vrrp协议与keepalived详解

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   keepalived是和heartbeat不同思路的HA开源解决方案，keepalived是基于vrrp协议的，那在介绍keepalived之前，我们先来了解vrrp协议。
一、Vrrp协议
1、VRRP 协议简介

vrrp: Virtual Redundent Routing Protocol 虚拟冗余路由协议
       在现实的网络环境中两台需要通信的主机大多数情况下并没有直接的物理连接。对于这样的情况它们之间路由怎样选择主机如何选定到达目的主机的下一跳路由
这个问题通常的解决方法有二种：

• 在主机上使用动态路由协议(RIP、OSPF等)
  
• 在主机上配置静态路由
  

       很明显在主机上配置动态路由是非常不切实际的因为管理、维护成本以及是否支持等诸多问题。配置静态路由就变得十分流行但路由器|默认网关|default gateway却经常成为单点故障。
       VRRP协议的目的就是为了解决静态路由单点故障问题；VRRP通过竞选(election)协议来动态的将路由任务交给LAN中虚拟路由器中的某台VRRP路由器。


2、相关术语
虚拟路由器：由一个 Master 路由器和多个 Backup 路由器组成。主机将虚拟路由器当作默认网关。
VRID：虚拟路由器的标识，有相同 VRID 的一组路由器构成一个虚拟路由器。通常用（0-255）标识
Master路由器：虚拟路由器中承担报文转发任务的路由器。
Backup路由器： Master路由器出现故障时能够代替 Master路由器工作的路由器。
虚拟 IP：地址虚拟路由器的 IP 地址，一个虚拟路由器可以拥有一个或多个IP 地址。
IP 地址拥有者：接口IP地址与虚拟IP地址相同的路由器被称为 IP 地址拥有者。
虚拟 MAC 地址：一个虚拟路由器拥有一个虚拟 MAC 地址。虚拟 MAC 地址的格式为 00-00-5E-00-01-{VRID}。通常情况下虚拟路由器回应 ARP 请求
使用的是虚拟 MAC 地址只有虚拟路由器做特殊配置的时候才回应接口的真实 MAC 地址。
priority优先级：VRRP 根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的地位。用0-255来表示，数字越小优先级越低。VRRP优先级的取值范围为0到255（数值越大表明优先级越高），可配置的范围是1到254，优先级0为系统保留给路由器放弃Master位置时候使用，255则是系统保留给IP地址拥有者使用。当路由器为IP地址拥有者时，其优先级始终为255。因此，当虚拟路由器内存在IP地址拥有者时，只要其工作正常，则为Master路由器。



抢占方式：默认，如果 Backup 路由器工作在抢占方式下，当它收到 VRRP 报文后会将自己的优先级与通告报文中的优先级进行比较。如果自己的优先级比当前的 Master 路由器的优先级高就会主动抢占成为 Master 路由器否则将保持 Backup 状态。
非抢占方式：如果 Backup 路由器工作在非抢占方式下则只要 Master 路由器没有出现故障Backup 路由器即使随后被配置了更高的优先级也不会成为Master 路由器。


3、VRRP 工作机制

       在一个VRRP虚拟路由器中有多台物理的VRRP路由器但是这多台的物理的机器并不能同时工作而是由一台称为MASTER的负责路由工作其它的都是BACKUPMASTER并非一成不变VRRP让每个VRRP路由器参与竞选最终获胜的就是MASTER。MASTER拥有虚拟路由器的IP地址我们的主机就是用这个IP地址作为静态路由的MASTER要负责转发发送给网关地址的包和响应ARP请求。
       VRRP通过竞选协议来实现虚拟路由器的功能所有的协议报文都是通过IP多播(multicast)包形式发送的。虚拟路由器由VRID(范围0-255)和一组IP地址组成对外表现为一个周知的MAC地址。所以在一个虚拟路由 器中不管谁是MASTER对外都是相同的MAC和IP(称之为VIP)。客户端主机并不需要因为MASTER的改变而修改自己的路由配置对客户端来说这种主从的切换是透明的。
　　       在一个虚拟路由器中只有作为MASTER的VRRP路由器会一直发送VRRP通告信息(VRRPAdvertisement message)BACKUP不会抢占MASTER除非它的优先级(priority)更高。当MASTER不可用时(BACKUP收不到通告信息) 多台BACKUP中优先级最高的这台会被抢占为MASTER。这种抢占是非常快速的(