（轉）虛擬IP原理及使用

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一、前言

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。

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二、虛擬IP技術原理

1. 怎麼實現故障檢測？

心跳檢測技術。採用定時發送一個數據包，如果機器一定時間沒響應，就認爲是發生故障，自動切換到熱備的機器上去。

2. 怎麼實現主備自動切換？

虛擬IP技術。虛擬IP，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。

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 地址的對應關係，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，比如下面這個 ARP 緩存示例：

(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 bond0

其中，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，注意219、217的 MAC 地址是相同的。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。

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三、配置和刪除虛擬IP

假如主機有一個網卡 eth1，其對應一個IP爲 192.168.1.217，現對其設置一個虛擬IP 192.168.1.219：

ifconfig eth1:1 192.168.1.219 netmask 255.255.255.0

刪除該虛擬IP：

ip addr del 192.168.1.219 dev eth1

不過在網絡運維中，更常見的是使用 keepalived 配置虛擬ip（vip）實現雙機熱備以及自動切換主備，讀者可以自行搜索研究。