Keepalived 基础教程

内容：核心概念、工作机制、VRRP、LVS 配置、生产级示例、故障排查、最佳实践。

一、Keepalived 是什么？

Keepalived 是一个提供 高可用（HA）+ 健康检查 + LVS 管理 的服务，核心能力包括：

VRRP（虚拟路由冗余协议） -> 用于主备切换 / VIP 漂移
LVS Real Server 健康检查 -> 自动从 ipvsadm 中移除不健康的 RS
自动生成/维护 LVS 规则
跨多实例、多虚拟服务的 HA 管理

Keepalived 主要两个核心组件：

VRRP（VIP 漂移，实现高可用）
LVS（管理 ipvsadm 的负载均衡规则）

二、Keepalived 的运行模型

Keepalived = VRRP + LVS，二者独立且可以同时使用。

+---------------------------------------+
|              keepalived               |
+-------------------+-------------------+
|     VRRP          |        LVS        |
| (VIP HA failover) | (LB/healthcheck)  |
+-------------------+-------------------+

三、VRRP（核心 HA 机制）

VRRP 作用：

让多个节点共享一个 VIP，只有 MASTER 对外提供服务，BACKUP 随时接管。

VRRP 参数说明

参数	作用
state	MASTER / BACKUP
interface	绑定网卡
virtual_router_id	VRRP 组 ID（必须唯一）
priority	优先级（越大越先抢 VIP）
advert_int	心跳间隔（默认 1s）
virtual_ipaddress	VIP 列表

主备切换流程

MASTER 广播 VRRP 心跳
BACKUP 监听心跳
MASTER 故障 -> 心跳中断
BACKUP 检测到超时后 -> 抢占 VIP
VIP 漂移完成 -> ARP 通告 -> 客户端自动恢复访问

注意：VRRP 是二层协议（组播）

主备必须在同一二层网络。

四、Keepalived 配置结构

Keepalived 配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf

主要结构：

global_defs { ... }

vrrp_instance VI_1 { ... }

virtual_server 10.0.0.10 80 { ... }
    real_server 10.0.0.11 80 { ... }
    real_server 10.0.0.12 80 { ... }

五、Keepalived + LVS（常用 DR/NAT 集群）

Keepalived 不仅做 HA，还能自动维护 ipvsadm 规则。

六、生产级 Keepalived 配置示例（DR 模式）🚀

下面一份你可以直接用于生产环境的版本。

keepalived.conf

! Keepalived 配置示例（LVS-DR + HA）
global_defs {
    router_id LVS_NODE_1
    enable_script_security
}

# VRRP 主备
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 120
    advert_int 1

    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }

    virtual_ipaddress {
        10.0.0.10/24
    }

    # VIP 转移时立即发送 ARP 通告
    garp_master_delay 1
    garp_master_refresh 5
    garp_master_repeat 5
}

# LVS 虚拟服务
virtual_server 10.0.0.10 80 {
    lb_algo wlc
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
    delay_loop 6

    real_server 10.0.0.11 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }

    real_server 10.0.0.12 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }
}

七、Real Server 配置（DR 模式）

绑定 VIP 到 lo

ip addr add 10.0.0.10/32 dev lo

禁止 ARP 抢答

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

八、Keepalived 常用操作

查看 VIP

ip addr | grep 10.0.0.10

查看 ipvsadm 规则

ipvsadm -Ln

重启服务

systemctl restart keepalived
systemctl status keepalived

九、Keepalived 健康检查（LVS 部分）

支持：

1）TCP_CHECK

连接端口验证

2）HTTP_GET

完整 HTTP 健康检查示例：

HTTP_GET {
    url {
        path /health
        digest 1a2b3c4d
    }
    connect_timeout 3
    nb_get_retry 3
    delay_before_retry 3
}

3）SSL_GET / SMTP_CHECK / MISC_CHECK（脚本检查）

可执行外部脚本：

MISC_CHECK {
    misc_path "/usr/bin/check_backend.sh"
    misc_timeout 5
}

十、Keepalived 故障排查（经典问题）

1）VIP 不漂移

interface 写错
IP 被占用
VRRP 组 ID 冲突
优先级不正确
防火墙阻止 VRRP 组播：

udp port 112
multicast 224.0.0.18

2）切换延迟大

advert_int 太大
priority 差异太小
网络丢包导致心跳延迟
未开启 GARP（升级 ARP 缓存）

3）Real Server 不健康但没从 LVS 移除

检查项不正确
TCP_CHECK 配置错误
服务器防火墙阻止探测端口

4）访问不通但 LVS 配置正常

RS 没关闭 ARP 抢答
RS 回包走了错误路由
DR 模式多网卡导致 VIP 绑定冲突

十一、Keepalived 最佳实践（运维必背）

1. HA 必须开启抢占

nopreempt

一般不推荐除非特殊业务（稳定优先）

2. VGARP（Gratuitous ARP）必须开启

确保 VIP 切换时 ARP 缓存更新及时

3. VIP 绑定到物理网卡，而不是 lo

VRRP 必须绑定物理网卡，否则心跳发不出去

4. 健康检查尽量使用 TCP / HTTP_GET

5. LVS 推荐使用 WLC 调度算法

6. 强烈建议启用 conntrack 同步（LVS Connection Sync）

sync_master
sync_backup

7. Keepalived 日志要输出到 /var/log/messages 或独立文件

global_defs {
    router_id LVS_NODE_1
    enable_script_security
    log_detail
}