在运维工作中，Keepalived 是一种广泛使用的高可用性（HA）解决方案，主要用于防止单点故障，确保关键服务的不间断运行。它的核心工作原理基于 VRRP（虚拟路由冗余协议），以下是其详细的工作原理：
1. VRRP 协议基础
Keepalived 使用 VRRP 协议实现高可用性，VRRP 的主要功能是通过虚拟路由器的方式，解决静态路由的单点故障问题。
- 虚拟路由器（Virtual Router）：由一组物理服务器组成，共享一个虚拟 IP 地址（VIP）。
- 角色划分：
- Master：主节点，负责处理所有发往 VIP 的流量。
- Backup：备用节点，处于待命状态，准备在 Master 故障时接管服务。
- 优先级机制：每个节点都有一个 VRRP 优先级（范围 1-255，数值越大优先级越高），优先级最高的节点成为 Master。
2. Keepalived 的核心模块
Keepalived 的工作原理基于以下核心模块：
（1）Core 模块
负责启动和维护 Keepalived 进程，加载配置文件，以及进行基本的系统管理和信号处理。
（2）Check 模块
执行健康检查，监测本地系统或远程服务的可用性。例如，检查网络接口状态、HTTP 服务是否响应等。这些检查结果会影响节点的 VRRP 优先级，从而影响 Master 的选举。
（3）VRRP 模块
实现了 VRRP 协议，负责 Master 和 Backup 节点之间的通信，以及 Master 故障时的自动切换。Master 节点会周期性地发送 VRRP 通告报文（多播到 224.0.0.18），表明自己的活性。Backup 节点监听这些报文，如果没有收到，会根据优先级重新选举新的 Master。
3. 故障切换过程
Keepalived 的故障切换过程如下：
（1）正常运行
Master 节点定期发送 VRRP 通告报文，表明其活性。
（2）故障检测
当 Backup 节点停止接收到 Master 发送的 VRRP 报文，或通过 Check 模块检测到 Master 不可用时，会触发故障切换机制。
（3）角色切换
Backup 节点根据优先级确定是否有资格成为新的 Master。如果有更高的优先级或同等优先级但 IP 地址较大，则会接管 VIP，成为新的 Master。
（4）服务接管
新的 Master 会立即开始响应发往 VIP 的请求，确保服务不中断。
4. 快速切换与稳定性
Keepalived 设计了快速故障检测和切换机制，确保在 Master 故障后，Backup 能够在极短时间内（通常小于1秒）接管服务，减少服务中断时间。同时，通过健康检查和优先级管理，保障了系统的稳定性和可靠性。
5. 应用场景
Keepalived 不仅适用于 LVS 的高可用管理，还可以作为其他服务（如 Nginx、HAProxy、MySQL 等）的高可用解决方案。它通过 VRRP 协议和内部模块设计，实现了服务的高可用性，确保即使在服务器故障的情况下，也能迅速无缝地转移服务，维持业务连续性。
综上所述，通过以上机制，Keepalived 在运维工作中能够有效防止单点故障，确保关键服务的高可用性。
