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浮动 IP 地址

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本解决方案介绍使用浮动 IP 地址将应用从本地网络环境迁移到 Google Compute Engine 的替代方案。浮动 IP 地址也称为“共享”或“虚拟”IP 地址,常常用于使本地网络环境具备高可用性。使用浮动 IP,您可以在多个配置相同的物理服务器或虚拟服务器之间传递 IP 地址,从而实现生产软件的故障转移或升级。但是,您无法在 Compute Engine 环境中直接实现浮动 IP。

本地环境中的浮动 IP

浮动 IP 常常用于本地环境。以下列表仅列出了浮动 IP 的一些使用场景:

  • 高可用性物理设备(例如一组防火墙或负载平衡器)通常使用浮动 IP 进行故障转移。
  • 需要具备高可用性的服务器通常使用浮动 IP,例如主从式关系型数据库,如使用 Always On Availability Groups 的 Microsoft SQL Server。
  • 实现负载平衡器或反向代理的 Linux 环境使用浮动 IP,如 IPVSHAProxy 或 NGINX。为检测节点故障并在实例间移动浮动 IP,这些环境使用守护进程,如 heartbeatpacemaker 或 keepalived
  • 搭配使用 Windows Server 故障转移集群的 Windows 服务,浮动 IP 可实现高可用性。

有几种方法可以在本地环境中实现浮动 IP。在所有情况下,共享 IP 地址的服务器还必须通过检测信号机制共享彼此的状态。该机制使服务器能够相互通信其运行状况;它还使辅助服务器能够在链接服务器发生故障后接管浮动 IP 地址。此方案通常使用虚拟路由器冗余协议 (VRRP) 实现,但您也可以使用其他类似的机制。

启动 IP 故障转移后,接管浮动 IP 地址的服务器会将地址添加到其网络接口。服务器通过发送免费地址解析协议 (ARP) 帧宣布使用第 2 层接管其他设备。作为替代方法,IP 地址有时通过诸如开放最短路径优先 (OSPF) 的路由协议向上游第 3 层路由器进行通告。

下图展示了本地环境中的典型设置。

您使用与本地负载平衡解决方案稍有不同的设置,例如具有直接服务器响应的 Windows 网络负载平衡或 Linux 负载平衡,例如,IP 虚拟服务器 (IPVS)。在这些情况下,该服务还发送免费 ARP 帧,但使用另一台服务器的 MAC 地址作为免费 ARP 源,其实质是欺骗 ARP 帧并接管另一台服务器的源地址。这种设置超出了本解决方案的范围。因为几乎在所有情况下,迁移到负载平衡都是首选的迁移路径。

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