详解keepalived vip

keepalived是一个高可用性的软件，它实现了IP的虚拟化和服务的冗余，保证系统或者服务的高可用性。其中，VIP是keepalived的核心概念之一。VIP，即Virtual IP，即私有IP，是keepalived提供的虚拟IP地址，它不是系统接口的IP地址，而是自己内部定义的。在这篇文章中，我们将从多个方面阐述keepalived VIP。

一、VIP的概念和作用

VIP，全称为Virtual IP，即虚拟IP。它是一种虚拟的IP地址，不是真实存在于网络中的，是keepalived程序提供的地址，目的是为了提高服务的可用性和负载均衡能力。

由于真实的服务器的地址是固定的，如果一台服务器出现问题而停止工作，那么这台服务器上负责的服务就会中断，因此就需要将这个服务迁移到其他的服务器上。而VIP就是解决这个问题的重要方法，它可以将一个服务绑定在一个虚拟IP上，当某个节点宕机或者某个服务出现故障时，VIP可以快速地在其他绑定节点上实现服务的切换，从而保证了服务的高可用。

总之，VIP的作用是为了提供一个快速可靠的服务切换方案，用来保证业务的高可用性。

二、VIP的配置

下面是一个简单示例，演示如何在两个主机上配置keepalived，使其提供一个绑定在VIP上的Web服务。

在两个主机上都安装keepalived：

# 安装keepalived
yum install keepalived -y

在两个主机上都开启ip_forwarding

# 开启ip_forwarding (service/restart方式启动系统不会自动生效，可直接修改系统配置文件)
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

在节点1上的配置：(192.168.1.101)

# 创建一个虚拟网卡
ip addr add 192.168.100.1/24 dev eth0:0

# 配置keepalived
cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
! Configuration File for keepalived

vrrp_script chk_http_port {
    script "nc -z 127.0.0.1 80"
    interval 2
    weight -5
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 101
    advert_int 1

    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {
        192.168.1.199/24 dev eth0:0 label eth0:0
    }

    track_script {
        chk_http_port
    }
}
EOF

# 启动keepalived
systemctl enable keepalived
systemctl start keepalived

在节点2上的配置：(192.168.1.102)

# 创建一个虚拟网卡
ip addr add 192.168.100.1/24 dev eth0:0

# 配置keepalived
cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
! Configuration File for keepalived

vrrp_script chk_http_port {
    script "nc -z 127.0.0.1 80"
    interval 2
    weight -5
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1

    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {
        192.168.1.199/24 dev eth0:0 label eth0:0
    }

    track_script {
        chk_http_port
    }
}
EOF

# 启动keepalived
systemctl enable keepalived
systemctl start keepalived

在两个节点上都可以正常访问 VIP(192.168.1.199)，如果节点1宕机，节点2会立即接管VIP(192.168.1.199)，确保Web服务不会停止服务。

三、VIP的实现原理

在上面的实例中，我们正确配置了keepalived，并成功地实现了Web服务的高可用。那么，keepalived是如何实现VIP这一核心概念的呢？

实际上，在keepalived中，VIP的工作原理是基于VRRP协议 (Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议)的。通过此协议，主机上的keepalived进程将自己标识为特殊的VRRP实例，实例拥有一个特定的ID，同时参与ARP解析。

本质上，VRRP协议是一种基于多机路由协议(RIP、OSPF、BGP)的虚拟路由器冗余协议。通过该协议，多台主机可以共享一个虚拟IP，同时也可以进行教对等的负荷均衡。

当其中一台主机在一个VRRP实例中间失效之后，参与的其他的主机便可以自动认为虚拟路由器已经失效，并且开始互相选举新的Master，从而使得服务继续不间断的提供。而keepalived则是VRRP协议的实现之一，它可以提供良好的高可用性方案。

四、VIP的使用场景

通过上面的介绍，我们可以知道VIP可以用在许多场景中来提高服务的可用性。下面列举一些常见的VIP使用场景：

1. Web服务高可用

在多台Web服务器中，将Web服务的VIP绑定在其中一台服务器上，当这台服务器出现故障的时候，可以快速切换到其他服务器，保证Web服务不被中断。

2. 负载均衡

将VIP分配给几个服务器，然后通过负载均衡的方式来进行服务的分发。这种方式可以大大提高服务的负载均衡能力和可用性。

3. 数据同步

在多个服务器上部署服务时，需要保证数据实时同步。可以使用VIP将不同服务器间的数据进行同步，从而保证数据的一致性。

五、VIP的优缺点

最后，我们来分析VIP的优缺点。

优点

1. 提高了服务的高可用性
2. 具备快速切换服务的功能
3. 负载均衡能力强，支持多种使用场景
4. 能够自动检测服务的运行状态
5. 用VRRP协议实现，可拓展性强

缺点

1. 需要额外的学习和实践，学习成本较高
2. 占用一定的系统资源，对系统的性能有一定的消耗

六、总结

在这篇文章中，我们详细介绍了keepalived VIP这一概念，从概念、配置、实现原理、使用场景以及优缺点等多个方面进行了阐述。keepalived VIP是一种非常实用的技术，可以在多种场景下提高服务的可用性和负载均衡能力，但是也需要在实践中进行不断的优化和调整，从而发挥出更好的效果。