keepalived vip漂移基本原理及選舉算法
keepalived可以將多個無狀態的單點通過虛擬IP(以下稱為VIP)漂移的方式搭建成一個高可用服務，常用組合比如 keepalived+nginx，lvs，haproxy和memcached等。它的實現基礎是VRRP協議，包括核心的MASTER競選機制都是在VRRP協議所約定的。
一、配置說明：
keepalived的配置位於/etc/keepalived/keepalived.conf，配置文件格式包含多個必填/可選的配置段，部分重要配置含義如下：
global_defs: 全局定義塊，定義主從切換時通知郵件的SMTP配置。
vrrp_instance: vrrp實例配置。
vrrp_script: 健康檢查腳本配置。
細分下去，vrrp_instance配置段包括：
state: 實例角色。分為一個MASTER和一(多)個BACKUP。
virtual_router_id: 標識該虛擬路由器的ID，有效範圍為0-255。
priority: 優先級初始值，競選MASTER用到，有效範圍為0-255。
advert_int: VRRP協議通告間隔。
interface: VIP所綁定的網卡，指定處理VRRP多播協議包的網卡。
mcast_src_ip: 指定發送VRRP協議通告的本機IP地址。
authentication: 認證方式。
virtual_ipaddress: VIP。
track_script: 健康檢查腳本。
vrrp_script配置段包括：
script: 一句指令或者一個腳本文件，需返回0(成功)或非0(失敗)，keepalived以此為依據判斷其監控的服務狀態。
interval: 健康檢查周期。
weight: 優先級變化幅度。
fall: 判定服務異常的檢查次數。
rise: 判定服務正常的檢查次數。
這裏有MASTER和BACKUP的參考配置。
二、選舉算法
keepalived中優先級高的節點為MASTER。MASTER其中一個職責就是響應VIP的arp包，將VIP和mac地址映射關系告訴局域網內其 他主機，同時，它還會以多播的形式（目的地址224.0.0.18）向局域網中發送VRRP通告，告知自己的優先級。網絡中的所有BACKUP節點只負責 處理MASTER發出的多播包，當發現MASTER的優先級沒自己高，或者沒收到MASTER的VRRP通告時，BACKUP將自己切換到MASTER狀 態，然後做MASTER該做的事：1.響應arp包，2.發送VRRP通告。
MASTER和BACKUP節點的優先級如何調整？
首先，每個節點有一個初始優先級，由配置文件中的priority配置項指定，MASTER節點的priority應比BAKCUP高。運行過程中keepalived根據vrrp_script的weight設定，增加或減小節點優先級。規則如下：
1. 當weight > 0時，vrrp_script script腳本執行返回0(成功)時優先級為priority + weight, 否則為priority。當BACKUP發現自己的優先級大於MASTER通告的優先級時，進行主從切換。
2. 當weight < 0時，vrrp_script script腳本執行返回非0(失敗)時優先級為priority + weight, 否則為priority。當BACKUP發現自己的優先級大於MASTER通告的優先級時，進行主從切換。 3. 當兩個節點的優先級相同時，以節點發送VRRP通告的IP作為比較對象，IP較大者為MASTER。 以上文中的配置為例： HOST1: 10.15.8.100, priority=91, MASTER(default) HOST2: 10.15.8.101, priority=90, BACKUP VIP: 10.15.8.102 weight = 2 抓包命令: tcpdump -nn vrrp 示例一：HOST1和HOST2上keepalived和nginx均正常。
1 2 3 4 |
16:33:07.697281 IP 10.15.8.100 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 102, prio 93, authtype simple, intvl 1s, length 20 16:33:08.697588 IP 10.15.8.100 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 102, prio 93, authtype simple, intvl 1s, length 20 |
此時HOST1優先級為priority + weight = 93，HOST2優先級為priority + weight = 92，HOST1仍為MASTER。
示例二：關閉HOST1上的nginx。
1 2 3 4 5 6 7 8 |
16:33:09.697928 IP 10.15.8.100 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 102, prio 93, authtype simple, intvl 1s, length 20 16:33:10.698285 IP 10.15.8.100 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 102, prio 91, authtype simple, intvl 1s, length 20 16:33:10.698482 IP 10.15.8.101 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 102, prio 92, authtype simple, intvl 1s, length 20 16:33:11.699441 IP 10.15.8.101 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 102, prio 92, authtype simple, intvl 1s, length 20 |
HOST1上的nginx關閉後，killall -0 nginx返回非0，HOST1通告的優先級為priority = 91，HOST2的優先級為priority + weight = 92，HOST2搶占成功，被選舉為MASTER。相關日誌可tail /var/log/messages。
由此可見，主從的優先級初始值priority和變化量weight設置非常關鍵，配錯的話會導致無法進行主從切換。比如，當MASTER初始值定 得太高，即使script腳本執行失敗，也比BACKUP的priority + weight大，就沒法進行VIP漂移了。所以priority和weight值的設定應遵循: abs(MASTER priority - BAKCUP priority) < abs(weight)。 另外，當網絡中不支持多播(例如某些雲環境)，或者出現網絡分區的情況，keepalived BACKUP節點收不到MASTER的VRRP通告，就會出現腦裂(split brain)現象，此時集群中會存在多個MASTER節點。
轉載：http://fengchj.com/?p=2156
keepalived vip漂移基本原理及選舉算法