keepalived與heartbeat的區別

Keepalived使用的vrrp協議方式，虛擬路由冗餘協議 (Virtual Router Redundancy Protocol，簡稱VRRP)；

Heartbeat是基於主機或網絡的服務的高可用方式；

keepalived的目的是模擬路由器的雙機

heartbeat的目的是用戶service的雙機

lvs的高可用建議用keepavlived

業務的高可用用heartbeat

 

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Keepalived介紹

Keepalived是一個基於VRRP協議來實現的WEB 服務高可用方案，能夠利用其來避免單點故障。一個WEB服務至少會有2臺服務器運行Keepalived，一臺爲主服務器（MASTER），一臺爲備份服 務器（BACKUP），可是對外表現爲一個虛擬IP，主服務器會發送特定的消息給備份服務器，當備份服務器收不到這個消息的時候，即主服務器宕機的時候， 備份服務器就會接管虛擬IP，繼續提供服務，從而保證了高可用性。

1	+-------------VIP(192.168.0.7)------------------+

2	|                                   |                           |

3	|                                   |                           |

4	server(MASTER) <----keepalived----> server(BACKUP)

5	(192.168.0.1)                                      (192.168.0.2)

keepalived是VRRP的完美實現，所以在介紹keepalived以前，先介紹一下VRRP的原理。

 

VRRP協議簡介

在現實的網絡環境中，兩臺須要通訊的主機大多數狀況下並無直接的物理鏈接。對於這樣的狀況，它們之間路由怎樣選擇？主機如何選定到達目的主機的下一跳路由，這個問題一般的解決方法有二種：

·        在主機上使用動態路由協議(RIP、OSPF等)

·        在主機上配置靜態路由

很明顯，在主機上配置路態路由是很是不切實際的，由於管理、維護成本以及是否支持等諸多問題。配置靜態路由就變得十分流行，但路由器(或者說默認網關default gateway)卻常常成爲單點。

VRRP的目的就是爲了解決靜態路由單點故障問題。

VRRP經過一競選(election)協議來動態的將路由任務交給LAN中虛擬路由器中的某臺VRRP路由器。

工做機制

在一個VRRP虛擬路由器中，有多臺物理的VRRP路由器，可是這多臺的物理的機器並不能同時工做，而是由一臺稱爲MASTER的負責路由工做，其它的都是BACKUP，MASTER並不是一成不變，VRRP讓每一個VRRP路由器參與競選，最終獲勝的就是MASTER。MASTER擁有一些特權，好比 擁有虛擬路由器的IP地址，咱們的主機就是用這個IP地址做爲靜態路由的。擁有特權的MASTER要負責轉發發送給網關地址的包和響應ARP請求。

VRRP經過競選協議來實現虛擬路由器的功能，全部的協議報文都是經過IP多播(multicast)包(多播地址224.0.0.18)形式發送的。虛擬路由器由VRID(範圍0-255)和一組IP地址組成，對外表現爲一個周知的MAC地址。因此，在一個虛擬路由 器中，無論誰是MASTER，對外都是相同的MAC和IP(稱之爲VIP)。客戶端主機並不須要由於MASTER的改變而修改本身的路由配置，對他們來 說，這種主從的切換是透明的。

在一個虛擬路由器中，只有做爲MASTER的VRRP路由器會一直髮送VRRP廣告包(VRRPAdvertisement message)，BACKUP不會搶佔MASTER，除非它的優先級(priority)更高。當MASTER不可用時(BACKUP收不到廣告包)， 多臺BACKUP中優先級最高的這臺會被搶佔爲MASTER。這種搶佔是很是快速的(<1s)，以保證服務的連續性。

因爲安全性考慮，VRRP包使用了加密協議進行加密。

 

初始化：
路由器啓動時，若是路由器的優先級是255(最高優先級，路由器擁有路由器地址)，要發送VRRP通告信息，併發送廣播ARP信息通告路由器IP地址對應的MAC地址爲路由虛擬MAC，設置通告信息定時器準備定時發送VRRP通告信息，轉爲MASTER狀態；
不然進入BACKUP狀態，設置定時器檢查定時檢查是否收到MASTER的通告信息。

主機：
主機狀態下的路由器要完成以下功能：
設置定時通告定時器；
用VRRP虛擬MAC地址響應路由器IP地址的ARP請求；
轉發目的MAC是VRRP虛擬MAC的數據包；
若是是虛擬路由器IP的擁有者，將接受目的地址是虛擬路由器IP的數據包，不然丟棄；
當收到shutdown的事件時刪除定時通告定時器，發送優先權級爲0的通告包，轉初始化狀態；
若是定時通告定時器超時時，發送VRRP通告信息；
收到VRRP通告信息時，若是優先權爲0，發送VRRP通告信息；不然判斷數據的優先級是否高於本機，或相等並且實際IP地址大於本地實際IP，設置定時通告定時器，復位主機超時定時器，轉BACKUP狀態；不然的話，丟棄該通告包；

備機：
備機狀態下的路由器要實現如下功能：
設置主機超時定時器；
不能響應針對虛擬路由器IP的ARP請求信息；
丟棄全部目的MAC地址是虛擬路由器MAC地址的數據包；
不接受目的是虛擬路由器IP的全部數據包；
當收到shutdown的事件時刪除主機超時定時器，轉初始化狀態；
主機超時定時器超時的時候，發送VRRP通告信息，廣播ARP地址信息，轉MASTER狀態；
收到VRRP通告信息時，若是優先權爲0，表示進入MASTER選舉；不然判斷數據的優先級是否高於本機，若是高的話認可MASTER有效，復位主機超時定時器；不然的話，丟棄該通告包；

ARP查詢處理

當內部主機經過ARP查詢虛擬路由器IP地址對應的MAC地址時，MASTER路由器回覆的MAC地址爲虛擬的VRRP的MAC地址，而不是實際網卡的MAC地址，這樣在路由器切換時讓內網機器覺察不到；而在路由器從新啓動時，不能主動發送本機網卡的實際MAC地址。若是虛擬路由器開啓的ARP代理(proxy_arp)功能，代理的ARP迴應也迴應VRRP虛擬MAC地址；