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虛擬IP原理

09-08
虛擬IP原理

高可用性HA（High Availability）指的是通過盡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，一般採用兩台機器同時完成一項功能，比如資料庫伺服器，平常只有一台機器對外提供服務，另一台機器作為熱備，當這台機器出現故障時，自動動態切換到另一台熱備的機器。

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，就認為是發生故障，自動切換到熱備的機器上去。

怎麼實現自動切換那？

虛IP。何為虛IP那，就是一個未分配給真實主機的IP，也就是說對外提供資料庫伺服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台主機，所有項目中資料庫鏈接一項配置的都是這個虛IP，當伺服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，以為是軟體動態改IP地址，其實不是這樣，其實現原理主要是靠TCP/IP的ARP協議。因為ip地址只是一個邏輯 地址，在乙太網中MAC地址才是真正用來進行數據傳輸的物理地址，每台主機中都有一個ARP高速緩存，存儲同一個網路內的IP地址與MAC地址的對應關 系，乙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 bond0

192.168.1.217、192.168.1.218是兩台真實的電腦，

192.168.1.217為對外提供資料庫服務的主機。

192.168.1.218為熱備的機器。

192.168.1.219為虛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宕機後會向網路發送一個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地址為00:21:5A:DB:7F:C2的機器，也就是218的機器。

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在做HA的時候需要為伺服器設計虛擬IP，也就是一個主機對應多個IP地址？剛聽起來好神奇，原來這樣也是可能的

看了下面的這個鏈接 自己配了一下

hi.baidu.com/pbottle/it

在eth0處引用別名，設置完子網掩碼即可

ifconfig eth0:0 166.111.69.100 netmask 255.255.255.0 up

ifconfig查看此時的信息

點擊(此處)摺疊或打開

  1. eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 08:00:27:64:59:11
  2. inet addr:166.111.69.17 Bcast:166.111.69.255 Mask:255.255.255.0
  3. inet6 addr: 2402:f000:1:4412:a00:27ff:fe64:5911/64 Scope:Global
  4. inet6 addr: fe80::a00:27ff:fe64:5911/64 Scope:Link
  5. UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
  6. RX packets:597673 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
  7. TX packets:215472 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
  8. collisions:0 txqueuelen:1000
  9. RX bytes:67285933 (67.2 MB) TX bytes:22782158 (22.7 MB)
  10. eth0:0 Link encap:Ethernet HWaddr 08:00:27:64:59:11
  11. inet addr:166.111.69.100 Bcast:166.111.69.255 Mask:255.255.255.0
  12. UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
  13. lo Link encap:Local Loopback
  14. inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
  15. inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
  16. UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1
  17. RX packets:843 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
  18. TX packets:843 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
  19. collisions:0 txqueuelen:0
  20. RX bytes:67174 (67.1 KB) TX bytes:67174 (67.1 KB)

然後找另一台機器ping這個vip(eth0:0)就可以看到顯示結果了。

寫在/etc/rc.local里也可以，寫在這裡就不怕斷電後機器無法正常使用了。


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