随着计算机技术进入以网络为中心的时期，客户/服务器计算模式被大量采用，服务器系统的可靠性和安全性也成为一个不可忽视的问题。一旦服务器系统发生故障，将可能造成难以预料的损失。多机热备技术［1］可以很好地解决这一问题。多机热备是指使用互为备份的几台服务器共同执行同一服务，即active/standby模式。其中一台服务器为工作机(Master Server)，其他服务器为备份(Backup Server)。在系统正常情况下。工作机为应用系统提供服务，备份机则监视工作机运行情况，同时，工作机也在检测备份机是否正常。当工作机出现故障而不能支持应用系统运行时，备份机主动接管工作机的任务，继续支持工作机上的应用服务，保证系统不间断地提供服务。在目前采用纯硬件方式实现多机热备价格非常昂贵的情况下，采用软件方式实现多机热备无疑是更好的选择。

　　1 Keepalived简介①

　　Keepalived是能很实现多机热备需求的一款优秀软件，利用Keepalived所提供浮动IP功能，就可以简单实现一个多机热备高可用功能。但是初始服务器只有一台时，Keepalived不能正常运行。在现实中有一种场景，初始服务器群只有一台服务器，可以动态增加或减少服务器群的服务器台数，称之为动态浮动IP集群。由于Keepalived无法满足动态浮动IP集群的要求，笔者在原版Keepalived的基础上，作出一些修改使其能够满足该要求。

　　Keepalived软件常用于服务器群的负载均衡层，来提高系统的高可用性。图1所表示的是一个利用Keepalived所提供的双机浮动虚拟IP，实现的双机热备高可用功能的例子。

　　1．1 Keepalived的工作原理

　　Keepalived是一个基于VRRP协议来实现的服务高可用方案。VRRP协议［2］(Virtual Router Redundancy Protocol)即虚拟路由冗余协议，其协议报文都是通过IP多播包形式发送的，是一种默认网关冗余方法。VRRP协议让一组路由器构成一台虚拟路由器，称之为一个备份组。在VRRP组中是按优先级选举主控路由器，VRRP协议中优先级范围是0～255，优先级的配置原则可以依据链路的速度和成本、路由器性能和可靠性以及其他管理策略设定。主控路由器的选举中，高优先级的虚拟路由器获胜，作为MASTER，其他的都是BACKUP。正常情况下都是由主路由器来提供数据包转发服务，在主路由器失效的情况下才会依据动态的故障转移机制，将服务切换到备用路由器，由备用路由器来接管转发工作。

　　Keepalived利用VRRP协议来避免单点故障，主服务器和备份服务器对外表现为一个虚拟IP，主服务器会发送特定的消息给备份服务器，当备份服务器收不到这个消息的时候(作为MASTER的主服务器不可用的时候)，多台备份服务器中的BACKUP优先级最高的这台会被快速的抢占为MASTER，随后接管虚拟IP，继续提供服务，从而保证了系统的高可用性。

　　1．2 Keepalived的使用

　　Keepalived的安装和使用都非常简单，Keepalived启动需要一个配置文件，配置文件中说明了Keepalived必须的一些启动信息。图2是实验所用的Keepalived的VRRP实例配置信息。

　　Keepalived的配置实例

　　图2的各项配置信息中，Interface指实例所绑定的网卡，state表示实例初始化的状态，初始状态有MASTER和BACKUP两种;virtual_router_id指VRID标记(0～255);priority反映优先级的高低，高优先级竞选为Master;authentication用来设置认证，其中auth_type来设置认证方式，auth_ pass来设置认证密码;virtual_ipaddress用以指定虚拟IP。

　　在两台或多台服务器上均安装并配置好后，Keepalived就可以通过管理虚拟IP的浮动来实现系统的高可用性。但是当初始服务器只有一台时，Keepalived并不能在单机上提供虚拟IP，不能满足动态浮动IP集群的要求。所以笔者对其作了一些修改。

　　2对Keepalived的修改

　　Keepalived由两个主要模块组成:一个是健康检查模块，代码在Keepalived/check目录下;另一个模块是虚拟IP模块，代码在Keepalived/vrrp目录下。Keepalived使用调度器接收并调度和执行两个模块注册的任务。

　　在Keepalived/vrrp目录下修改相关vrrp任务添加代码，使得Keepalived能够在单机和多机的情况下能够正确添加相关任务。在lib/parser．c中修改打开配置文件的部分，使得Keepalived能够在修改后能够正确地打开配置文件。

　　3实验

　　3．1实验环境

　　图3实验网络拓扑图

　　图3中，A机作为主服务器，B机作为从服务器，Client机作为测试机用Ping操作来测试两个虚拟IP是否已在A机或B机上存在。

　　3．2 Keepalived配置

　　928化工自动化及仪表第39卷

　　双机系统中主机的配置信息参照图2，从机的配置信息略有不同，其中state参数为BACK-

　　UP，priority为100，其他配置均与主机相同。

　　3．3实验步骤

　　本实验将原版本和修改后的Keepalived在多机测试和单机环境下进行测试。

　　双机测试时，使用管理员权限，在A机器上采用MASTER配置运行Keepalived，命令是“Keepalived-f test．conf”(test．conf是图2所示的配置文件);在B机器上使用BACKUP配置运行Keepalived。从Client机上ping 192．168．2．22和192．168．2．33这两个虚拟IP。若关闭A机或B机中任意一个，均能从Client机上ping通这两个虚拟IP，而同时关闭A机和B机，则不能ping通这两个IP。表明Keepalived已成功启动并正常运行，能实现虚拟IP所在的机器关闭时发生的虚拟IP漂移。否则，表明Keepalived未能正常启动。

　　单机测试时，使用管理员权限，在A机器上采用MASTER配置运行Keepalived，从Client机上ping 192．168．2．22和192．168．2．33这两个虚拟IP，若能Ping通，则表示Keepalived已成功启动，若不能Ping通，则表示未能正常启动。

　　3．4实验结果

　　通过对比实验，得到结果见表1。

　　表1对比实验结果

　　环境原版Keepalived修改后

　　多机正常启动正常启动

　　单机不能启动正常启动

　　由实验结果可以看出，原版的Keepalived可以在多机环境下能正常工作，但在单机环境下不能正常工作。而修改后的Keepalived可以在保证多机环境正常工作的同时，增加了实现单机环境下正常工作的功能。

　　4结束语

　　在原版Keepalived功能的基础上，增加了其在单机环境下正常工作的功能，使得Keepalived在单机环境下也能稳定的提供浮动IP的服务。以后在系统中动态增减Keepalived配置为从机的服务器，就可以达到动态浮动IP集群的要求，这使得系统更加的灵活和稳定。