keepalived介紹
keepalived觀察其名可知，保持存活，在網(wǎng)絡(luò)里面就是保持在線了，也就是所謂的高可用或熱備，它集群管理中保證集群高可用的一個(gè)服務(wù)軟件，其功能類似于heartbeat，用來(lái)防止單點(diǎn)故障(單點(diǎn)故障是指一旦某一點(diǎn)出現(xiàn)故障就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的不可用)的發(fā)生。說(shuō)到keepalived就不得不說(shuō)VRRP協(xié)議，可以說(shuō)這個(gè)協(xié)議就是keepalived實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，那么首先我們來(lái)看看VRRP協(xié)議。

VRRP協(xié)議介紹
學(xué)過(guò)網(wǎng)絡(luò)的朋友都知道，網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須考慮到冗余容災(zāi)，包括線路冗余，設(shè)備冗余等，防止網(wǎng)絡(luò)存在單點(diǎn)故障，那在路由器或三層交換機(jī)處實(shí)現(xiàn)冗余就顯得尤為重要。
在網(wǎng)絡(luò)里面有個(gè)協(xié)議就是來(lái)做這事的，這個(gè)協(xié)議就是VRRP協(xié)議，Keepalived就是巧用VRRP協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)高可用性(HA)的發(fā)生。
VRRP全稱Virtual Router Redundancy Protocol，即虛擬路由冗余協(xié)議。對(duì)于VRRP，需要清楚知道的是：
1）VRRP是用來(lái)實(shí)現(xiàn)路由器冗余的協(xié)議。
2）VRRP協(xié)議是為了消除在靜態(tài)缺省路由環(huán)境下路由器單點(diǎn)故障引起的網(wǎng)絡(luò)失效而設(shè)計(jì)的主備模式的協(xié)議，使得發(fā)生故障而進(jìn)行設(shè)計(jì)設(shè)備功能切換時(shí)可以不影響內(nèi)外數(shù)據(jù)通信，不需要再修改內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。
3）VRRP協(xié)議需要具有IP備份，優(yōu)先路由選擇，減少不必要的路由器通信等功能。
4）VRRP協(xié)議將兩臺(tái)或多臺(tái)路由器設(shè)備虛擬成一個(gè)設(shè)備，對(duì)外提供虛擬路由器IP（一個(gè)或多個(gè)）。然而，在路由器組內(nèi)部，如果實(shí)際擁有這個(gè)對(duì)外IP的路由器如果工作正常的話，就是master，或者是通過(guò)算法選舉產(chǎn)生的，MASTER實(shí)現(xiàn)針對(duì)虛擬路由器IP的各種網(wǎng)絡(luò)功能，如ARP請(qǐng)求，ICMP，以及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)等，其他設(shè)備不具有該IP，狀態(tài)是BACKUP。除了接收MASTER的VRRP狀態(tài)通告信息外，不執(zhí)行對(duì)外的網(wǎng)絡(luò)功能，當(dāng)主級(jí)失效時(shí)，BACKUP將接管原先MASTER的網(wǎng)絡(luò)功能。
5）VRRP協(xié)議配置時(shí)，需要配置每個(gè)路由器的虛擬路由ID(VRID)和優(yōu)先權(quán)值，使用VRID將路由器進(jìn)行分組，具有相同VRID值的路由器為同一個(gè)組，VRID是一個(gè)0-255的整整數(shù)，；同一個(gè)組中的路由器通過(guò)使用優(yōu)先權(quán)值來(lái)選舉MASTER。，優(yōu)先權(quán)大者為MASTER，優(yōu)先權(quán)也是一個(gè)0-255的正整數(shù)。

keepalived工作原理
keepalived可提供vrrp以及health-check功能，可以只用它提供雙機(jī)浮動(dòng)的vip（vrrp虛擬路由功能），這樣可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙機(jī)熱備高可用功能；keepalived是以VRRP虛擬路由冗余協(xié)議為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)高可用的，可以認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)路由器高可用的協(xié)議，即將N臺(tái)提供相同功能的路由器組成一個(gè)路由器組，這個(gè)組里面有一個(gè)master和多個(gè)backup，master上面有一個(gè)對(duì)外提供服務(wù)的vip（該路由器所在局域網(wǎng)內(nèi)其他機(jī)器的默認(rèn)路由為該vip），master會(huì)發(fā)組播，當(dāng)backup收不到VRRP包時(shí)就認(rèn)為master宕掉了，這時(shí)就需要根據(jù)VRRP的優(yōu)先級(jí)來(lái)選舉一個(gè)backup當(dāng)master。這樣的話就可以保證路由器的高可用了。

下圖是keepalived的組件圖

keepalived也是模塊化設(shè)計(jì)，不同模塊復(fù)雜不同的功能，它主要有三個(gè)模塊，分別是core、check和VRRP，其中：
core模塊：為keepalived的核心組件，負(fù)責(zé)主進(jìn)程的啟動(dòng)、維護(hù)以及全局配置文件的加載和解析；
check：負(fù)責(zé)健康檢查，包括常見(jiàn)的各種檢查方式；
VRRP模塊：是來(lái)實(shí)現(xiàn)VRRP協(xié)議的。

system call:系統(tǒng)調(diào)用
watch dog:監(jiān)控check和vrrp進(jìn)程的看管者，check負(fù)責(zé)檢測(cè)器子進(jìn)程的健康狀態(tài)，當(dāng)其檢測(cè)到master上的服務(wù)不可用時(shí)則通告vrrp將其轉(zhuǎn)移至backup服務(wù)器上。

除此之外，keepalived還有下面兩個(gè)組件：
libipfwc：iptables(ipchains)庫(kù)，配置LVS會(huì)用到
libipvs*：配置LVS會(huì)用到
注意，keepalived和LVS完全是兩碼事，只不過(guò)他們各負(fù)其責(zé)相互配合而已。

keepalived正常啟動(dòng)的時(shí)候，共啟動(dòng)3個(gè)進(jìn)程：
一個(gè)是父進(jìn)程，負(fù)責(zé)監(jiān)控其子進(jìn)程；一個(gè)是VRRP子進(jìn)程，另外一個(gè)是checkers子進(jìn)程；
兩個(gè)子進(jìn)程都被系統(tǒng)watchlog看管，兩個(gè)子進(jìn)程各自負(fù)責(zé)復(fù)雜自己的事。
Healthcheck子進(jìn)程檢查各自服務(wù)器的健康狀況，，例如http,lvs。如果healthchecks進(jìn)程檢查到master上服務(wù)不可用了，就會(huì)通知本機(jī)上的VRRP子進(jìn)程，讓他刪除通告，并且去掉虛擬IP，轉(zhuǎn)換為BACKUP狀態(tài)。

Keepalived作用
Keepalived主要用作RealServer的健康狀態(tài)檢查以及LoadBalance主機(jī)和BackUP主機(jī)之間failover的實(shí)現(xiàn)。Keepalived的作用是檢測(cè)web服務(wù)器的狀態(tài)，如果有一臺(tái)web服務(wù)器死機(jī)，或工作出現(xiàn)故障，Keepalived將檢測(cè)到，并將有故障的web服務(wù)器從系統(tǒng)中剔除，當(dāng)web服務(wù)器工作正常后Keepalived自動(dòng)將web服務(wù)器加入到服務(wù)器群中，這些工作全部自動(dòng)完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修復(fù)故障的web服務(wù)器。