nginx + keepalived 主从模式
Posted 花未全开月未圆
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了nginx + keepalived 主从模式相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
转自：https://www.cnblogs.com/kevingrace/p/6138185.html
负载均衡技术对于一个网站尤其是大型网站的web服务器集群来说是至关重要的！做好负载均衡架构，可以实现故障转移和高可用环境，避免单点故障，保证网站健康持续运行。
关于负载均衡介绍，可以参考：linux负载均衡总结性说明（四层负载/七层负载）
由于业务扩展，网站的访问量不断加大，负载越来越高。现需要在web前端放置nginx负载均衡,同时结合keepalived对前端nginx实现HA高可用。
1）nginx进程基于Master+Slave(worker)多进程模型，自身具有非常稳定的子进程管理功能。在Master进程分配模式下，Master进程永远不进行业务处理，只是进行任务分发，从而达到Master进程的存活高可靠性，Slave(worker)进程所有的业务信号都 由主进程发出，Slave(worker)进程所有的超时任务都会被Master中止，属于非阻塞式任务模型。
2）Keepalived是Linux下面实现VRRP备份路由的高可靠性运行件。基于Keepalived设计的服务模式能够真正做到主服务器和备份服务器故障时IP瞬间无缝交接。二者结合，可以构架出比较稳定的软件LB方案。
Keepalived介绍：
Keepalived是一个基于VRRP协议来实现的服务高可用方案，可以利用其来避免IP单点故障，类似的工具还有heartbeat、corosync、pacemaker。但是它一般不会单独出现，而是与其它负载均衡技术（如lvs、haproxy、nginx）一起工作来达到集群的高可用。
VRRP协议：
VRRP全称 Virtual Router Redundancy Protocol，即 虚拟路由冗余协议。可以认为它是实现路由器高可用的容错协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组(Router Group)，这个组里面有一个master和多个backup，但在外界看来就像一台一样，构成虚拟路由器，拥有一个虚拟IP（vip，也就是路由器所在局域网内其他机器的默认路由），占有这个IP的master实际负责ARP相应和转发IP数据包，组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。master会发组播消息，当backup在超时时间内收不到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，保证路由器的高可用。
在VRRP协议实现里，虚拟路由器使用 00-00-5E-00-01-XX 作为虚拟MAC地址，XX就是唯一的 VRID （Virtual Router IDentifier），这个地址同一时间只有一个物理路由器占用。在虚拟路由器里面的物理路由器组里面通过多播IP地址 224.0.0.18 来定时发送通告消息。每个Router都有一个 1-255 之间的优先级别，级别最高的（highest priority）将成为主控（master）路由器。通过降低master的优先权可以让处于backup状态的路由器抢占（pro-empt）主路由器的状态，两个backup优先级相同的IP地址较大者为master，接管虚拟IP。
keepalived与heartbeat/corosync等比较：
Heartbeat、Corosync、Keepalived这三个集群组件我们到底选哪个好呢？
首先要说明的是，Heartbeat、Corosync是属于同一类型，Keepalived与Heartbeat、Corosync，根本不是同一类型的。
Keepalived使用的vrrp协议方式，虚拟路由冗余协议 (Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP)；
Heartbeat或Corosync是基于主机或网络服务的高可用方式；
简单的说就是，Keepalived的目的是模拟路由器的高可用，Heartbeat或Corosync的目的是实现Service的高可用。
所以一般Keepalived是实现前端高可用，常用的前端高可用的组合有，就是我们常见的LVS+Keepalived、Nginx+Keepalived、HAproxy+Keepalived。而Heartbeat或Corosync是实现服务的高可用，常见的组合有Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+Httpd 实现Web服务器的高可用、Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+mysql 实现MySQL服务器的高可用。总结一下，Keepalived中实现轻量级的高可用，一般用于前端高可用，且不需要共享存储，一般常用于两个节点的高可用。而Heartbeat(或Corosync)一般用于服务的高可用，且需要共享存储，一般用于多节点的高可用。这个问题我们说明白了。
那heartbaet与corosync又应该选择哪个好？
一般用corosync，因为corosync的运行机制更优于heartbeat，就连从heartbeat分离出来的pacemaker都说在以后的开发当中更倾向于corosync，所以现在corosync+pacemaker是最佳组合。
双机高可用一般是通过虚拟IP（飘移IP）方法来实现的，基于Linux/Unix的IP别名技术。
双机高可用方法目前分为两种：
1）双机主从模式：即前端使用两台服务器，一台主服务器和一台热备服务器，正常情况下，主服务器绑定一个公网虚拟IP，提供负载均衡服务，热备服务器处于空闲状态；当主服务器发生故障时，热备服务器接管主服务器的公网虚拟IP，提供负载均衡服务；但是热备服务器在主机器不出现故障的时候，永远处于浪费状态，对于服务器不多的网站，该方案不经济实惠。
2）双机主主模式：即前端使用两台负载均衡服务器，互为主备，且都处于活动状态，同时各自绑定一个公网虚拟IP，提供负载均衡服务；当其中一台发生故障时，另一台接管发生故障服务器的公网虚拟IP（这时由非故障机器一台负担所有的请求）。这种方案，经济实惠，非常适合于当前架构环境。
今天在此分享下Nginx+keepalived实现高可用负载均衡的主从模式的操作记录：
keepalived可以认为是VRRP协议在Linux上的实现，主要有三个模块，分别是core、check和vrrp。
core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。
check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。
vrrp模块是来实现VRRP协议的。
一、环境说明：
操作系统：centos6.8，64位
master机器（master-node）：103.110.98.14/192.168.1.14
slave机器（slave-node）：103.110.98.24/192.168.1.24
公用的虚拟IP（VIP）：103.110.98.20 //负载均衡器上配置的域名都解析到这个VIP上
应用环境如下：
二、环境安装
安装nginx和keepalive服务（master-node和slave-node两台服务器上的安装操作完全一样）。
安装依赖
[root@master-node ~]# yum -y install gcc pcre-devel zlib-devel openssl-devel
下载（百度云盘下载地址：https://pan.baidu.com/s/1ckTOKI 提取秘钥：gi8i）
[root@master-node ~]# cd /usr/local/src/
[root@master-node src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.9.7.tar.gz
[root@master-node src]# wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.3.2.tar.gz
安装nginx
[root@master-node src]# tar -zvxf nginx-1.9.7.tar.gz
[root@master-node src]# cd nginx-1.9.7
添加www用户，其中-M参数表示不添加用户家目录，-s参数表示指定shell类型
[root@master-node nginx-1.9.7]# useradd www -M -s /sbin/nologin
[root@master-node nginx-1.9.7]# vim auto/cc/gcc
#将这句注释掉 取消Debug编译模式 大概在179行
#CFLAGS="$CFLAGS -g"
[root@master-node nginx-1.9.7]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-http_flv_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre
[root@master-node nginx-1.9.7]# make && make install
安装keepalived
[root@master-node src]# tar -zvxf keepalived-1.3.2.tar.gz
[root@master-node src]# cd keepalived-1.3.2
[root@master-node keepalived-1.3.2]# ./configure
[root@master-node keepalived-1.3.2]# make && make install
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/src/keepalived-1.3.2/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
[root@master-node keepalived-1.3.2]# mkdir /etc/keepalived
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/
将nginx和keepalive服务加入开机启动服务
[root@master-node keepalived-1.3.2]# echo "/usr/local/nginx/sbin/nginx" >> /etc/rc.local
[root@master-node keepalived-1.3.2]# echo "/etc/init.d/keepalived start" >> /etc/rc.local
三、配置服务
先关闭SElinux、配置防火墙 （master和slave两台负载均衡机都要做）
[root@master-node ~]# vim /etc/sysconfig/selinux
#SELINUX=enforcing #注释掉
#SELINUXTYPE=targeted #注释掉
SELINUX=disabled #增加
[root@master-node ~]# setenforce 0 #使配置立即生效
[root@master-node ~]# vim /etc/sysconfig/iptables
.......
-A INPUT -s 103.110.98.0/24 -d 224.0.0.18 -j ACCEPT #允许组播地址通信
-A INPUT -s 192.168.1.0/24 -d 224.0.0.18 -j ACCEPT
-A INPUT -s 103.110.98.0/24 -p vrrp -j ACCEPT #允许 VRRP（虚拟路由器冗余协）通信
-A INPUT -s 192.168.1.0/24 -p vrrp -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 80 -j ACCEPT #开通80端口访问
[root@master-node ~]# /etc/init.d/iptables restart #重启防火墙使配置生效
1.配置nginx
master-node和slave-node两台服务器的nginx的配置完全一样,主要是配置/usr/local/nginx/conf/nginx.conf的http，当然也可以配置vhost虚拟主机目录，然后配置vhost下的比如LB.conf文件。
其中:
多域名指向是通过虚拟主机（配置http下面的server）实现;
同一域名的不同虚拟目录通过每个server下面的不同location实现;
到后端的服务器在vhost/LB.conf下面配置upstream,然后在server或location中通过proxy_pass引用。
要实现前面规划的接入方式，LB.conf的配置如下（添加proxy_cache_path和proxy_temp_path这两行，表示打开nginx的缓存功能）：
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[root@master-node ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.confuser www;worker_processes 8;#error_log logs/error.log;#error_log logs/error.log notice;#error_log logs/error.log info;#pid logs/nginx.pid;events { worker_connections 65535;}http { include mime.types; default_type application/octet-stream; charset utf-8; ###### ## set access log format ###### log_format main \'$http_x_forwarded_for $remote_addr $remote_user [$time_local] "$request" \' \'$status $body_bytes_sent "$http_referer" \' \'"$http_user_agent" "$http_cookie" $host $request_time\'; ####### ## http setting ####### sendfile on; tcp_nopush on; tcp_nodelay on; keepalive_timeout 65; proxy_cache_path /var/www/cache levels=1:2 keys_zone=mycache:20m max_size=2048m inactive=60m; proxy_temp_path /var/www/cache/tmp; fastcgi_connect_timeout 3000; fastcgi_send_timeout 3000; fastcgi_read_timeout 3000; fastcgi_buffer_size 256k; fastcgi_buffers 8 256k; fastcgi_busy_buffers_size 256k; fastcgi_temp_file_write_size 256k; fastcgi_intercept_errors on; # client_header_timeout 600s; client_body_timeout 600s; # client_max_body_size 50m; client_max_body_size 100m; #允许客户端请求的最大单个文件字节数 client_body_buffer_size 256k; #缓冲区代理缓冲请求的最大字节数，可以理解为先保存到本地再传给用户 gzip on; gzip_min_length 1k; gzip_buffers 4 16k; gzip_http_version 1.1; gzip_comp_level 9; gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/x-httpd-php; gzip_vary on; ## includes vhosts include vhosts/*.conf;} |
[root@master-node ~]# mkdir /usr/local/nginx/conf/vhosts
[root@master-node ~]# mkdir /var/www/cache
[root@master-node ~]# ulimit 65535
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[root@master-node ~]# vim /usr/local/nginx/conf/vhosts/LB.confupstream LB-WWW { ip_hash; server 192.168.1.101:80 max_fails=3 fail_timeout=30s; #max_fails = 3 为允许失败的次数，默认值为1 server 192.168.1.102:80 max_fails=3 fail_timeout=30s; #fail_timeout = 30s 当max_fails次失败后，暂停将请求分发到该后端服务器的时间 server 192.168.1.118:80 max_fails=3 fail_timeout=30s; } upstream LB-OA { ip_hash; server 192.168.1.101:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s; server 192.168.1.102:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;} server { listen 80; server_name dev.wangshibo.com; access_log /usr/local/nginx/logs/dev-access.log main; error_log /usr/local/nginx/logs/dev-error.log; location /svn { proxy_pass http://192.168.1.108/svn/; proxy_redirect off ; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; proxy_connect_timeout 300; #跟后端服务器连接超时时间，发起握手等候响应时间 proxy_send_timeout 300; #后端服务器回传时间，就是在规定时间内后端服务器必须传完所有数据 proxy_read_timeout 600; #连接成功后等待后端服务器的响应时间，已经进入后端的排队之中等候处理 proxy_buffer_size 256k; #代理请求缓冲区,会保存用户的头信息以供nginx进行处理 proxy_buffers 4 256k; #同上，告诉nginx保存单个用几个buffer最大用多少空间 proxy_busy_buffers_size 256k; #如果系统很忙时候可以申请最大的proxy_buffers proxy_temp_file_write_size 256k; #proxy缓存临时文件的大小 proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404; proxy_max_temp_file_size 128m; proxy_cache mycache; proxy_cache_valid 200 302 60m; proxy_cache_valid 404 1m; } location /submin { proxy_pass http://192.168.1.108/submin/; proxy_redirect off ; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; proxy_connect_timeout 300; proxy_send_timeout 300; proxy_read_timeout 600; proxy_buffer_size 256k; proxy_buffers 4 256k; proxy_busy_buffers_size 256k; proxy_temp_file_write_size 256k; proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404; proxy_max_temp_file_size 128m; proxy_cache mycache; proxy_cache_valid 200 302 60m; proxy_cache_valid 404 1m; } } server { listen 80; server_name www.wangshibo.com; access_log /usr/local/nginx/logs/www-access.log main; error_log /usr/local/nginx/logs/www-error.log; location / { proxy_pass http://LB-WWW; proxy_redirect off ; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; proxy_connect_timeout 300; proxy_send_timeout 300; proxy_read_timeout 600; proxy_buffer_size 256k; proxy_buffers 4 256k; proxy_busy_buffers_size 256k; proxy_temp_file_write_size 256k; proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404; proxy_max_temp_file_size 128m; proxy_cache mycache; proxy_cache_valid 200 302 60m; proxy_cache_valid 404 1m; }} server { listen 80; server_name oa.wangshibo.com; access_log /usr/local/nginx/logs/oa-access.log main; error_log /usr/local/nginx/logs/oa-error.log; location / { proxy_pass http://LB-OA; proxy_redirect off ; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; proxy_connect_timeout 300; proxy_send_timeout 300; proxy_read_timeout 600; proxy_buffer_size 256k; proxy_buffers 4 256k; proxy_busy_buffers_size 256k; proxy_temp_file_write_size 256k; proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404; proxy_max_temp_file_size 128m; proxy_cache mycache; proxy_cache_valid 200 302 60m; proxy_cache_valid 404 1m; }} |
验证方法（保证从负载均衡器本机到后端真实服务器之间能正常通信）：
1）首先在本机用IP访问上面LB.cong中配置的各个后端真实服务器的url
2）然后在本机用域名和路径访问上面LB.cong中配置的各个后端真实服务器的域名/虚拟路径
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后端应用服务器的nginx配置，这里选择192.168.1.108作为例子进行说明
由于这里的192.168.1.108机器是openstack的虚拟机，没有外网ip，不能解析域名。
所以在server_name处也将ip加上，使得用ip也可以访问。
[root@108-server ~]# cat /usr/local/nginx/conf/vhosts/svn.conf
server {
listen 80;
#server_name dev.wangshibo.com;
server_name dev.wangshibo.com 192.168.1.108;
access_log /usr/local/nginx/logs/dev.wangshibo-access.log main;
error_log /usr/local/nginx/logs/dev.wangshibo-error.log;
location / {
root /var/www/html;
index index.html index.php index.htm;
}
}
[root@108-server ~]# ll /var/www/html/
drwxr-xr-x. 2 www www 4096 Dec 7 01:46 submin
drwxr-xr-x. 2 www www 4096 Dec 7 01:45 svn
[root@108-server ~]# cat /var/www/html/svn/index.html
this is the page of svn/192.168.1.108
[root@108-server ~]# cat /var/www/html/submin/index.html
this is the page of submin/192.168.1.108
[root@108-server ~]# cat /etc/hosts
127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.1.108 dev.wangshibo.com
[root@108-server ~]# curl http://dev.wangshibo.com //由于是内网机器不能联网，亦不能解析域名。所以用域名访问没有反应。只能用ip访问
[root@ops-server4 vhosts]# curl http://192.168.1.108
this is 192.168.1.108 page!!!
[root@ops-server4 vhosts]# curl http://192.168.1.108/svn/ //最后一个/符号要加上，否则访问不了。
this is the page of svn/192.168.1.108
[root@ops-server4 vhosts]# curl http://192.168.1.108/submin/
this is the page of submin/192.168.1.108
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然后在master-node和slave-node两台负载机器上进行测试（iptables防火墙要开通80端口）：
[root@master-node ~]# curl http://192.168.1.108/svn/
this is the page of svn/192.168.1.108
[root@master-node ~]# curl http://192.168.1.108/submin/
this is the page of submin/192.168.1.108
浏览器访问：
在本机host绑定dev.wangshibo.com，如下，即绑定到master和slave机器的公网ip上测试是否能正常访问（nginx+keepalive环境正式完成后，域名解析到的真正地址是VIP地址）
103.110.98.14 dev.wangshibo.com
103.110.98.24 dev.wangshibo.com
2.keepalived配置
1）master-node负载机上的keepalived配置（sendmail部署可以参考：linux下sendmail邮件系统安装操作记录）
[root@master-node ~]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak
[root@master-node ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
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! Configuration File for keepalived #全局定义 global_defs {notification_email { #指定keepalived在发生事件时(比如切换)发送通知邮件的邮箱ops@wangshibo.cn #设置报警邮件地址，可以设置多个，每行一个。 需开启本机的sendmail服务tech@wangshibo.cn} notification_email_from ops@wangshibo.cn #keepalived在发生诸如切换操作时需要发送email通知地址smtp_server 127.0.0.1 #指定发送email的smtp服务器smtp_connect_timeout 30 #设置连接smtp server的超时时间router_id master-node #运行keepalived的机器的一个标识，通常可设为hostname。故障发生时，发邮件时显示在邮件主题中的信息。} vrrp_script chk_http_port { Haproxy+Keepalived高可用环境部署梳理（主主和主从模式） |