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Nginx 高可用集群解决方案 Nginx + Keepalived

2020-2-24 18:04| 发布者: 炼数成金_小数| 查看: 28873| 评论: 0|原作者: 10pcm |来自: 51CTO博客

摘要: Keepalived软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的,用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态,后来又加入了可以实现高可用的VRRP功能。因此,keepalived除了能够管理LVS软件外,还可以作为其他服务的高可用解 ...
1. Keepalived高可用软件
Keepalived软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的,用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态,后来又加入了可以实现高可用的VRRP功能。因此,keepalived除了能够管理LVS软件外,还可以作为其他服务的高可用解决方案软件。

keepalived软件主要是通过VRRP协议实现高可用功能的。VRRP是Virtual  Router  Redundancy Protocol(虚拟路由冗余协议)的缩写,VRRP出现的目的就是为了解决静态路由的单点故障问题的,它能保证当个别节点宕机时,整个网络可以不间断地运行。所以,keepalived一方面具有配置管理LVS的功能,同时还具有对LVS下面节点进行健康检查的功能,另一方面也可以实现系统网络服务的高可用功能。

2. Keepalived高可用故障切换转移原理
Keepalived高可用服务对之间的故障切换转移,是通过VRRP来实现的。在keepalived服务工作时,主Master节点会不断地向备节点发送(多播的方式)心跳消息,用来告诉备Backup节点自己还活着。当主节点发生故障时,就无法发送心跳的消息了,备节点也因此无法继续检测到来自主节点的心跳了。于是就会调用自身的接管程序,接管主节点的IP资源和服务。当主节点恢复时,备节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源和服务,恢复到原来的备用角色。

3. Keepalived高可用实验环境说明
如下图所示,前端有两台的Nginx负载均衡器,用来分发接收到客户端的请求。在前文已经配置好了Nginx01,Nginx02也是一样的配置。现在要在两个Nginx负载均衡器上做高可用配置,Nginx01作为主节点,Nginx02作为备节点。


4.安装并启用keepalived
keepalived的安装非常简单,直接使用yum来安装即可。
 yum install keepalived -y

安装之后,启动keepalived服务,顺便把keepalived写入开机启动的脚本里面去。。
/etc/init.d/keepalived star
echo "/etc/init.d/keepalived start" >>/etc/rc.local

启动之后会有三个进程,没问题之后可以关闭keepalived软件,接下来要修改keepalived的配置文件。


5.修改keepalived配置文件并且重启keepalived服务
/etc/init.d/keepalived stop    #关闭keepalived服务   
vim /etc/keepalived/keepalived.conf  #用vim打开编辑

主节点的配置文件
! Configuration File for keepalived

global_defs {

   notification_email {

     acassen@firewall.loc

     failover@firewall.loc

     sysadmin@firewall.loc

   }

   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc

   smtp_server 192.168.200.1

   smtp_connect_timeout 30

   router_id lb01

}

vrrp_instance VI_1 {

    state MASTER

    interface eth1

    virtual_router_id 55

    priority 150

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 123456

    }

    virtual_ipaddress {

        192.168.31.5/24 dev eth1 label eth1:1

    }

}

......
备节点的配置文件
! Configuration File for keepalived

global_defs {

   notification_email {

     acassen@firewall.loc

     failover@firewall.loc

     sysadmin@firewall.loc

   }

   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc

   smtp_server 192.168.200.1

   smtp_connect_timeout 30

   router_id lb02

}

vrrp_instance VI_1 {

    state BACKUP

    interface eth1

    virtual_router_id 55

    priority 100

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 123456

    }

    virtual_ipaddress {

        192.168.31.5 dev eth1 label eth1:1

    }

}

......
注解:修改配置文件主要就是上面加粗的几个地方,下面说明一下那几个参数的意思:

router_id 是路由标识,在一个局域网里面应该是的;
vrrp_instance VI_1{…}这是一个VRRP实例,里面定义了keepalived的主备状态、接口、优先级、认证和IP信息;
state 定义了VRRP的角色,interface定义使用的接口,这里我的服务器用的网卡都是eth1,根据实际来填写,virtual_router_id是虚拟路由ID标识,一组的keepalived配置中主备都是设置一致,priority是优先级,数字越大,优先级越大,auth_type是认证方式,auth_pass是认证的密码
virtual_ipaddress {…}定义虚拟IP地址,可以配置多个IP地址,这里我定义为192.168.31.5,绑定了eth1的网络接口,虚拟接口eth1:1
修改好主节点之后,保存退出,然后启动keepalived,几分钟内会生成一个虚拟IP:192.168.31.5

然后修改备节点的配置文件,保存退出后启动keepalived,不会生成虚拟IP,如果生成那就是配置文件出现了错误。备节点和主节点争用IP资源,这个现象叫做“裂脑”。


6.进行高可用的主备服务器切换实验
停掉主节点的keepalived服务,查看备节点会不会生成VIP:192.168.31.5

启动主节点的keepalived服务,然后查看主节点和备节点的VIP,主节点应该会抢夺回来VIP:


7.搭配Nginx负载均衡来测试
修改windows的hosts文件,把域名指向到VIP上


然后用浏览器打开www.pcm.com的页面,在web01上查看access.log日志记录到的客户端IP地址


可以看到日志记录到的客户端的IP地址是192.168.31.1,反向代理服务器是主服务器192.168.31.3.下面我们停止keepalived服务,看备节点会不会接替主节点的VIP和服务。

可以看到,备节点确实接替了主节点的工作。重新启用主节点,实验的结果就不验证了。

8.编写Nginx Web服务的守护脚本
上面的实验测试有一个问题就是,我们是用Nginx做负载均衡分发请求的数据包的。如果主节点的Keepalived服务正常运行,而Nginx运行异常,那么将会出现Nginx负载均衡服务失灵,无法切换到Nginx负载均衡器02上,后端的Web服务器无法收到请求。所以,我们应该要检测Nginx的服务是否正常运行,如果不是正常运行,应该停掉Keepalived的服务,这样才能自动切换到备节点上。

我们可以通过检测80端口是否开启来判定Nginx的运行情况,2秒钟检测一次,脚本如下

#!/bin/bash
while true
do
if [ $(netstat -tlnp|grep nginx|wc -l) -ne 1 ]
then
    /etc/init.d/keepalived stop
fi
sleep 2
done
实验的结果可以后台执行命令之后然后停止Nginx服务检验

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