虚拟 IP 如何将 TCP 连接故障转移到备份服务器以实现高可用性？

Question

我对虚拟 IP 如何实现故障转移有几个疑问。目标是实现 TCP 服务器上运行的服务的高可用性。

这个问题可以很容易地描述：

问题：

1. 假设运行主服务器的机器 A 挂掉了。机器 1 上的虚拟 IP 软件如何工作？客户端是否需要重新连接才能重定向到机器 B 上的备份服务器？这台机器/连接切换是否透明发生？

2. 虚拟IP是通过软件还是硬件实现的？您能给我提供我可以使用/测试的软件解决方案的示例吗？

3. 虚拟 IP 软件是否存在单点故障？如果机器 1 死掉了会发生什么？虚拟 IP 软件本身是否具有某种故障转移/高可用性功能？

Answer 1

我们应该澄清一些术语和技术。

您显示的图像是“负载平衡器”的图像。虽然从技术上讲，负载均衡器通常具有一个或多个连接到一台或多台“后端”服务器的“前端”IP 地址 - 这些前端 IP 地址不是“虚拟 IP”。

当我们谈论虚拟 IP 时，我们谈论的是服务器集群。对于服务器集群，没有负载平衡器。相反，集群中的所有服务器都采用相同的 IP 地址。它们通过心跳相互监视，并决定哪台服务器将响应它们共享的 IP 地址上的请求。

现在，显然，您可以拥有共享一个或多个 IP 地址的集群负载均衡器。

所以这里有一些答案：

1) 机器1没有运行“虚拟IP”软件。它运行“负载平衡”软件。当服务器出现故障时，客户端会发生什么完全取决于您的负载均衡器配置和后端应用程序功能。如果您有无状态后端或导致状态共享的共享存储，那么当一台服务器发生故障时，用户通常会无缝连接到另一台服务器，而不会中断其会话。事实上，在这种情况下，客户端发出的每个请求实际上可能在两个服务器之间实现负载平衡，即使在同一会话期间也是如此。在其他情况下，状态性不共享，用户必须向其他服务器发起新会话。

2) 再次强调，它不是虚拟IP。虚拟IP是一种集群技术。负载均衡器可以有多个面向公众的 IP 地址，具体取决于您的实际物理设置。它可以通过硬件或软件来完成。软件或硬件的具体建议超出了 ServerFault 的范围。你可以使用谷歌来做到这一点。

3) 是的，负载均衡器可能会出现单点故障。如果负载均衡器出现故障，一切都会崩溃。实现真正的高可用性需要大量资金和技术知识。在当今的云计算世界中，这最好留给 Microsoft Azure 和 Amazon AWS 等专业人士来做。他们实施高度可用的冗余系统，您可以以极低的价格租赁这些系统。

当谈到高可用性时，您需要考虑每个故障点。

这包括但可能不限于：

1. 力量
2. 互联网
3. 路由器
4. 开关
5. 网络线
6. 服务器故障（电源、主板、CPU、磁盘驱动器）
7. 软件崩溃
8. DDoS 和其他过度利用问题

所以，长话短说。您图中描述的场景与提供高可用性环境相差甚远。