简述keepalived工作原理

keepalived的原理是vrrp原理和lvs原理的组合

vrrp 协议的软件实现，原生设计目的为了高可用 ipvs服务
官网：http://keepalived.org/

功能：

• 基于vrrp协议完成地址流动
• 为vip地址所在的节点生成ipvs规则(在配置文件中预先定义)
• 为ipvs集群的各RS做健康状态检测（通过访问指定页面返回结果进行健康性检查）
• 基于脚本调用接口完成脚本中定义的功能，进而影响集群事务。
• 支持nginx、haproxy等服务

1.VRRP 网络层硬件实现

企业内访问外网通过路由器实现，为了防止路由器出问题，因此要两台路由器，但是两台路由器的ip和网关都不一样，将两台路器虚拟出同一个ip（vip）和网关，让客户端的网关都指向新的网关，同一时间只运行在一台路由器上，不同时间进行浮动，避免冲突。当一台出问题，vip就会立即浮动到另一台机器，保证能持续上网。
vrrp工作主机为了第一时间知道对方主机的情况，通过建立心跳线沟通，采用发免费arp的方法告知对方自己的工作状态，工作的主机发免费的arp，（可以广播，也可以单播），目的就是告知自己拥有vip，并告知自己的优先级，备用节点接收到消息与自己的优先级进行对比，自己的优先级低于工作的节点，自己就不工作，当接收不到免费的arp，或者工作的节点的优先级低于自己，从节点就会开始工作，此时从节点获取vip进行工作。
可以采用防火墙策略破坏彼此的心跳线，则因为接收不到免费的arp，此时两台主机主机都会获得vip，就会产生脑裂现象，如果发生了脑裂现象，首先是要关掉一台主机的keepalived服务，保证服务能够正常工作，然后再查明原因进行维护。

2.Keepalived的结构和使用lvs规则进行工作

官方文档： https://keepalived.org/doc/

http://keepalived.org/documentation.html

• 用户空间核心组件：
  vrrp stack：VIP消息通告
  checkers：监测real server
  system call：实现 vrrp 协议状态转换时调用脚本的功能
  SMTP：邮件组件
  IPVS wrapper：生成IPVS规则Netlink Reflector：网络接口WatchDog：监控进程

• 控制组件：提供keepalived.conf 的解析器，完成Keepalived配置

• IO复用器：针对网络目的而优化的自己的线程抽象

• 内存管理组件：为某些通用的内存管理功能（例如分配，重新分配，发布等）提供访问权限

keepalived分为内核空间和用户空间，ipvs是lvs的核心组件，通过IPVS wrapper组件把lvs规则通过keepalived写入lvs内核空间，控制lvs的调度策略，lvs生产中就是配合keepalived使用的，netlink reflector组件实现vip的策略，VRRP Stack 实现vip浮动。Checkers实现健康性检查，丰富了lvs的缺失功能，Keepalived的出现就是弥补lvs的不足，实现生产中的高可用。SMTP是邮件报警服务。Keepalive的还可以和nginx进行配合，因为nginx代理的主备关系之间不能健康性检查和公用，通过Keepalived实现。代理高可用就靠keepalived实现。