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如何在CentOS上配置Keepalived实现高可用性？

96SEO 2026-02-20 08:58 10

如何在CentOS上配置Keepalived实现高可用性？

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高可用配置：从原理到实战的保姆级指南

关键词：Keepalived、高可用、VRRP、虚拟IP、CentOS、主备切换、健康检查

摘要：本文以“给小学生讲故事”的通俗语言，结合生活案例与技术细节，系统讲解

CentOS

IP）到实战操作（安装、配置、测试），再到常见问题与未来趋势，帮你彻底掌握“服务器永不宕机”的魔法。

/>

背景介绍

目的和范围

想象一下：你开了一家24小时营业的包子铺，只有1个厨师（主服务器）。

如果厨师突然生病（服务器宕机），包子铺就得关门（服务中断），顾客全跑了（业务损失）。

这时候，你需要1个“备用厨师”（备服务器），当主厨师生病时，备用厨师立刻顶上——这就是“高可用”（High

Availability，HA）的核心需求。

本文将教你用

Keepalived

系统上搭建这样的“主备厨师团队”，覆盖：

  • Keepalived

    核心原理（为什么能实现高可用？）

  • 具体配置步骤（如何让主备服务器“接力”？）
  • 实战测试与问题排查（如何验证切换成功？）

预期读者

  • 运维工程师：需要保障业务连续性的一线操作者
  • 开发工程师：想了解后端高可用方案的技术支持者
  • 技术爱好者：对“服务器永不宕机”好奇的探索者

文档结构概述

本文采用“从概念到实战”的递进结构：

  1. 先讲“为什么需要

    Keepalived”（背景）

  2. 再用生活案例解释核心概念（VRRP、虚拟

    等）

  3. 然后手把手教配置（安装→改配置→写检查脚本→测试）
  4. 最后总结常见问题与未来趋势

术语表

核心术语定义
  • 高可用（HA）：系统在部分组件故障时仍能持续提供服务的能力（如包子铺主厨师生病，备用厨师顶上）。

  • VRRP：虚拟路由冗余协议（Virtual

    Router

    Protocol），Keepalived

    的核心协议，负责协调主备节点“谁来干活”。

  • 虚拟

    IP（VIP）：对外暴露的“共享车牌”，主节点正常时由它使用，主节点故障时备节点接管（顾客只认车牌，不用管具体是哪辆车）。

  • 主节点（Master）：当前负责处理业务的服务器（主厨师）。

  • 备节点（Backup）：随时待命的备用服务器（备用厨师）。

相关概念解释
  • 健康检查：Keepalived

    定期“敲主节点的门”，确认它是否存活（如检查

    Nginx

    进程是否运行）。

  • 脑裂：主备节点因网络问题都认为对方故障，导致同时接管

    VIP（相当于两个厨师都认为对方生病了，同时开始做包子，顾客会混乱）。

/>

核心概念与联系：用“包子铺”故事讲明白

故事引入：包子铺的“永不关门”计划

你开了一家超火的包子铺，顾客每天排队买包子（用户访问服务器）。

但有个大问题：只有1个厨师（主服务器），如果他突然生病（服务器宕机），包子铺就得关门（服务中断）。

为了解决这个问题，你做了两个关键动作：

  1. 找了个备用厨师（备服务器）：他平时在厨房待命，主厨师正常时他休息，主厨师生病时他立刻顶上。

  2. 挂了块共享招牌（虚拟

    IP）：顾客只认这块招牌（VIP），不管当前是主厨师还是备用厨师在做饭（真实服务器

    IP）。

但问题来了：

  • 怎么让备用厨师知道主厨师生病了？（健康检查）
  • 怎么让顾客自动切换到备用厨师的招牌？（VRRP

    Keepalived

    要解决的问题——它相当于“包子铺的大管家”，负责监控主厨师状态，协调主备切换，管理共享招牌。

    核心概念解释（像给小学生讲故事）

    核心概念一：VRRP

    />VRRP

    就像包子铺的“裁判”，负责决定“当前该谁做饭”。

    它让主备服务器组成一个“虚拟路由组”，通过广播“我还活着”的消息（VRRP

    通告）来沟通。

    主服务器优先级高（比如

    100），备服务器优先级低（比如

    90）。

    正常时主服务器发通告，备服务器“听”到后就乖乖待命；如果主服务器不发通告了（超过一定时间），备服务器就认为主服务器生病了，自己“升级”为主服务器开始做饭。

    核心概念二：虚拟

    IP（VIP）——顾客的“共享招牌”

    />虚拟

    192.168.1.100）。

    主服务器正常时，VIP

    192.168.1.100

    IP）；主服务器故障时，Keepalived

    VIP

    IP）。

    顾客完全感觉不到变化——他们只认招牌，不认具体是哪个厨师。

    核心概念三：健康检查——主服务器的“体检医生”

    Keepalived

    的“体检医生”，定期检查主服务器是否真的能做饭（比如检查

    Nginx

    挂了（但服务器本身没宕机），健康检查会“告诉”

    Keepalived：“主厨师虽然没生病，但他的锅坏了，做不了包子！”这时候

    Keepalived

    VIP。

    核心概念之间的关系（用包子铺比喻）

    • VRRP

      VIP

      是“共享招牌”。

      裁判决定当前由谁拿招牌——主厨师健康时他拿，主厨师生病时备用厨师拿。

    • 健康检查与

      VRRP

      的关系：健康检查是“体检医生”，给裁判提供主厨师的健康报告。

      如果医生说“主厨师生病了”，裁判就会让备用厨师接管招牌。

    • VIP

      VIP

      的服务器真的能提供服务（比如备用厨师接管招牌后，医生也会检查他的锅是否正常）。

    核心概念原理和架构的文本示意图

    用户请求
    IP（VIP:192.168.1.100）
    主服务器（IP:192.168.1.101，优先级100）
    Keepalived
    备服务器（IP:192.168.1.102，优先级90）
    Keepalived
    进程（监听主服务器通告，待命）
    健康检查（备用时也检查自身状态，确保随时能接管）

    Mermaid

    流程图：主备切换流程

    xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"

    viewbox="0

    orient="auto">

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    center;">

    343.6484375)">

    center;">

    正常时

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599.6484375)">

center;">

是

599.6484375)">

transform="translate(-60.1953125,

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center;">

否/主服务器宕机

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center;">

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center;">

35)">

transform="translate(-43.38671875,

style="display:

center;">

用户访问VIP

209.32421875)">

transform="translate(-70.32421875,

style="display:

center;">

VIP绑定在谁的网卡?

407.6484375)">

center;">

主服务器处理请求

523.6484375)">

200px;">

主服务器Keepalived发送VRRP通告

675.6484375)">

200px;">

备服务器收到通告，保持备用

523.6484375)">

200px;">

健康检查：主服务器Nginx/端口正常?

675.6484375)">

center;">

继续服务

675.6484375)">

200px;">

主服务器Keepalived停止发送通告

791.6484375)">

center;">

备服务器超时未收到通告

895.6484375)">

transform="translate(-99.38671875,

style="display:

center;">

备服务器升级为主，绑定VIP

1011.6484375)">

200px;">

用户请求自动路由到备服务器

/>

核心算法原理

协议实现+健康检查模块。

VRRP

协议通过以下步骤协调主备：

  1. 主备服务器加入同一个

    VRRP

    组，协商优先级（数值越高越优先）。

  2. 主服务器定期（默认

    秒）发送

    通告（包含自己的优先级、状态）。

  3. 备服务器监听通告：若收到，确认主服务器存活；若超时未收到（默认

    秒），认为主服务器故障，自己升级为主。

  4. 升级为主的服务器将

    VIP

    绑定到本地网卡，开始处理请求。

具体操作步骤（以

CentOS

服务器

  • 主服务器（Master）：IP

    hostname

    master

  • 备服务器（Backup）：IP

    hostname

    IP（VIP）：192.168.1.100（需与主备服务器同网段）

步骤

2：安装

Keepalived

两台服务器都执行以下命令：

#
安装（CentOS
yum）yuminstall-y
keepalived#
查看版本（验证安装成功）keepalived
-v#
(09/24,2019)

步骤

3：配置

Keepalived（关键！）

主服务器（192.168.1.101）配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs
router_id
标识当前节点的名称（自定义，主备不同）
vrrp_script
"/etc/keepalived/check_nginx.sh"
健康检查脚本路径
检查失败时，当前节点优先级降低20（触发切换）
vrrp_instance
主节点状态（MASTER/Backup）
interface
绑定VIP的网卡（ifconfig查看）
virtual_router_id
VRRP组ID（主备必须相同，0-255）
priority
优先级（主>备，比如主100，备90）
advert_int
虚拟IP（可多个，每行一个）
192.168.1.100/24
}

备服务器（192.168.1.102）配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs
router_id
"/etc/keepalived/check_nginx.sh"
与主节点相同脚本
4：编写健康检查脚本（关键防误切！）

两台服务器都创建脚本/etc/keepalived/check_nginx.sh，并赋予执行权限：

#
创建脚本vi/etc/keepalived/check_nginx.sh#
输入以下内容（检查Nginx是否运行）：#!/bin/bash#
检查Nginx进程是否存在if[$(ps-C
nginx
--no-headers|wc-l)-eq0];***n#
如果不存在，尝试重启Nginxsystemctl
restart
等待2秒后再次检查sleep2if[$(ps-C
nginx
--no-headers|wc-l)-eq0];***n#
重启失败，通知Keepalived切换（返回非0状态码）exit1fifiexit0#
赋予执行权限chmod+x
/etc/keepalived/check_nginx.sh

脚本逻辑解释：

  • 第1次检查：如果

    Nginx

    进程不存在，尝试重启。

  • 第2次检查：如果重启后还是不存在（说明

    Nginx

    故障严重），返回exit

    会降低当前节点优先级（通过weight

    -20），触发主备切换。

步骤

5：启动

并设置开机自启

两台服务器都执行：

#
启动服务systemctl
设置开机自启systemctlenablekeepalived#
查看状态（主服务器应显示Master，备显示Backup）systemctl
status
/>
数学模型和公式：用简单公式理解切换逻辑
Keepalived
的主备切换本质是优先级竞争，可用以下公式描述：
当前有效优先级
=
健康检查权重当前有效优先级=初始优先级+健康检查权重
  • 初始优先级：主节点
    100，备节点
    90（配置文件中priority字段）。
  • 健康检查权重：检查成功时为
    0，检查失败时为
    -20）。
举例：
  • 主节点正常时：有效优先级
    =
    故障（健康检查失败）：有效优先级
    =
    />
    项目实战：代码实际案例和详细解释说明
    开发环境搭建
    • 硬件：2
      CentOS
      以上，模拟生产环境）。
    • 软件：
      • CentOS
        7（内核
        默认版本可能较旧，可编译安装最新版）
      • Nginx（作为测试服务，验证切换后服务可用）
    源代码详细实现和代码解读
    前面的配置文件和健康检查脚本就是“源代码”，这里重点解读关键参数：
    vrrp_instance块核心参数
    参数名说明主节点值备节点值
    state节点初始状态（MASTER/BACKUP）MASTERBACKUP
    interface绑定
    VIP
    的网卡（ifconfig查看，如ens33）
    		ens33ens33
    virtual_router_idVRRP
    ID（主备必须相同，0-255）
    		5151
    priority初始优先级（数值越高越优先）10090
    advert_int发送
    VRRP
    1）
    		11
    au***ntication认证（防伪造通告，主备密码必须相同）auth_pass
    1111
    virtual_ipaddress虚拟
    IP（可多个，格式：IP/子网掩码）
    		192.168.1.100/24192.168.1.100/24
    vrrp_script块核心参数
    参数名说明值
    script健康检查脚本路径（需可执行）/etc/keepalived/check_nginx.sh
    interval检查间隔（秒）5
    weight检查失败时，当前节点优先级调整值（正数提升，负数降低）-20
    代码解读与分析
    • 为什么主备的virtual_router_id必须相同？
      />VRRP
      组通过virtual_router_id区分不同的高可用组。
      如果主备的
      不同，它们会认为属于不同的组，无法通信和切换。
    • 为什么健康检查脚本要重启
      Nginx
      短暂故障（如重启）触发误切换。
      比如，手动重启
      Nginx
      时，进程会短暂消失，脚本尝试重启后恢复，避免
      Keepalived
      误判为主节点故障。
    • advert_int可以调大吗？
      />可以，但需权衡“检测速度”和“网络开销”。
      调大（如
      秒）会减少网络广播，但故障检测时间会延长（切换延迟增加）；调小（如
      0.5
      秒）检测更快，但可能增加网络负担。
    高可用方案广泛应用于以下场景：
    1.
    Web
    服务器高可用

  • 场景：企业官网、电商平台等

    Web

    Nginx/Apache，确保某台服务器宕机时服务不中断。

2.

数据库高可用（配合主从复制）

  • 场景：MySQL

    主从复制架构中，主数据库宕机时，Keepalived

    VIP

    到从数据库（需结合read_only配置，避免数据冲突）。

3.

负载均衡器高可用

  • 场景：LVS（Linux

    虚拟服务器）作为负载均衡器时，Keepalived

    LVS

    提供高可用，确保负载均衡器本身不成为单点故障。

/>

工具和资源推荐

官方资源

  • Keepalived

    官方文档：最权威的配置指南，包含所有参数说明。

  • VRRP

    RFC

    文档：想深入理解底层原理的必读材料。

社区与工具

  • 监控工具：Prome***us

    +

    状态（通过keepalived_exporter采集指标，如vrrp_instance_state）。

  • 日志分析：journalctl

    keepalived查看

    运行日志（定位切换问题的关键）。

Kubernetes

开始与kube-vip等工具结合，为云原生应用提供基于

VRRP

LoadBalancer）。

趋势

Keepalived

是主备模式（1主N备），未来可能支持多主模式（多个节点同时提供服务，VIP

流量负载均衡），提升资源利用率。

挑战：脑裂问题

当主备节点因网络分区（如交换机故障）无法通信时，可能出现“脑裂”——主备都认为对方故障，同时绑定

VIP。

解决方案：

  • 心跳线：部署独立的心跳网络（如串口线），避免因业务网络故障导致误判。

  • 仲裁机制：引入第三方节点（如磁盘锁、云存储），主备节点切换时需向仲裁节点申请“锁”，确保只有一个节点能接管

    />

    总结：学到了什么？

    核心概念回顾

    • VRRP

      协议：主备的“裁判”，通过优先级和通告协调谁接管

      IP（VIP）：用户访问的“共享招牌”，主备切换时自动迁移。

    • 健康检查：“体检医生”，确保接管

      VIP

      的节点真的能提供服务。

    概念关系回顾

    • VRRP

      决定“谁来拿招牌”，健康检查决定“拿招牌的人是否能干活”，VIP

      />

      思考题：动动小脑筋

      1. 如果主服务器的网络卡了（能发通告但延迟很高），备服务器会误切换吗？如何避免？（提示：调整advert_int和master_down_interval）

      2. 你能为

        MySQL

        高可用方案吗？需要注意哪些问题？（提示：主从复制延迟、从库read_only状态）

      3. 如果有

        台服务器（1主2备），如何配置

        Keepalived

        实现“主→备1→备2”的级联切换？

      />

      附录：常见问题与解答

      Q1：启动

      Keepalived

      没绑定到主服务器？

Q2：健康检查脚本执行了，但

Keepalived

没切换？

Q3：切换后，备服务器接管了

VIP，但用户请求还是到主服务器？

/>

扩展阅读

服务器高可用架构实战》（机械工业出版社）

  • Keepalived

    GitHub

    搭建高可用集群

    • 标签： CentOS 下 Keepalived 高可用配置

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