第2章 Keepalived の概要

Keepalived はアクティブ LVS ルーター や 1 つ以上の任意の バックアップ LVS ルーター で実行されます。アクティブ LVS ルーターには 2 つの役割があります。
  • 複数の実サーバー全体の負荷分散
  • それぞれの実サーバー上にあるサービスの整合性チェック
アクティブ (マスター) ルーターは、Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) を使用してアクティブな状態をバックアップルーターに通知します。マスタールーターは、通常の間隔でアドバタイズメントを送信する必要があります。アクティブルーターがアドバタイズメントの送信を停止すると、新しいマスターが選出されます。
本章は以下の項で構成され、Load Balancer コンポーネントおよび機能の概要を説明します。

2.1. 基本的な Keepalived ロードバランサーの設定

図2.1「基本的なロードバランサー設定」 は、2 層で構成されるシンプルな Keepalived ロードバランサー設定を示しています。第 1 層には、1 つのアクティブ LVS ルーターと、複数のバックアップ LVS ルーターがあります。各 LVS ルーターには、インターネット上とプライベートネットワーク上にそれぞれ 1 つのネットワークインターフェースがあり、これらのネットワーク間のトラフィックを調整できるようになっています。この図の例では、アクティブルーターはネットワークアドレス変換 (Netowrk Address Translation、NAT) を使用してインターネットから第 2 層にある実サーバーへトラフィックを移動し、必要なサービスを提供します。そのため、この例の実サーバーは専用のプライベートネットワークセグメントに接続され、アクティブ LVS ルーターを介してすべてのパブリックトラフィックを送受信します。外部では、サーバーは 1 つのエンティティーのように見えます。
基本的なロードバランサー設定

図2.1 基本的なロードバランサー設定

LVS ルーターへ送信されたサービス要求は仮想 IP アドレス (VIP) 宛になります。このアドレスはパブリックにルーティング可能なアドレスで、サイトの管理者が www.example.com などの完全修飾ドメイン名を関連付けし、1 つ以上の仮想サーバーへ割り当てます。仮想サーバーは、特定の仮想 IP でリッスンするよう設定されたサービスです。VIP アドレスはフェイルオーバー中に、ある LVS ルーターから別の LVS ルーターに移行するため、その IP アドレスで存在を維持します。VIP はフローティング IP アドレスとも呼ばれます。
LVS ルーターをインターネットに接続するデバイスに VIP アドレスが割り当てられることがあります。たとえば、eth0 がインターネットに接続されている場合、複数の仮想サーバーを eth0 に割り当てることができます。この代わりに、各仮想サーバーをサービスごとに個別のデバイスへ関連付けることができます。たとえば、HTTP トラフィックを 192.168.1.111 の eth0 で処理し、FTP トラフィックを 192.168.1.222 の eth0 で処理することができます。
1 つのアクティブなルーターと 1 つのパッシブなルーターが関係するデプロイメントの場合、アクティブサーバーの役目は仮想 IP アドレスから実サーバーへサービス要求をリダイレクトすることです。リダイレクトは、「keepalived スケジューリングの概要」 に記載されている 8 つのサポートされる負荷分散アルゴリズムの 1 つを基にして実行されます。
アクティブルーターは、シンプルな TCP 接続、HTTP、および HTTPS の 3 つのビルトインヘルスチェックを使用して実サーバーで特定サービスの全体的な健全性を動的に監視します。TCP 接続では、アクティブルーターは特定のポートで実サーバーに接続できることを周期的にチェックします。HTTP および HTTPS では、アクティブルーターは周期的に実サーバーの URL をフェッチし、コンテンツを検証します。
バックアップルーターはスタンバイシステムの役割を担います。ルーターのフェイルオーバーは VRRP によって処理されます。起動時、すべてのルーターはマルチキャストグループに参加します。このマルチキャストグループは、VRRP アドバタイズメントの送受信に使用されます。VRRP は優先度ベースのプロトコルであるため、優先度が最も高いルーターがマスターとして選出されます。ルーターがマスターとして選出されると、定期的な間隔で VRRP アドバタイズメントをマルチキャストグループへ送信します。
一定の期間内 (アドバタイズメントの間隔を基にした) にバックアップルーターがアドバタイズメントを受信しなかった場合、新しいマスターが選出されます。新しいマスターは VIP を引き継ぎ、アドレス解決プロトコル (Address Resolution Protocol、ARP) メッセージを送信します。ルーターがアクティブなサービスを返すと、バックアップまたはマスターになります。この動作はルーターの優先度によって決まります。
図2.1「基本的なロードバランサー設定」 で使われているシンプルな二層設定は、静的な Web ページのように頻繁に変更されないデータに適しています。これは、個別の実サーバーは各ノード間で自動的にデータを同期しないためです。