nginx结合keepalived实现高可用集群

Posted 2023-05-17

参考技术A Keepalived的作用是检测服务器的状态，如果有一台服务器宕机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中剔除，同时使用其它服务器代替该服务器的工作，当服务器工作 正常后Keepalived自动将服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障的服务器。

keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。将N台提供相同功能的服务器组成一个服务器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该服务器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该路由器所在局域网内其他机器的默认路由/网关为该vip），master会发组播，当backup收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。

1.安装keepalived需要的扩展

2.解压keepalived并安装

3.keepalived安装成Linux系统服务

配置完成后，启动keepalived（主、从都要启动）

完成以上配置后，主备服务器能够实现ip漂移，但是我们需要的功能实际是keepalived检测nginx负载均衡服务，一旦nginx负载均衡服务宕机，keepalived需要尝试去启动nginx，否则停止keepalived，让ip漂移到备用机上。

实战 | Nginx+keepalived 实现高可用集群

前言

今天通过两个实战案例，带大家理解Nginx+keepalived 如何实现高可用集群，在学习新知识之前您可以选择性复习之前的知识点：

给小白的 Nginx 10分钟入门指南

Nginx编译安装及常用命令

Nginx 配置文件详解

一文带你读懂Nginx反向代理

一文彻底读懂nginx中的location指令

Nginx负载均衡原理及配置实例

Nginx为什么快到根本停不下来？

Keepalived入门学习

Keepalived高可用服务配置实例

Nginx+Keepalived 高可用集群（主从模式）

集群架构图

注意：Keepalived服务器同样是nginx负载均衡器。

1、准备四台机器

本实验系统均使用Centos 7.5，在所有节点进行以下操作：

// 查看操作系统
[root@LB-01 ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)

//关闭并禁用防火墙
[root@LB-01 ~]# systemctl stop firewalld
[root@LB-01 ~]# systemctl disable firewalld

//关闭selinux
[root@LB-01 ~]# sed -i ‘s/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/‘ /etc/sysconfig/selinux
[root@LB-01 ~]# setenforce 0

//安装nginx
yum -y install nginx
  若提示，无安装包，则需要安装epel扩展源：
   yum -y install epel-release 

2、配置后端web服务器

2.1）修改web01节点网站根目录默认文件

[root@web01 ~]# echo "<h1>web01 192.168.1.34</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html

2.2）修改web02节点网站根目录默认文件

[root@web01 ~]# echo "<h1>web01 192.168.1.34</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html

通过nginx主配置文件，可以看出nginx网站根目录文件默认是：/usr/share/nginx，如下：

2.3）启动nginx服务

//web01
[root@web01 ~]# systemctl start nginx

//web02
[root@web02 ~]# systemctl start nginx

2.4）验证

主机web01和web02已配置成web服务器

3、配置LB服务器

LB服务器需同时部署nginx和Keepalived服务，以下操作均在两台LB节点执行：

3.1）配置nginx反向代理服务

  编辑nginx主配置文件：`/etc/nginx/nginx.conf`

启动nginx服务；验证效果：

访问LB01:

访问LB02:

如图所示，LB01和LB02均可轮询访问后端web节点，即表示nginx LB集群搭建成功。

3.2）配置Keepalived服务

（1）安装Keepalived

yum -y install keepalived

（2）配置Keepalived服务

这里直接提供LB01与LB02两者配置文件差异对比，方便读者阅读：

vim /etc/keepalived/keepalived.con

（3）谁是主Keepalived？

通过上图得知，LB01优先级高于LB02，因此VIP绑定在LB01上：

[root@LB-01 ~]# ip a | grep 192.168.1.110
    inet 192.168.1.110/24 scope global secondary eth0:1

4、域名解析

由于不是真实环境，域名使用www.test.com用作测试，所以www.test.com的解析只能在客户机hosts文件设置。具体步骤如下：

打开：

C:WindowsSystem32driversetchosts

在末尾添加:

192.168.1.110 www.test.com

注意：这里的IP指定的是浮动IP，即通过客户端通过VIP访问web业务

5、测试验证

---

关闭LB01节点的keepalived服务。再次访问：

发现已然可以通过域名进行访问，只是此时VIP已绑定在LB02上，如下所示：

[root@LB-02 ~]# ip a | grep 192.168.1.110
    inet 192.168.1.110/24 scope global secondary eth0:1
[root@LB-02 ~]#

到此，Nginx+Keepalived 高可用集群（主从）就搭建完成了。

Nginx+Keepalived 高可用集群（双主模式）

将keepalived做成双主模式，其实很简单，就是再配置一段新的vrrp_instance（实例）规则。

集群架构图：

说明：还按照上面的环境继续做实验，只是修改LB节点上面的keepalived服务的配置文件即可。

此时LB-01节点既为Keepalived的主节点也为备节点，LB-02节点同样既为Keepalived的主节点也为备节点。

LB-01节点默认的主节点VIP（192.168.1.110），LB-02节点默认的主节点VIP（192.168.1.210）

1、配置 LB-01 节点

增加一段vrrp_instance VI_2实例规则：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

2、配置 LB02 节点

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

3、重启Keepalived服务

//LB-01
[root@LB-01 ~]# systemctl restart keepalived

//LB-02
[root@LB-02 ~]# systemctl restart keepalived

4、查看VIP绑定情况

//LB-01
[root@LB-01 ~]# ip a
...
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq 
    inet 192.168.1.31/24 brd 10.43.1.255 scope global eth0
    inet 192.168.1.110/24 scope global secondary eth0:1

//LB-02
[root@LB-02 ~]# ip a
...
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq 
    inet 192.168.1.32/24 brd 10.43.1.255 scope global eth0
    inet 192.168.1.210/24 scope global secondary eth0:2

5、高可靠验证

 停止LB-01节点的keepalived再次测试

此时VIP都绑定在LB-02上

[root@LB-02 ~]# ip a
...
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq 
    inet 192.168.1.32/24 brd 10.43.1.255 scope global eth0
    inet 192.168.1.110/24 scope global secondary eth0:1
    inet 192.168.1.210/24 scope global secondary eth0:2

测试可以发现我们访问keepalived中配置的两个VIP都可以正常调度，当我们停止任意一台keepalived节点，同样还是正常访问；到此，nginx+keepalived+高可用集群（双主模式）就搭建完成了。

编写Nginx Web服务的守护脚本

以上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

结语

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