这里指运行 Keepalived 的服务器）组合成一个虚拟路由器组 ，对外只暴露一个虚拟 IP。

组内成员分为角色：

  • MASTER（主）：真正持有 VIP，负责接收发往 VIP 的流量。
  • BACKUP（备）：监听 MASTER 的心跳，MASTER 故障时抢过 VIP 顶替。

2.2 工作流程

  1. 多台服务器（主+备）通过 VRRP 组播报文互相发送心跳（默认每 1 秒一次）。
  2. MASTER 正常时，VIP 绑在 MASTER 网卡上，BACKUP 处于待命状态。
  3. 若 BACKUP 连续多个心跳周期没收到 MASTER 的报文（master_down），就判定 MASTER 故障。
  4. BACKUP 立即把 VIP 绑定到自己网卡，并发送 ARP 广播告知网关和客户端"VIP 的 MAC 地址变了"，流量随之切到备机。
  5. MASTER 恢复后，根据**优先级（priority）**高低，优先级高者重新抢占（preempt）回 VIP。

2.3 关键概念

概念 说明
VIP 虚拟 IP，漂移的入口地址，客户端只认它
priority 优先级（1~255），数值越大越优先当 MASTER
vrrp_instance VRRP 实例，一组参与漂移的成员
state 角色声明：MASTER / BACKUP / BACKUP
virtual_router_id 虚拟路由器 ID（0~255），同组必须一致
unicast_src_ip 单播源 IP（跨网段或多播受限时用）
nopreempt 非抢占模式，MASTER 恢复后不主动抢回

重要提示 ：state 只是初始声明，真正决定谁是 MASTER 的是 priority 和心跳状态。BACKUP 也可以因为 priority 更高而成为 MASTER。

三、架构设计

本文实战拓扑（2 台节点 + 1 个虚拟 IP）：

复制代码 
 

|---|-------------------------------------------------------|
| | +-------------------+ |
| | | 客户端/访问者 | |
| | | 访问 http://VIP | |
| | +---------+---------+ |
| | | |
| | (VIP 192.168.1.100) |
| | | |
| | +-----------------+-----------------+ |
| | | | |
| | +------+-------+ +------+-------+ |
| | | node1 | | node2 | |
| | | MASTER | VRRP心跳/组播 | BACKUP | |
| | | 192.168.1.11| <-----------------> | 192.168.1.12| |
| | | Nginx | | Nginx | |
| | +--------------+ +--------------+ |

  • node1：192.168.1.11，优先级 150，默认 MASTER
  • node2：192.168.1.12，优先级 100，默认 BACKUP
  • VIP：192.168.1.100
  • 系统：CentOS 7.x / 8.x
  • 软件：Keepalived 2.4.3 + Nginx 1.24

客户端永远访问 VIP（192.168.1.100）。node1 挂了，VIP 漂移到 node2，业务不断。

四、安装 Keepalived

4.1 方式一：YUM 安装（最快）

bash

复制代码 
 

|---|-----------------------------------|
| | # CentOS/RHEL |
| | yum install -y keepalived nginx |
| | |
| | # 查看版本 |
| | keepalived --version |

4.2 方式二：源码编译安装（推荐，版本最新）

以官方最新稳定版 Keepalived 2.4.3 为例：

bash

复制代码 
 

|---|-------------------------------------------------------------------------------|
| | # 1. 安装编译依赖 |
| | yum install -y gcc openssl-devel libnl3-devel popt-devel ipset-devel \ |
| | libnfnetlink-devel |
| | |
| | # 2. 下载源码 |
| | cd /usr/local/src |
| | wget https://keepalived.org/software/keepalived-2.4.3.tar.gz |
| | tar zxf keepalived-2.4.3.tar.gz |
| | cd keepalived-2.4.3 |
| | |
| | # 3. 编译安装 |
| | ./configure --prefix=/usr/local/keepalived |
| | make -j$(nproc) && make install |
| | |
| | # 4. 拷贝配置与启停脚本（习惯放默认位置） |
| | cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/ |
| | cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/ |
| | mkdir -p /etc/keepalived |
| | ln -s /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/ |
| | |
| | # 5. 查看版本确认 |
| | /usr/local/keepalived/sbin/keepalived --version |

五、配置详解：keepalived.conf

Keepalived 的配置文件默认在 /etc/keepalived/keepalived.conf，由三大部分组成：

  • global_defs：全局配置
  • vrrp_instance：VRRP 实例（高可用的核心）
  • vrrp_script / track_script：自定义健康检查脚本

5.1 全局配置（global_defs）

conf

复制代码 
 

|---|--------------------------------------------------|
| | global_defs { |
| | router_id KEEPALIVED_NODE1 # 路由器标识，仅用于区分，可自定义 |
| | notification_email { |
| | admin@example.com # 报警邮箱（需配置 sendmail） |
| | } |
| | notification_email_from keepalived@example.com |
| | smtp_server 127.0.0.1 |
| | smtp_connect_timeout 30 |
| | vrrp_skip_check_adv_addr # 跳过对通告地址的检查，防止误报 |
| | vrrp_strict # 严格模式，开启后限制较严，调试时可先注释 |
| | vrrp_garp_interval 0 |
| | vrrp_gna_interval 0 |
| | } |

5.2 实例配置（vrrp_instance）------主节点

conf

复制代码 
 

|---|-------------------------------------------------------------|
| | vrrp_instance VI_1 { |
| | state MASTER # 初始角色：主 |
| | interface eth0 # 绑定网卡，务必与 VIP 所在网卡一致 |
| | virtual_router_id 51 # 虚拟路由器ID，同组两台必须一致 |
| | priority 150 # 优先级，越大越优先，主=150，备=100 |
| | advert_int 1 # 心跳通告间隔（秒），默认1秒 |
| | nopreempt # 非抢占（可选，两台都配则MASTER挂了不抢回） |
| | authentication { |
| | auth_type PASS # 认证方式：PASS / AH |
| | auth_pass 123456 # 认证密码，同组必须一致（≤8位） |
| | } |
| | unicast_src_ip 192.168.1.11 # 本机真实IP |
| | unicast_peer { |
| | 192.168.1.12 # 对端节点IP（单播模式必填） |
| | } |
| | virtual_ipaddress { |
| | 192.168.1.100/24 dev eth0 label eth0:0 # VIP，dev和label可省略 |
| | } |
| | track_script { |
| | check_nginx # 关联健康检查脚本（见6.2） |
| | } |
| | } |

5.3 备份节点配置

只需改三处，其余保持一致：

conf

复制代码 
 

|---|------------------------------------------|
| | vrrp_instance VI_1 { |
| | state BACKUP # 初始角色：备 |
| | interface eth0 |
| | virtual_router_id 51 # 保持一致 |
| | priority 100 # 比主小 |
| | advert_int 1 |
| | authentication { |
| | auth_type PASS |
| | auth_pass 123456 # 保持一致 |
| | } |
| | unicast_src_ip 192.168.1.12 |
| | unicast_peer { |
| | 192.168.1.11 |
| | } |
| | virtual_ipaddress { |
| | 192.168.1.100/24 dev eth0 label eth0:0 |
| | } |
| | track_script { |
| | check_nginx |
| | } |
| | } |

多播 vs 单播 ：同网段默认用多播 （不需要 unicast_src_ip/unicast_peer）。跨网段、云服务器（部分云商禁多播）时，必须改用单播 ，即显式配置 unicast_src_ip 和 unicast_peer。云环境务必用单播。

六、结合 Nginx 实现 Web 高可用

Keepalived 默认只保证"VIP 在"，但它并不知道 Nginx 是否活着 。所以我们要用 vrrp_script 做业务健康检查：Nginx 挂了就降低优先级甚至剥夺 VIP，把流量切到备机。

6.1 先部署 Nginx（两台都要）

bash

复制代码 
 

|---|-----------------------------------------------------------------------------|
| | yum install -y nginx |
| | # 或编译安装 |
| | # 配置一个测试页用于验证 |
| | echo "<h1>Nginx on node1</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html # node1 |
| | echo "<h1>Nginx on node2</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html # node2 |
| | |
| | systemctl start nginx |
| | systemctl enable nginx |

6.2 编写健康检查脚本

创建脚本 /etc/keepalived/check_nginx.sh，两台都要放：

bash

复制代码 
 

|---|--------------------------------------------|
| | #!/bin/bash |
| | # 检查 Nginx 进程是否存活 |
| | if pgrep -x nginx > /dev/null 2>&1; then |
| | exit 0 # 存活，返回0 |
| | else |
| | exit 1 # 挂了，返回非0 |
| | fi |

bash

复制代码 
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

6.3 在配置中声明脚本

在 keepalived.conf 的 global_defs 之后、vrrp_instance 之前加：

conf

复制代码 
 

|---|--------------------------------------------------|
| | vrrp_script check_nginx { |
| | script "/etc/keepalived/check_nginx.sh" # 脚本路径 |
| | interval 2 # 每2秒执行一次检查 |
| | weight -20 # 检查失败时优先级减20（150-20=130 < 100？） |
| | fall 2 # 连续2次失败才判定失败 |
| | rise 1 # 连续1次成功即恢复 |
| | } |

weight 的坑 ：主 priority=150，若 weight -20，挂了变 130；备 priority=100。130 > 100，VIP 不会漂移！所以要保证"主挂了之后 priority 仍低于备"。正确做法：

  • 主 priority=150，weight=-60 → 挂了变 90 < 100，正常漂移。
  • 或用 weight 0 + state 主备切换配合，本文用减法方案，保证主失败后必让位。

修正后的主节点脚本声明：

conf

复制代码 
 

|---|-------------------------------------------|
| | vrrp_script check_nginx { |
| | script "/etc/keepalived/check_nginx.sh" |
| | interval 2 |
| | weight -60 # 150-60=90 < 备的100，确保漂移 |
| | fall 2 |
| | rise 1 |
| | } |

备节点也声明同名脚本（weight 可不设或一致），保持逻辑统一。

七、启动与验证

7.1 启动服务（两台）

bash

复制代码 
 

|---|-------------------------------|
| | systemctl start keepalived |
| | systemctl enable keepalived |
| | systemctl status keepalived |

7.2 查看 VIP 归属

bash

复制代码 
 

|---|---------------------|
| | ip addr show eth0 |
| | # 或 |
| | ip a |

正常情况下 VIP 192.168.1.100 应绑定在主节点 node1 上：

text

复制代码 
 

|---|-----------------------------------------------------------------|
| | 3: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> ... |
| | inet 192.168.1.11/24 scope global eth0 |
| | inet 192.168.1.100/24 scope global secondary eth0 # ← VIP在主节点 |

7.3 验证客户端访问

bash

复制代码 
 

|---|--------------------------------|
| | # 在任意客户端 |
| | curl http://192.168.1.100 |
| | # 返回：<h1>Nginx on node1</h1> |

7.4 查看 Keepalived 运行状态

bash

复制代码 
 

|---|--------------------------------------------------|
| | # 实时查看 VRRP 状态 |
| | ps -ef | grep keepalived |
| | # 主节点日志 |
| | tail -f /var/log/messages | grep -i keepalived |
| | # 或 journalctl |
| | journalctl -u keepalived -f |

主节点日志应出现：

text

复制代码 
 

|---|--------------------------------------------------------------------------|
| | Keepalived_vrrp[xxx]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 192.168.1.100 |
| | Keepalived_vrrp[xxx]: Entering MASTER STATE |

八、故障转移验证（重点实战）

8.1 场景一：停掉主节点 Nginx（业务级故障）

bash

复制代码 
 

|---|------------------------|
| | # 在 node1 上 |
| | systemctl stop nginx |

等待健康检查判定失败（fall 2 × interval 2 ≈ 4 秒 + 1 心跳）：

bash

复制代码 
 

|---|----------------------------------------------------------------------------------|
| | # node1 日志 |
| | Keepalived_vrrp[xxx]: (VI_1) Entering BACKUP STATE # 主降级为备 |
| | Keepalived_vrrp[xxx]: (VI_1) removing VIP from eth0 # 释放VIP |
| | |
| | # node2 日志 |
| | Keepalived_vrrp[xxx]: (VI_1) Entering MASTER STATE # 备升级为主 |
| | Keepalived_vrrp[xxx]: Sending gratuitous ARP on eth0 for 192.168.1.100 # 抢过VIP |

验证：

bash

复制代码 
 

|---|-----------------------------------------------------------------|
| | ip addr show eth0 # VIP 已漂移到 node2 |
| | curl http://192.168.1.100 # 返回 <h1>Nginx on node2</h1>，业务无缝切换 |

8.2 场景二：直接宕机/断网（节点级故障）

bash

复制代码 
 

|---|--------------------------------------------------------|
| | # 在 node1 上直接关闭网络或关机 |
| | systemctl stop network # 或 ifdown eth0 / 直接 poweroff |

备节点 node2 在心跳超时（默认 advert_int × 3 ≈ 3 秒）后抢占 VIP，业务自动切到 node2。

8.3 恢复主节点

bash

复制代码 
 

|---|----------------------------------------------------|
| | # 在 node1 上 |
| | systemctl start nginx # 恢复业务 |
| | systemctl start keepalived # 若keepalived也停了，一并启动 |

重启后按优先级，node1（priority 150）会重新抢占回 VIP，流量切回 node1。

若希望"主恢复后不抢回" ：两台配置都加上 nopreempt，且 state 都写 BACKUP，此时纯靠 priority 决定，主恢复后 VIP 不自动回切，避免频繁抖动。

九、常见问题与排障

现象 原因与解决
VIP 起不来 网卡名不对（ip a 确认 eth0 还是 ens33）；virtual_router_id 冲突
两台都是 MASTER 心跳不通：多播被禁 → 改单播；防火墙放行 VRRP（vrrp 协议 112）
Nginx 挂了 VIP 不漂移 weight 设置导致主失败后优先级仍高于备（见 6.3 的坑）
主恢复后频繁抖动 两台都加 nopreempt 改为非抢占
备机日志无输出 防火墙拦截组播/单播，放行：iptables -A INPUT -p vrrp -j ACCEPT
认证失败 auth_pass 长度超 8 位或两台不一致
云服务器上漂移失败 云商禁组播，务必用 unicast_* 单播；安全组放行对应端口

防火墙放行 VRRP

bash

复制代码 
 

|---|------------------------------------------------|
| | # firewalld |
| | firewall-cmd --permanent --add-protocol=vrrp |
| | firewall-cmd --reload |
| | |
| | # iptables |
| | iptables -A INPUT -p vrrp -j ACCEPT |
| | iptables -A INPUT -d 224.0.0.0/8 -j ACCEPT |

手动切换排障技巧

bash

复制代码 
 

|---|------------------------------------------------------|
| | # 手工停用主节点，观察备节点是否立即接管 |
| | ip addr del 192.168.1.100/24 dev eth0 # 仅测试，生产不建议 |
| | # 或直接查看状态变化 |
| | watch -n1 'ip addr show eth0 | grep 192.168.1.100' |

十、总结

Keepalived 高可用部署的核心要点可以归纳为"三个一"：

  1. 一个 VIP：对外只暴露一个虚拟 IP，客户端无感知故障。
  2. 一组心跳：VRRP 组播/单播心跳 + 优先级，决定谁是 MASTER。
  3. 一套检查 ：vrrp_script 健康检查业务进程，确保"VIP 跟业务走"。

关键经验：

  • 云服务器记得用单播替代组播。
  • 健康检查的 weight 必须保证"主挂后优先级低于备"，否则漂移失败。
  • 生产环境建议**非抢占（nopreempt）**模式，减少主备抖动。
  • 先做故障转移演练（停服务、断网、重启）再上生产，别等出事了才发现配置有误。

本文基于 Keepalived 2.4.3 + CentOS 7/8 + Nginx 1.24 实战验证。

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