虛擬IP和IP漂移

原文： http://xiaobaoqiu.github.io/blog/2015/04/02/xu-ni-iphe-ippiao-yi/

學習一下虛擬IP和IP漂移的概念。

1.虛擬IP

在 TCP/IP 的架構下，全部想上網的電腦，不管是用何種方式連上網路，都必需要有一個惟一的 IP-address。事實上IP地址是主機硬件地址的一種抽象，簡單的說，MAC地址是物理地址，IP地址是邏輯地址。

虛擬IP，就是一個未分配給真實主機的IP，也就是說對外提供服務器的主機除了有一個真實IP外還有一個虛IP，使用這兩個IP中的任意一個均可以鏈接到這臺主機。

虛擬IP通常用做達到HA(High Availability)的目的,好比讓全部項目中數據庫連接一項配置的都是這個虛IP，當主服務器發生故障沒法對外提供服務時，動態將這個虛IP切換到備用服務器。

2.虛擬IP原理

ARP是地址解析協議，它的做用很簡單，將一個IP地址轉換爲MAC地址，而後給傳輸層使用。

每臺主機中都有一個ARP高速緩存，存儲同一個網絡內的IP地址與MAC地址的對應關 系，以太網中的主機發送數據時會先從這個緩存中查詢目標IP對應的MAC地址，會向這個MAC地址發送數據。操做系統會自動維護這個緩存。

在Linux下可使用arp命令操做ARP高速緩存。

好比存在物理機A(IP是192.168.192.54 )和物理機器B(IP是192.168.192.40)，A做爲對外服務的主服務器(好比數據庫主庫)，B做爲備份機器，兩臺服務器之間的通訊是經過 Heartbeat，即主服務器會定時的給備份服務器發送數據包，告知主服務器服務正常，當備份服務器在規定時間內沒有收到主服務器的 Heartbeat，就會認爲主服務器宕機，則備份服務器就會升級爲主服務器。假設物理機A的ARP緩存以下：

另外物理機器B(IP是192.168.192.40)的ARP緩存以下：

當機器B經過BeatHeart得知機器A對外服務質量低於預期的時候(好比發生故障，服務無響應)，會將本身的ARP緩存發送出去，讓路由器修改 路由表，告知虛擬地址應該指向我(物理機器B,192.168.192.40),這時候，外界再次訪問虛擬IP的時候，機器B會變成主服務器，而A降級爲 備份服務器。這就完成了主從機器的自動切換，這一切對外界是透明的。

3.IP漂移

上面的VIP自動切換的過程就稱之爲IP漂移。

咱們能夠經過Keepalived來實現這個過程。 Keepalived是一個基於VRRP協議(Virtual Router Redundancy Protocol,即虛擬路由冗餘協議)來實現的LVS(負載均衡器)服務高可用方案，能夠利用其來避免單點故障。一個LVS服務會有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。