在Linux系统中,浮动IP（Floating IP）是一种用于实现高可用性和负载均衡的网络配置技术，它并非固定绑定到某一台特定服务器的物理网卡，而是可以在多台服务器之间动态迁移的虚拟IP地址，这种机制确保了即使某台服务器发生故障，服务也能快速切换到其他正常服务器，从而保障业务的连续性。
浮动IP的工作原理
浮动IP的核心思想是通过虚拟IP（VIP）与多台服务器的真实IP（RIP）进行关联，并结合心跳检测（Heartbeat）和故障转移（Failover）机制实现IP的动态迁移，通常情况下，浮动IP会绑定到当前提供服务的主服务器上，当主服务器出现宕机、网络中断或服务异常时，备用服务器通过心跳检测机制发现问题，并自动将浮动IP绑定到自身，接管服务，这个过程对客户端透明，用户无需修改配置即可继续访问服务。
实现浮动IP的常见方案
在Linux环境中,实现浮动IP主要有以下几种方式：
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Keepalived + LVS方案
Keepalived是一个基于VRRP（虚拟路由冗余协议）的高可用管理工具，常与LVS（Linux虚拟服务器）结合使用，通过配置VRRP实例，可以实现对浮动IP的自动管理，主节点通过广播VRRP报文宣告自己的存活状态，备用节点持续监听，当主节点故障时，备用节点会自动接管浮动IP，继续提供服务。 -
Corosync + Pacemaker方案
Corosync是一个高可用集群通信系统，Pacemaker是集群资源管理器，两者结合可以实现复杂的高可用场景，包括浮动IP的管理，通过定义集群资源（如IP地址、服务等），Pacemaker可以根据集群节点的状态自动调整资源的分配，确保服务的高可用性。 -
简单脚本实现
对于小型应用，可以通过编写Shell脚本结合ping检测或端口扫描实现浮动IP的切换，通过定期ping网关或其他关键节点，判断当前服务器是否正常，如果检测到故障，则通过ip addr命令将浮动IP从当前服务器移除，并添加到备用服务器上，这种方式虽然简单，但稳定性和可靠性不如专业集群工具。
配置浮动IP的步骤
以Keepalived为例,配置浮动IP的基本步骤如下：
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安装Keepalived
在主备节点上分别安装Keepalived，例如在CentOS系统中使用yum install keepalived命令。 -
配置主节点
编辑/etc/keepalived/keepalived.conf文件，定义VRRP实例和虚拟IP。vrrp_instance VI_1 { state MASTER interface eth0 virtual_router_id 51 priority 100 advert_int 1 virtual_ipaddress { 192.168.1.100/24 } } -
配置备用节点
备用节点的配置与主节点类似，但需要将state设置为BACKUP，并将priority值设为低于主节点（例如90）。 -
启动服务
启动Keepalived服务并设置为开机自启：systemctl start keepalived和systemctl enable keepalived。
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验证浮动IP
使用ip addr show命令查看浮动IP是否已绑定到主节点的网卡上，当主节点故障时，备用节点会自动接管该IP。
浮动IP的应用场景
浮动IP广泛应用于需要高可用性的场景,
- Web服务集群：通过浮动IP实现多台Web服务器的负载均衡和故障转移。
- 数据库主从切换：在数据库主从架构中，浮动IP可以指向当前的主数据库节点，当主节点故障时自动切换到从节点。
- 虚拟化环境：在Kubernetes或OpenStack等虚拟化平台中，浮动IP常用于服务的对外暴露和负载均衡。
注意事项
在使用浮动IP时,需要注意以下几点：
- 网络环境：确保主备节点在同一网段内，且网络设备支持ARP广播。
- 心跳检测：合理设置心跳检测的频率和超时时间，避免误判或切换延迟。
- 资源冲突：确保浮动IP未被其他设备使用，避免IP冲突。
- 安全性：启用VRRP认证机制，防止恶意节点伪造心跳报文。
通过合理配置和使用浮动IP,可以显著提升Linux系统的服务可用性和可靠性，是企业级应用中不可或缺的技术手段。
