1、虛擬ip概念：
分析虛擬IP前，先說一下：
動態 IP 、固定 IP 、實體 IP
實體 IP：在網絡的世界裏，爲了要辨識每一部計算機的位置，因此有了計算機 IP 位址的定義。一個 IP 就好似一個門牌！例如，你要去微軟的網站的話，就要去『 207.46.197.101 』這個 IP 位置！這些可以直接在網際網絡上溝通的 IP 就被稱爲『實體 IP 』了。
固定 IP 與 動態 IP：基本上，這兩個東西是由於近來網絡公司大量的成長下的產物，例如，你如果向中華電信申請一個商業型態的 ADSL 專線，那他會給你一個固定的實體 IP ，這個實體 IP 就被稱爲『固定 IP 』了。而若你是申請計時制的 ADSL ，那由於你的 IP 可能是由數十人共同使用，因此你每次重新開機上網時，你這部計算機的 IP 都不會是固定的！於是就被稱爲『動態 IP』或者是『浮動式IP』。基本上，這兩個都是『實體IP』，只是網絡公司用來分配給用戶的方法不同而產生不同的名稱而已。
虛擬 IP：不過，衆所皆知的，IP 位址僅爲 xxx.xxx.xxx.xxx 的資料型態，其中， xxx 爲 1-255 間的整數，由於近來計算機的成長速度太快，實體的 IP 已經有點不足了，好在早在規劃 IP 時就已經預留了三個網段的 IP 做爲內部網域的虛擬 IP 之用。這三個預留的 IP 分別爲：
A級：10.0.0.0 - 10.255.255.255
B級：172.16.0.0 - 172.31.255.255
C級：192.168.0.0 - 192.168.255.255
上述中最常用的是192.168.0.0這一組。不過，由於是虛擬 IP ，所以當您使用這些地址的時候﹐當然是有所限制的，限制如下：
私有位址的路由信息不能對外散播
使用私有位址作爲來源或目的地址的封包﹐不能透過Internet來轉送
關於私有位址的參考紀錄(如DNS)﹐只能限於內部網絡使用
由於虛擬 IP 的計算機並不能直接連上 Internet ，因此需要特別的功能才能上網。不過，這給我們架設IP網絡做成很大的方便﹐比如﹕即使您目前的公司還沒有連上Internet﹐但不保證將來不會啊。如果使用公共IP的話﹐如果沒經過註冊﹐等到以後真正要連上網絡的時候﹐就很可能和別人衝突了。也正如前面所分析的﹐到時候再重新規劃IP的話﹐將是件非常頭痛的問題。這時候﹐我們可以先利用私有位址來架設網絡﹐等到真要連上intetnet的時候﹐我們可以使用IP轉換協定﹐如 NAT (Network Addresss Translation)等技術﹐配合新註冊的IP就可以了。
2、虛擬IP原理
我們知道一般的IP地址是和物理網卡綁定的，而VIP相反，是不與實際網卡綁定的的IP地址。當外網的上的一個機器，通過域名訪問某公司內網資源時，內網的DNS服務器會把域名解析到一個VIP上。當外網主機經過域名解析得到這個VIP後，就將數據包發往這個VIP。但是在內網中，這個VIP是不與具體的設備相連接的，所以外網發過來的目的地址是VIP的IP數據包，究竟會到哪臺機器呢？
其實，這個在內網的過程是，通過ARP協議來完成的。也就是說這個VIP可以映射到的MAC地址是可以控制的。VIP在內網中被動態的映射到不同的MAC地址上，也就是映射到不同的機器設備上，那麼就可以起到負載均衡的效果啦。
PS:VIP的概念的是LVS中一個概念，具體學習《Linux負載均衡軟件LVS之概念篇》
3、爲什麼需要虛擬ip(HA的重要性)
HA即(high available)高可用，又被叫做雙機熱備，用於關鍵性業務。簡單理解就是，有2臺機器 A 和 B，正常是 A 提供服務，B 待命閒置，當 A 宕機或服務宕掉，會切換至B機器繼續提供服務。常見的實現高可用的開源軟件有 heartbeat 和 keepalived。
這樣，一臺 web 服務器一天24小時提供web服務，難免會存在 web 服務掛掉或服務器宕機宕機的情況，那麼用戶就訪問不了服務了，這當然不是我們期望的。如果這樣，有2臺服務器，A對外提供 web 服務，B作爲備用，如果A掛掉，那麼B立刻替代A的位置去提供 web 服務，這樣對用戶來說是透明的。但是有個問題，服務器A的 ip 是 10.0.0.100，服務器B的 ip 是 10.0.0.101，顯然向用戶提供A或B的ip地址是不可行的，因爲用戶總不能去切換ip來訪問的吧。這時heartbeat或keepalived可以提供一個虛擬IP：10.0.0.102，用戶只需要訪問 10.0.0.102，當A提供服務時，VIP 會設置在A服務器上，當B提供服務時，VIP會設置在B服務器上，這樣就可以讓用戶通過訪問 10.0.0.102 來獲取web服務，即使A或B服務器切換也不影響用戶的正常訪問。
下面我們使用 heartbeat 來做 HA 集羣，並且把 nginx 服務作爲 HA 對應的服務。
4、具體的實現（方案的細節）
高可用性HA（High Availability）指的是通過儘量縮短因日常維護操作（計劃）和突發的系統崩潰（非計劃）所導致的停機時間，以提高系統和應用的可用性。HA系統是目前企業防止核心計算機系統因故障停機的最有效手段。
實現HA的方式，一般採用兩臺機器同時完成一項功能，比如數據庫服務器，平常只有一臺機器對外提供服務，另一臺機器作爲熱備，當這臺機器出現故障時，自動動態切換到另一臺熱備的機器。
怎麼實現故障檢測的那？
心跳，採用定時發送一個數據包，如果機器多長時間沒響應，就認爲是發生故障，自動切換到熱備的機器上去。
怎麼實現自動切換那？
虛IP。何爲虛IP那，就是一個未分配給真實主機的IP，也就是說對外提供數據庫服務器的主機除了有一個真實IP外還有一個虛IP，使用這兩個IP中的 任意一個都可以連接到這臺主機，所有項目中數據庫鏈接一項配置的都是這個虛IP，當服務器發生故障無法對外提供服務時，動態將這個虛IP切換到備用主機。
開始我也不明白這是怎麼實現的，以爲是軟件動態改IP地址，其實不是這樣，其實現原理主要是靠TCP/IP的ARP協議。因爲ip地址只是一個邏輯 地址，在以太網中MAC地址纔是真正用來進行數據傳輸的物理地址，每臺主機中都有一個ARP高速緩存，存儲同一個網絡內的IP地址與MAC地址的對應關 系，以太網中的主機發送數據時會先從這個緩存中查詢目標IP對應的MAC地址，會向這個MAC地址發送數據。操作系統會自動維護這個緩存。這就是整個實現 的關鍵。
下邊就是我電腦上的arp緩存的內容。
(192.168.1.219) at 00:21:5A:DB:68:E8 [ether] on bond0
(192.168.1.217) at 00:21:5A:DB:68:E8 [ether] on bond0
(192.168.1.218) at 00:21:5A:DB:7F:C2 [ether] on bond
192.168.1.217、192.168.1.218是兩臺真實的電腦，
192.168.1.217爲對外提供數據庫服務的主機。
192.168.1.218爲熱備的機器。
192.168.1.219爲虛IP。
大家注意紅字部分，219、217的MAC地址是相同的。
再看看那217宕機後的arp緩存
(192.168.1.219) at 00:21:5A:DB:7F:C2 [ether] on bond0
(192.168.1.217) at 00:21:5A:DB:68:E8 [ether] on bond0
(192.168.1.218) at 00:21:5A:DB:7F:C2 [ether] on bond0
這就是奧妙所在。當218 發現217宕機後會向網絡發送一個ARP數據包，告訴所有主機192.168.1.219這個IP對應的MAC地址是00:21:5A:DB:7F:C2，這樣所有發送到219的數據包都會發送到mac地址爲00:21:5A:DB:7F:C2的機器，也就是218的機器。