什么是Keepalived服務

keepalived是一個開源的軟件項目，用于實現(xiàn)高可用性（HA）的網絡服務器負載均衡和故障轉移。它允許將多臺服務器組合在一起，形成一個虛擬服務器集群，實現(xiàn)負載均衡和故障轉移。

keepalived的核心功能包括：

1. 健康檢查：keepalived會定期檢測服務器的可用性，例如通過發(fā)送心跳請求或ping請求來檢測服務器是否存活。
2. 虛擬路由決策協(xié)議（VRRP）：keepalived使用VRRP協(xié)議來決定哪臺服務器擔任虛擬IP地址的主服務器，其他服務器則作為備份服務器。當主服務器出現(xiàn)故障時，備份服務器會接管主服務器的工作。
3. 負載均衡：keepalived可以將請求分發(fā)到多個服務器上，以實現(xiàn)負載均衡。它支持使用Round Robin、Least Connection等負載均衡算法。
4. 故障轉移：當主服務器出現(xiàn)故障時，keepalived可以自動將虛擬IP地址轉移到備份服務器，確保服務的連續(xù)性。

通過使用keepalived，可以提高服務器的可用性和可靠性，確保系統(tǒng)對外提供服務時的高可用性。它常用于Web服務器、數據庫服務器等應用場景。

什么是虛擬ip切換

Keepalive虛擬IP切換技術是一種網絡高可用性技術，它可以確保在一組服務器中的某一臺服務器出現(xiàn)故障時，能夠迅速切換到另一臺健康的服務器上，以確保服務的連續(xù)性。

在Keepalive虛擬IP切換技術中，一組服務器共享一個虛擬IP地址。當其中一臺服務器發(fā)生故障時，其他服務器會通過一定的機制檢測到該故障，并將虛擬IP地址迅速切換到另一臺健康的服務器上，使其接替故障服務器的工作，繼續(xù)提供服務。

具體實現(xiàn)Keepalive虛擬IP切換技術的方式有多種，其中一種典型的實現(xiàn)方式是使用心跳檢測機制。在這種方式下，每個服務器都會周期性地向其他服務器發(fā)送心跳包，用于驗證其可用性。如果有一臺服務器長時間未接收到其他服務器的心跳包，則會判斷該服務器故障，并觸發(fā)虛擬IP地址的切換操作。

虛擬IP地址的切換可以通過多種技術實現(xiàn)，常見的方式包括ARP（Address Resolution Protocol）欺騙和VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）協(xié)議。在ARP欺騙方式下，一臺服務器會發(fā)送虛擬IP的ARP響應包，欺騙其他服務器將流量發(fā)送到自己；在VRRP協(xié)議方式下，多臺服務器共同組成一個虛擬路由器，通過選舉機制確定主服務器，并將虛擬IP路由到主服務器上。

總之，Keepalive虛擬IP切換技術是一種提高網絡服務可用性的技術，通過迅速切換虛擬IP地址到健康服務器上，確保在服務器故障時能夠保持服務的連續(xù)性。

虛擬IP切換時可能存在的問題

當我們有一些已經建立好，并且正在通信的socket，即socket連接狀態(tài)為ESTABLISHED時，此時出現(xiàn)了keepalive觸發(fā)的虛擬ip切換。會產生什么后果呢？

A、B、C三個節(jié)點，本來虛擬ip在A節(jié)點，B節(jié)點與A節(jié)點虛擬ip建立了ESTABLISHED的socket。此時虛擬ip從A切換到了C，這時，B本來要發(fā)送給A的消息，全部發(fā)送給了C，但是C又沒有實際創(chuàng)建出能接收消息的socket，那消息將被C全部丟棄。這時候，我們就會發(fā)現(xiàn)，B節(jié)點出現(xiàn)了一個無法關閉也沒有任何數據傳輸的socket通道，它會一直占用著資源。假如這種連接特別多，那將占用B節(jié)點大量的資源，嚴重影響B(tài)節(jié)點的穩(wěn)定性。

解決思路

通常要解決這個問題，有兩種思路。其一是切換前對已經建立的socket連接做處理；其二是切換后對原有socket連接做處理。

方案	操作	備注
切換前處理	A節(jié)點還沒有釋放虛擬IP前，將所有已建立的連接全部關閉。	因為通常虛擬IP切換是一個不可預期的結果，所以通常來說這種方式可行性不高。但主動觸發(fā)的虛擬IP切換可以采用此方式
切換后處理	C節(jié)點接手虛擬IP后，將所有接受到發(fā)送到虛擬IP的網絡報文做關閉處理（返回fin消息）或重連處理（返回rst消息）	此方法相對于上一個方法通用性更高，只是需要對socket和TCP/IP協(xié)議比較了解，可以自己實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議中的fin或rst消息