32.14. Common Address Redundancy Protocol (CARP, 共用地址冗余协议)

原作 Tom Rhodes.

Common Address Redundancy Protocol, 或简称 CARP 能够使多台主机共享同一 IP 地址。 在某些配置中, 这样做可以提高可用性, 或实现负载均衡。 下面的例子中, 这些主机也可以同时使用其他的不同的 IP 地址。

要启用 CARP 支持, 必须在 FreeBSD 内核配置中增加下列选项, 并按照 第 9 章 配置FreeBSD的内核 章节介绍的方法重新联编内核:

device	carp

另外的一个方法是在启动时加载 if_carp.ko 模块。 把如下的这行加入到 /boot/loader.conf

if_carp_load="YES"

这样就可以使用 CARP 功能了, 一些具体的参数, 可以通过一系列 sysctl OID 来调整。

OID描述
net.inet.carp.allow接受进来的 CARP 包。 默认启用。
net.inet.carp.preempt当主机中有一个 CARP 网络接口失去响应时, 这个选项将停止这台主机上所有的 CARP 接口。 默认禁用。
net.inet.carp.log当值为 0 表示禁止记录所有日志。 值为 1 表示记录损坏的 CARP 包。任何大于 1 表示记录 CARP 网络接口的状态变化。默认值为 1
net.inet.carp.arpbalance使用 ARP 均衡本地网络流量。 默认禁用。
net.inet.carp.suppress_preempt此只读 OID 显示抑制抢占的状态。 如果一个接口上的连接失去响应, 则抢占会被抑制。 当这个变量的值为 0 时,表示抢占未被抑制。 任何问题都会使 OID 递增。

CARP 设备可以通过 ifconfig 命令来创建。

# ifconfig carp0 create

在真实环境中, 这些接口需要一个称作 VHID 的标识编号。 这个 VHID 或 Virtual Host Identification (虚拟主机标识) 用于在网络上区分主机。

32.14.1. 使用 CARP 来改善服务的可用性 (CARP)

如前面提到的那样, CARP 的作用之一是改善服务的可用性。 这个例子中, 将为三台主机提供故障转移服务, 这三台服务器各自有独立的 IP 地址, 并提供完全一样的 web 内容。 三台机器以 DNS 轮询的方式提供服务。 用于故障转移的机器有两个 CARP 接口, 分别配置另外两台服务器的 IP 地址。 当有服务器发生故障时, 这台机器会自动得到故障机的 IP 地址。 这样以来, 用户就完全感觉不到发生了故障。 故障转移的服务器提供的内容和服务, 应与其为之提供热备份的服务器一致。

两台机器的配置, 除了主机名和 VHID 之外应完全一致。 在我们的例子中, 这两台机器的主机名分别是 hosta.example.orghostb.example.org。 首先, 需要将 CARP 配置加入到 rc.conf。 对于 hosta.example.org 而言, rc.conf 文件中应包含下列配置:

hostname="hosta.example.org"
ifconfig_fxp0="inet 192.168.1.3 netmask 255.255.255.0"
cloned_interfaces="carp0"
ifconfig_carp0="vhid 1 pass testpass 192.168.1.50/24"

hostb.example.org 上, 对应的 rc.conf 配置则是:

hostname="hostb.example.org"
ifconfig_fxp0="inet 192.168.1.4 netmask 255.255.255.0"
cloned_interfaces="carp0"
ifconfig_carp0="vhid 2 pass testpass 192.168.1.51/24"

注意:

在两台机器上由 ifconfigpass 选项指定的密码必须是一致的, 这一点非常重要。 carp 设备只会监听和接受来自持有正确密码的机器的公告。 此外, 不同虚拟主机的 VHID 必须不同。

第三台机器, provider.example.org 需要进行配置, 以便在另外两台机器出现问题时接管。 这台机器需要两个 carp 设备, 分别处理两个机器。 对应的 rc.conf 配置类似下面这样:

hostname="provider.example.org"
ifconfig_fxp0="inet 192.168.1.5 netmask 255.255.255.0"
cloned_interfaces="carp0 carp1"
ifconfig_carp0="vhid 1 advskew 100 pass testpass 192.168.1.50/24"
ifconfig_carp1="vhid 2 advskew 100 pass testpass 192.168.1.51/24"

配置两个 carp 设备, 能够让 provider.example.org 在两台机器中的任何一个停止响应时, 立即接管其 IP 地址。

注意:

默认的 FreeBSD 内核 可能 启用了主机间抢占。 如果是这样的话, provider.example.org 可能在正式的内容服务器恢复时不释放 IP 地址。 此时, 管理员必须手工强制 IP 回到原来内容服务器。 具体做法是在 provider.example.org 上使用下面的命令:

# ifconfig carp0 down && ifconfig carp0 up

这个操作需要在与出现问题的主机对应的那个 carp 接口上进行。

现在您已经完成了 CARP 的配置, 并可以开始测试了。 测试过程中, 可以随时重启或切断两台机器的网络。

如欲了解更多细节, 请参见 carp(4) 联机手册。

本文档和其它文档可从这里下载: ftp://ftp.FreeBSD.org/pub/FreeBSD/doc/.

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