Keepalived 的高可用配置与使用_Linux

Keepalived 的高可用配置与使用

2025-08-22 16:00:45,

Keepalived 是一个免费开源的，用C编写的类似于layer3， 4 & 7交换机制软件，具备我们平时说的第3层、第4层和第7层交换机的功能。主要提供 loadbalancing（负载均衡）和 high-availability（高可用）功能，负载均衡实现需要依赖Linux的虚拟服务内核模块（ipvs），而高可用是通过VRRP协议实现多台机器之间的故障转移服务。

Keepalived 是一款专注于提升网络服务可靠性的开源软件，特点如下：

核心功能：提供负载均衡和高可用性服务，适用于基于 Linux的系统和网络架构。
编程语言：Keepalived 采用 C 语言编写，保证了其高性能和稳定性。
负载均衡：基于 Linux内核模块技术（IPVS， IP Virtual Server），实现第四层（传输层）的负载均衡，有效分配网络流量。
健康检查：内置多种健康检查机制，能够实时监控后端服务器的运行状态，通过预设的检查策略来确保服务的稳定性。
高可用性：通过实现虚拟路由冗余协议（VRRP），Keepalived 能够在主备服务器之间实现快速的故障转移，保障网络服务的连续性。
故障检测：集成了边界网关检测协议（BFD， Bidirectional Forwarding Detection），用于快速检测网络故障，并触发 VRRP 状态转换，以实现更快的故障恢复。
灵活性：Keepalived 的架构设计模块化，各个功能模块可以独立使用，也可以组合使用，以适应不同的网络环境和需求。
扩展性：提供了钩子机制，允许用户自定义脚本和程序，以扩展和定制 VRRP 的行为。

一、安装

Keepalived支持源码安装，同时也可以通过不同操作系统安装工具进行安装。

1.1 在线安装（yum安装）

此处以 CentOS 的 yum工具为例进行安装介绍。

yum install -y keepalived

1.2 离线安装（编译安装）

下载安装包

Keepalived 官网下载地址

解压并安装

#1. 解压：将安装包上传到服务器的 $HOME 目录，并解压
tar -zxvf $HOME/keepalived-2.0.18.tar.gz

#2. 安装配置：使用 configure命令配置"安装目录"与"核心配置文件"所在位置
cd $HOME/keepalived-2.0.18/    #进入解压目录
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
#--prefix：指定 keepalived 的安装位置
#--sysconf：指定 keepalived 核心配置文件所在位置（固定位置，只能使用/etc）

#如果出现安装 libnl/libnl-3 的警告，则安装 `yum -y install libnl libnl-devel`后，重新在 configure一下。

#3. 编译并安装 keepalived
make && make install

#4. 系统服务配置：把 Keepalived 注册为系统服务
#4.1 将 Keepalived 的系统配置文件，拷贝至系统 /etc 目录
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

#4.2 刷新系统服务，加载新添加的 Keepalived 服务
sudo systemctl daemon-reload

二、配置

配置文件 /etc/keepalived/keepalived.conf 中主要由全局段、VRRP实例段、脚本段组成

配置文档：https://keepalived.org/manpage.html

2.1 全局配置（global_defs）

允许用户设置全局相关信息，例如邮件通知信息、关键参数配置等，该段配置在Master节点和Backup节点上应当一致。

! Configuration File for keepalived

global_defs {       #全局配置标识（如果下面的配置都不用，此模块也可以删除）
    notification_email {    #设置报警的邮件地址（依赖本机的 sendmail服务）
        acassen@firewall.loc    #keepalived 发生故障切换时邮件发送的目标邮箱，可以按行区分写多个
        failover@firewall.loc
        sysadmin@firewall.loc
    }
    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc   #邮件的发送地址
    smtp_server 192.168.31.1   #邮件SMTP服务器地址
    smtp_connect_timeout 30     #连接超时时间（邮件SMTP服务器）
    router_id LVS_DEVEL      #标识此节点机器的字符串（不必是主机名，默认：本地主机名）
    vrrp_skip_check_adv_addr    #对所有通告报文都检查，会比较消耗性能（启用后，如果收到的通告报文和上一个报文是同一个路由器，则跳过检查，默认值为全检查）
    vrrp_strict         #严格遵守VRRP协议，默认会导致 VIP 无法访问（建议注释此项配置）
    vrrp_garp_interval 0    #报文发送延迟，0表示不延迟
    vrrp_gna_interval 0     #消息发送延迟
}

vrrp_strict （建议不加此项配置）：严格遵守VRRP协议，启用此项后以下状况，将无法启动服务:

无 VIP 地址
配置了单播邻居
在VRRP版本2中有IPv6地址，开启动此项并且没有配置vrrp_iptables时会自动开启iptables防火墙规则，默认导致VIP无法访问

如果不配置邮件报警，主备主机名不重复时，可以省略 global_defs 块，router_id 默认使用本机主机名。

2.2 虚拟路由配置（vrrp_instance）

此部分主要用来定义具体服务的实例配置，包括 Keepalived主备状态、接口、优先级、认证方式和 VIP信息等

1. 每个 VRRP实例可以认为是 Keepalived服务的一个实例，或作为一个业务服务，在一组 Keepalived服务配置中，VRRP实例可以有多个。

2. 存在于 Master节点中的 VRRP实例配置在 Backup节点中也要有一致的配置（除了节点角色、优先级不同），这样才能实现故障切换转移

vrrp_instance VI_1 {    #VRRP实例名并设定实例名称（一般为业务名称）
    state MASTER    #设定初始VRRP实例角色，表示主机初始状态名称是MASTER（主机 MASTER/备机 BACKUP）
    interface eth0    #该实例绑定的网卡名称
    virtual_router_id 51    #虚拟路由ID标识，范围 0-255；同一VRRP实例中主备设置必须一致，否则将出现脑裂问题；
    priority 100    #优先级设定，权重值范围 1-254，数字越大，表示实例优先级越高；同一个VRRP实例中，Master节点优先级要高于Backup节点；
    advert_int 1    #主备之间同步检查时间间隔，单位秒
    authentication {    #认证机制，防止非法节点进入（同一个VRRP实例的MASTER和BACKUP使用相同的密码才能正常通信）
        auth_type PASS    #认证类型有PASS(Simple Passwd)和AH(IPSEC)，官方推荐PASS，验证密码为明文方式，最多8位
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {    #虚拟IP，可以有多个（vip），VIP将绑定至interface参数配置的网络接口上
        192.168.31.116    #指定VIP，不指定网卡，默认eth0；不指定/prefix， 默认/32
        192.168.31.117/24 dev eth1      #指定VIP，网卡
        192.168.31.118/24 dev eth2 label eth2:1     #指定VIP，网卡，label
        #<IPADDR>/<PREFIX> brd <IPADDR> dev <STRING> scope <SCOPE> label <LABEL>
    }

    track_script {    #根据 vrrp_script 的结果，去调整资源优先级
        check_haproxy     #调用脚本
    }

    nopreempt    #非抢占模式（默认为抢占模式），同一VRRP实例中主备设置必须一致。
    preempt_delay 2    #抢占模式的延迟时间，单位秒，范围0~1000；发现低优先级MASTER后，多少秒开始抢占。

    notify_master <script>    #当前节点成为"主节点"时，触发脚本script（脚本需要自定义）
    notify_backup <script>    #当前节点转为"备节点"时，触发脚本script（脚本需要自定义）
    notify_fault <script>    #当前节点出现故障时，触发脚本script（脚本需要自定义）
    notify_stop <script>     #当前VRRP实例停止时，触发脚本script（脚本需要自定义）
}

脑裂现象（通常发生在 VRRP（虚拟路由冗余协议）环境中）：当两个或多个路由器同时声明自己是虚拟路由器的主实例时，它们会争夺虚拟IP 地址的控制权，导致网络通信中断或数据包丢失。

配置错误：如果 Keepalived 实例的配置不正确，例如使用了相同的虚拟路由器ID（vartul_router_id）或优先级（priority），它们可能会争夺虚拟 IP 地址的控制权。
通信故障：当Keepalived 实例之间的通信中断时（网络或硬件故障），每个实例都可能认为自己是主实例，因为没有收到其他实例的心跳信号。
软件故障：Keepalived 或 VRRP 协议的软件故障也可能导致脑裂现象。

主备的切换模式：抢占式和非抢占式

抢占模式（默认）：当高优先级节点恢复后，会抢占低优先级节点成为MASTER；
非抢占模式：允许低优先级节点继续担任MASTER。

2.3 自定义服务检测脚本（vrrp_script）

默认情况下，Keepalived仅仅在节点宕机，或 Keepalived进程停掉的时候，才会启动切换机制。

但在实际工作中，有业务服务停止，而 Keepalived服务还存在的情况，这就会导致用户访问的 VIP无法找到对应的服务。

这时可以利用 Keepalived 触发预制的监测脚本，实现 VIP漂移来继续提供服务。

vrrp_script check_haproxy {    #自定义脚本并设定脚本名称，脚本可被多个实例调用。
    script "/usr/bin/killall -0 haproxy"    #自定义服务监控脚本，通过监控脚本返回的状态码，来识别集群服务是否正常；如果返回状态码是0，则服务正常，反之亦然。
    #script "/usr/bin/nc -nzv -w 2 127.0.0.1 5000"    #使用 netcat (nc) 命令来检查本地主机上的端口 5000 是否处于监听状态。
    interval 3    #脚本检查的间隔时间（监控间隔，单位为秒）。
    fall 3    #失败次数：设置判定 script结果为"失败"时的次数。
    rise 2    #成功次数：设置判定 script结果为"成功"的次数。
    timeout 1    #可选，脚本执行的超时时间，单位为秒。如果脚本在指定的时间内没有完成，它将被视为失败。
    weight -10    #可选，设置当监控脚本执行结果为失败时，触发 priority值调整（|weight值| > 主 - 备），正数为增加优先级，负数为降低优先级，范围-255~255。
}

命令 nc（netcat）参数介绍：

n：不进行 DNS 解析。（直接使用 IP 地址）
z：以扫描模式检查端口。（不发送数据）
v：显示详细信息。
w 2：设置超时时间为 2 秒。

2.4 配置独立日志文件（利用rsyslog服务）

默认日志存放在系统日志：/var/log/messages

如果ubuntu 没有 /var/log/messages 文件，则将 /etc/rsyslog.d/50-default.conf 中 -/var/log/messages 项放开

配置 keepalived 日志选项

#将 /etc/sysconfig/keepalived 文件中的 KEEPALIVED_OPTIONS 行，改为 KEEPALIVED_OPTIONS="-D -S 0"
sudo sed -i '/KEEPALIVED_OPTIONS/c\KEEPALIVED_OPTIONS="-D -S 4"' /etc/sysconfig/keepalived

-D， --log-detail #详细日志信息。
-S， --log-facility #设置本地系统日志设备0-7，即 -S 4 为 local4（默认值：LOG_DAEMON）

配置 rsyslog 日志规则

在 rsyslog 服务的配置中，添加 keepalived服务的日志配置，如：

local4.* /var/log/keepalived.log
```
#方法一、新建 /etc/rsyslog.d/keepalived.conf 并配置
echo 'local4.*    /var/log/keepalived.log' |sudo tee /etc/rsyslog.d/keepalived.conf


#方法二、在 /etc/rsyslog.conf 文件的 “RULES” 下面追加配置
sudo sed -i '/RULES/a\\n\local4.*    /var/log/keepalived.log' /etc/rsyslog.conf
```
- local4 #网络设备，如：路由器、交换机日志
- local0-local2：核心业务应用，local3-local5：基础设施/中间件，local6-local7：开发调试/临时日志
- local4.* #记录local4设施的所有优先级（生产环境通常记录到 info 级别，调试时临时开启 debug 级别）
  - local4.error #错误情况，如：应用程序错误、IO操作失败
  - local4.warning #警告情况，如：磁盘空间不足、非关键故障
  - local4.notice #正常但重要的情况，如：服务启动/停止、配置变更
  - local4.info #一般信息性消息，如：运行状态信息、统计数据
  - local4.debug #调试级信息，如：开发调试信息、详细流程跟踪

重启生效

#重启 keepalived 和 rsyslog 服务
sudo systemctl restart keepalived rsyslog

#后续 keepalived 活动后，检查日志：
tail -f /var/log/keepalived.log

2.5 实现独立配置文件（include）

当生产环境复杂时， /etc/keepalived/keepalived.conf 文件中内容过多，不易管理，可以将不同集群的配置

比如：不同集群的VIP配置放在独立的子配置文件中，利用include 指令可以实现包含子配置文件，格式如下:

include /path/file

添加子文件配置

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

#此处将不需要的全局配置都删除了（如果主备主机名不重复，此模块也可以删除）
global_defs {
    router_id LVS_DEVEL    #默认值是本地主机名
}

vrrp_script check_haproxy {
    script "/usr/bin/killall -0 haproxy"
    interval 5
    fall 3
    rise 1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.31.116
    }

    track_script {
        check_haproxy
    }
}

include /etc/keepalived/keepalived.conf.d/*.conf   #引入相关子配置文件
#include keepalived.conf.d/*.conf   #绝对路径与相对路径都行

新建子配置目录与文件

# 创建子配置目录
mkdir -p /etc/keepalived/keepalived.conf.d

# 创建子配置文件
touch /etc/keepalived/keepalived.conf.d/192.168.31.118.conf

添加子配置内容

#1. 解压：将安装包上传到服务器的 $HOME 目录，并解压
tar -zxvf $HOME/keepalived-2.0.18.tar.gz

#2. 安装配置：使用 configure命令配置"安装目录"与"核心配置文件"所在位置
cd $HOME/keepalived-2.0.18/    #进入解压目录
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
#--prefix：指定 keepalived 的安装位置
#--sysconf：指定 keepalived 核心配置文件所在位置（固定位置，只能使用/etc）

#如果出现安装 libnl/libnl-3 的警告，则安装 `yum -y install libnl libnl-devel`后，重新在 configure一下。

#3. 编译并安装 keepalived
make && make install

#4. 系统服务配置：把 Keepalived 注册为系统服务
#4.1 将 Keepalived 的系统配置文件，拷贝至系统 /etc 目录
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

#4.2 刷新系统服务，加载新添加的 Keepalived 服务
sudo systemctl daemon-reload
0

命令 nc -nzv -w 2 127.0.0.1 5000 的作用是：

不进行 DNS 解析。
以扫描模式检查端口。
显示详细信息。
设置超时时间为 2 秒。
检查本地主机（127.0.0.1）上的端口 5000 是否开放。

重启生效

#1. 解压：将安装包上传到服务器的 $HOME 目录，并解压
tar -zxvf $HOME/keepalived-2.0.18.tar.gz

#2. 安装配置：使用 configure命令配置"安装目录"与"核心配置文件"所在位置
cd $HOME/keepalived-2.0.18/    #进入解压目录
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
#--prefix：指定 keepalived 的安装位置
#--sysconf：指定 keepalived 核心配置文件所在位置（固定位置，只能使用/etc）

#如果出现安装 libnl/libnl-3 的警告，则安装 `yum -y install libnl libnl-devel`后，重新在 configure一下。

#3. 编译并安装 keepalived
make && make install

#4. 系统服务配置：把 Keepalived 注册为系统服务
#4.1 将 Keepalived 的系统配置文件，拷贝至系统 /etc 目录
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

#4.2 刷新系统服务，加载新添加的 Keepalived 服务
sudo systemctl daemon-reload
1

三、实例

3.1 服务器环境配置

#1. 解压：将安装包上传到服务器的 $HOME 目录，并解压
tar -zxvf $HOME/keepalived-2.0.18.tar.gz

#2. 安装配置：使用 configure命令配置"安装目录"与"核心配置文件"所在位置
cd $HOME/keepalived-2.0.18/    #进入解压目录
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
#--prefix：指定 keepalived 的安装位置
#--sysconf：指定 keepalived 核心配置文件所在位置（固定位置，只能使用/etc）

#如果出现安装 libnl/libnl-3 的警告，则安装 `yum -y install libnl libnl-devel`后，重新在 configure一下。

#3. 编译并安装 keepalived
make && make install

#4. 系统服务配置：把 Keepalived 注册为系统服务
#4.1 将 Keepalived 的系统配置文件，拷贝至系统 /etc 目录
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

#4.2 刷新系统服务，加载新添加的 Keepalived 服务
sudo systemctl daemon-reload
2

3.2 主备机高可用配置

编辑主备的配置文件（/etc/keepalived/keepalived.conf），并重启服务

主机配置内容

#1. 解压：将安装包上传到服务器的 $HOME 目录，并解压
tar -zxvf $HOME/keepalived-2.0.18.tar.gz

#2. 安装配置：使用 configure命令配置"安装目录"与"核心配置文件"所在位置
cd $HOME/keepalived-2.0.18/    #进入解压目录
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
#--prefix：指定 keepalived 的安装位置
#--sysconf：指定 keepalived 核心配置文件所在位置（固定位置，只能使用/etc）

#如果出现安装 libnl/libnl-3 的警告，则安装 `yum -y install libnl libnl-devel`后，重新在 configure一下。

#3. 编译并安装 keepalived
make && make install

#4. 系统服务配置：把 Keepalived 注册为系统服务
#4.1 将 Keepalived 的系统配置文件，拷贝至系统 /etc 目录
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

#4.2 刷新系统服务，加载新添加的 Keepalived 服务
sudo systemctl daemon-reload
3

备用机配置内容

#1. 解压：将安装包上传到服务器的 $HOME 目录，并解压
tar -zxvf $HOME/keepalived-2.0.18.tar.gz

#2. 安装配置：使用 configure命令配置"安装目录"与"核心配置文件"所在位置
cd $HOME/keepalived-2.0.18/    #进入解压目录
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
#--prefix：指定 keepalived 的安装位置
#--sysconf：指定 keepalived 核心配置文件所在位置（固定位置，只能使用/etc）

#如果出现安装 libnl/libnl-3 的警告，则安装 `yum -y install libnl libnl-devel`后，重新在 configure一下。

#3. 编译并安装 keepalived
make && make install

#4. 系统服务配置：把 Keepalived 注册为系统服务
#4.1 将 Keepalived 的系统配置文件，拷贝至系统 /etc 目录
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

#4.2 刷新系统服务，加载新添加的 Keepalived 服务
sudo systemctl daemon-reload
4

3.3 VIP漂移验证

VIP漂移：VIP会在发生故障的时候自动切换到备用机器。

配置正常下，只需关注 vrrp_script 的脚本即可。

模拟主机服务意外关闭

#1. 解压：将安装包上传到服务器的 $HOME 目录，并解压
tar -zxvf $HOME/keepalived-2.0.18.tar.gz

#2. 安装配置：使用 configure命令配置"安装目录"与"核心配置文件"所在位置
cd $HOME/keepalived-2.0.18/    #进入解压目录
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
#--prefix：指定 keepalived 的安装位置
#--sysconf：指定 keepalived 核心配置文件所在位置（固定位置，只能使用/etc）

#如果出现安装 libnl/libnl-3 的警告，则安装 `yum -y install libnl libnl-devel`后，重新在 configure一下。

#3. 编译并安装 keepalived
make && make install

#4. 系统服务配置：把 Keepalived 注册为系统服务
#4.1 将 Keepalived 的系统配置文件，拷贝至系统 /etc 目录
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

#4.2 刷新系统服务，加载新添加的 Keepalived 服务
sudo systemctl daemon-reload
5

使用其他服务验证：配置为本文的 3.2 小节，监控 haproxy 服务

#1. 解压：将安装包上传到服务器的 $HOME 目录，并解压
tar -zxvf $HOME/keepalived-2.0.18.tar.gz

#2. 安装配置：使用 configure命令配置"安装目录"与"核心配置文件"所在位置
cd $HOME/keepalived-2.0.18/    #进入解压目录
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
#--prefix：指定 keepalived 的安装位置
#--sysconf：指定 keepalived 核心配置文件所在位置（固定位置，只能使用/etc）

#如果出现安装 libnl/libnl-3 的警告，则安装 `yum -y install libnl libnl-devel`后，重新在 configure一下。

#3. 编译并安装 keepalived
make && make install

#4. 系统服务配置：把 Keepalived 注册为系统服务
#4.1 将 Keepalived 的系统配置文件，拷贝至系统 /etc 目录
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

#4.2 刷新系统服务，加载新添加的 Keepalived 服务
sudo systemctl daemon-reload
6

使用 web 服务验证

#1. 解压：将安装包上传到服务器的 $HOME 目录，并解压
tar -zxvf $HOME/keepalived-2.0.18.tar.gz

#2. 安装配置：使用 configure命令配置"安装目录"与"核心配置文件"所在位置
cd $HOME/keepalived-2.0.18/    #进入解压目录
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
#--prefix：指定 keepalived 的安装位置
#--sysconf：指定 keepalived 核心配置文件所在位置（固定位置，只能使用/etc）

#如果出现安装 libnl/libnl-3 的警告，则安装 `yum -y install libnl libnl-devel`后，重新在 configure一下。

#3. 编译并安装 keepalived
make && make install

#4. 系统服务配置：把 Keepalived 注册为系统服务
#4.1 将 Keepalived 的系统配置文件，拷贝至系统 /etc 目录
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp $HOME/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

#4.2 刷新系统服务，加载新添加的 Keepalived 服务
sudo systemctl daemon-reload
7

命令 wget -q --spider 127.0.0.1:8080/index.html 的作用是：

静默模式下（-q）
模拟访问（--spider）本地主机 127.0.0.1 的 8080 端口上的 index.html 文件。
该命令不会下载文件，只会检查文件是否存在，并返回服务器的响应状态码。

Via