34.11.共用地址冗余协议（CARP）
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共用地址冗余协议（CARP）允许多个主机共享相同的 IP 地址和虚拟主机 ID（VHID），以便为一个或多个服务提供 *高可用性*\ 。这意味着一个或多个主机可能会发生故障，而其他主机将透明地接管，以便用户不会看到服务故障。

除了共享 IP 地址之外，每个主机都有自己的 IP 地址用于管理和配置。共享 IP 地址的所有计算机都具有相同的 VHID。每个虚拟 IP 地址的 VHID 在网络接口的广播域中必须是唯一的。

使用 CARP 的高可用性在 FreeBSD 中内置，尽管它的配置步骤因 FreeBSD 版本的不同而略有不同。本节为 FreeBSD 10 之前和之后的版本提供相同的示例配置。

这个例子配置了三个主机的故障转移支持，它们都有独特的 IP 地址，但提供相同的网络内容。它有两个不同的主机，名为 ``hosta.example.org`` 和 ``hostb.example.org``\ ，有一个共享备份，名为 ``hostc.example.org``\ 。

这些计算机使用轮循机制 DNS 配置进行负载平衡。主计算机和备份计算机的配置相同，但其主机名和管理 IP 地址除外。这些服务器必须具有相同的配置并运行相同的服务。发生故障转移时，仅当备份服务器有权访问相同的内容时，才能正确应答对共享 IP 地址上的服务的请求。备份计算机有两个附加的 CARP 接口，每个接口对应于主内容服务器的 IP 地址。发生故障时，备份服务器将拾取故障主计算机的 IP 地址。

34.11.1.在 FreeBSD 10 及更高版本上使用 CARP
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通过在 **/boot/loader.conf** 中添加 **carp.ko** 内核模块的条目来启用对 CARP 的引导时支持：

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   carp_load="YES"

要立即加载模块而不重新启动：

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   # kldload carp

对于喜欢使用定制内核的用户，在定制内核配置文件中包含以下行，并按照\ `配置 FreeBSD 内核 <https://docs.freebsd.org/en/books/handbook/kernelconfig/index.html#kernelconfig>`__\ 中所述编译内核：

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   device  carp

主机名、管理 IP 地址和子网掩码、共享 IP 地址和 VHID 都是通过向 **/etc/rc.conf** 添加条目来设置的。此示例适用于 ``hosta.example.org``\ ：

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   hostname="hosta.example.org"
   ifconfig_em0="inet 192.168.1.3 netmask 255.255.255.0"
   ifconfig_em0_alias0="inet vhid 1 pass testpass alias 192.168.1.50/32"

下一组条目适用于 ``hostb.example.org``\ 。由于它表示第二个主服务器，因此它使用不同的共享 IP 地址和 VHID。但是，然而，与 ``pass`` 一起指定的密码必须是相同的，因为 CARP 只会监听和接受来自具有正确密码的机器的广告。

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   hostname="hostb.example.org"
   ifconfig_em0="inet 192.168.1.4 netmask 255.255.255.0"
   ifconfig_em0_alias0="inet vhid 2 pass testpass alias 192.168.1.51/32"

第三台机器，\ ``hostc.example.org``\ ，被配置为处理来自任一主站的故障切换。这台机器配置了两个 CARPVHID，一个用于处理每个主控主机的虚拟 IP 地址。设置 CARP 通告 skew (``advskew``) 是为了确保备份主机的通告时间晚于主主机，因为当有多个备份服务器时，\ ``advskew`` 控制优先级的顺序。

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   hostname="hostc.example.org"
   ifconfig_em0="inet 192.168.1.5 netmask 255.255.255.0"
   ifconfig_em0_alias0="inet vhid 1 advskew 100 pass testpass alias 192.168.1.50/32"
   ifconfig_em0_alias1="inet vhid 2 advskew 100 pass testpass alias 192.168.1.51/32"

配置了两个 CARPVHID 意味着如果任何一个主服务器变得不可用，\ ``hostc.example.org`` 将注意到。如果主服务器不能在备份服务器之前发布广告，备份服务器将获得共享的 IP 地址，直到主服务器再次变得可用。

   **注意**

   如果原来的主服务器再次可用，\ ``hostc.example.org`` 将不会自动释放虚拟 IP 地址给它。要做到这一点，必须启用抢占功能。该功能默认是禁用的，它通过 `sysctl(8) <https://www.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=sysctl&sektion=8&format=html>`__ 变量 ``net.inet.carp.preempt`` 来控制的。管理员可以强制备份服务器将 IP 地址返回给主服务器：

   .. code:: shell-session

      # ifconfig em0 vhid 1 state backup

配置完成后，重新启动网络或重新启动每个系统。现已启用高可用性。

CARP 功能可以通过 `carp(4) <https://www.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=carp&sektion=4&format=html>`__\ ）手册页中记录的多个 `sysctl(8) <https://www.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=sysctl&sektion=8&format=html>`__\ ）变量进行控制。其他操作可以通过使用 `devd(8) <https://www.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=devd&sektion=8&format=html>`__ 从 CARP 事件触发。

34.11.2.在 FreeBSD 9 及更早版本上使用 CARP
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这些版本的 FreeBSD 的配置与上一节中提及的配置类似，不同之处在于必须首先在配置中创建和引用 CARP 设备。

通过在 **/boot/loader.conf** 中加载 **if_carp.ko** 内核模块来启用对 CARP 的引导时支持：

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   if_carp_load="YES"

要立即加载模块而不重新启动：

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   # kldload carp

对于喜欢使用定制内核的用户，在定制内核配置文件中包含以下行，并按照\ `配置 FreeBSD 内核 <https://docs.freebsd.org/en/books/handbook/kernelconfig/index.html#kernelconfig>`__ 中所述编译内核：

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   device  carp

接下来，在每个主机上，创建一个 CARP 设备：

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   # ifconfig carp0 create

通过在 **/etc/rc.conf** 中添加必要的行来设置主机名、管理 IP 地址、共享 IP 地址和 VHID。由于使用的是虚拟 CARP 设备而不是别名，实际的子网掩码是 ``/24`` 而不是 ``/32``\ 。下面是 ``hosta.example.org`` 的条目。

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   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"

在\ ``hostb.example.org``\ 上

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   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"

第三台计算机 ``hostc.example.org`` 配置为处理来自任一主主机的故障转移：

.. raw:: latex

   \diilbookstyleinputcell

.. code:: shell-session

   hostname="hostc.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"

..

   **注意**

   在 FreeBSD **GENERIC** 内核中，抢占被禁用。如果在定制内核中启用了抢占功能，\ ``hostc.example.org`` 可能不会将 IP 地址放回给原始内容服务器。管理员可以用命令强制备份服务器将 IP 地址返回给主服务器。

   .. code:: shell-session

      # ifconfig carp0 down && ifconfig carp0 up

   这应该在与正确的主机相对应的 **carp** 接口上进行。

配置完成后，重新启动网络或重新启动每个系统。现已启用高可用性。