Nginx配置实例—nginx+keepalived实现主备服务器的高可用集群

1、什么是负载均衡高可用？

nginx作为负载均衡服务器，所有请求都到了nginx,可见nginx处于非常重要的位置，如果nginx服务器宕机将会导致后端web服务将无法提供，后果严重。为了屏蔽负载均衡服务器的宕机，需要建立一个备份机。主服务器和备份机上都运行高可用（High Availablitity）监控程序，通过传送诸如“I am alive”这样的信息来监控对方的运行状况，当备份机不能再一定时间内收到这样的信息，它就接管主服务器的服务ip并继续提供负载均衡服务；当备份管理器又从主管服务器收到“I am alive”这样的信息时，它就释放服务ip地址，这样的主服务器就开始再次提供负载均衡服务。

2、Nginx+Keepalived实现主备

2.1 什么是keepalived？

（1）keepalived是进群工作管理中保证集群高可用的一个服务软件，用来防止单点故障。（2）keepalived的作用是检测web服务器的状态，如果有一台web服务器死机，或工作出现故障，keepalived将检测到，并将有故障的web服务器从系统中剔除，当web服务器工作正常后keepalived自动将web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web服务器。

2.2 keepalived的工作原理

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。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(VIP=virtual IP Address,即虚拟ip地址，该路由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。这样的话就可以保证路由器的高可用了。 keepalived主要有三个模块，分别是core、check、VRRP。core模块为keepalived的核心，负载进程的启动、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。

3、配置Nginx高可用集群

图 nginx高可用架构示意图

我的实验环境：

1).两台nginx，一主一备分别在独立的Linux系统上运行，ip分别是：192.168.92.128和192.168.92.134 2).分别在192.168.92.128 和192.168.92.134两台服务器上安装nginx和keepalived

3.1 安装nginx

nginx的安装请参考Nginx快速入门—基本概念以及在Linux上安装Nginx

这里为了体现效果，我把nginx的默认index.html页面修改一下

图 3.1.1 master nginx的修改

图 3.1.2 backup nginx的修改

3.2 安装和配置keepalived

直接输入下面的命令安装keepalived：

#yum安装keepalived
yum -y intsall keepalived
#设置开机自动启动keepalived（可选）
chkconfig keepalived on

安装完成后会在/etc下生成一个配置文件，它的绝对路径是/etc/keepalived/keepalived.conf，它就是用来配置nginx主备关系的配置文件。

主nginx的keepalived配置

! 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 193.168.92.128
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}


vrrp_script chk_nginx {
    script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"   #检测脚本的绝对路径
    interval 2  #每2秒检测一次nginx的运行状态
    weight -20  #失败一次，将自己的优先级-20
 }


vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP            # 状态，主节点为MASTER，备份节点为BACKUP
    interface ens33         # 绑定网卡，通过ifconfig查看自己的网卡
    virtual_router_id 51    # 虚拟路由的ID号,两个节点设置必须一样,可选IP最后一段使用,相同的VRID为一个组,他将决定多播的MAC地址
    priority 50            # 节点优先级，值范围0～254，MASTER要比BACKUP高
    advert_int 1            # 组播信息发送时间间隔，两个节点必须设置一样，默认为1秒
    mcast_src_ip 192.168.92.128   #本机的ip，需要修改 

    # 设置验证信息，两个节点必须一致
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    # 虚拟IP，两个节点设置必须一样。可以设置多个，一行写一个
    virtual_ipaddress {
        192.168.92.150
    }

    track_script {
       chk_nginx  # nginx存活状态检测脚本
    }
}

......

备份nginx的keepalived配置

! 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 193.168.92.134
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}


vrrp_script chk_nginx {
    script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"   #检测脚本的绝对路径
    interval 2  #每2秒检测一次nginx的运行状态
    weight -20  #失败一次，将自己的优先级-20
 }


vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP            # 状态，主节点为MASTER，备份节点为BACKUP
    interface ens33         # 绑定网卡，通过ifconfig查看自己的网卡
    virtual_router_id 51    # 虚拟路由的ID号,两个节点设置必须一样,可选IP最后一段使用,相同的VRID为一个组,他将决定多播的MAC地址
    priority 50            # 节点优先级，值范围0～254，MASTER要比BACKUP高
    advert_int 1            # 组播信息发送时间间隔，两个节点必须设置一样，默认为1秒
    mcast_src_ip 192.168.92.134   #本机的ip，需要修改 

    # 设置验证信息，两个节点必须一致
    authentication {
        auth_type PASS
        #密码相同的为一个集群
        auth_pass 1111
    }

    # 虚拟IP，两个节点设置必须一样。可以设置多个，一行写一个
    virtual_ipaddress {
        192.168.92.150
    }

    track_script {
       chk_nginx  # nginx存活状态检测脚本
    }
}

......

之后在/etc/keepalived目录下新建检测脚本，内容如下：

#!/bin/bash

COUNT=$(ps -C nginx --no-header |wc -l)

echo $COUNT

#判断Nginx 是否都挂掉了
if [ $COUNT -eq 0 ]
then
        #如果挂掉了，就启动nginx
        /usr/local/nginx/sbin/nginx
        echo "restart nginx"

        #等5秒钟后，再次查看是否 启动成功
        sleep 5

        #如果nginx没有启动起来，就直接干掉keepalived
        COUNT=$(ps -C nginx --no-header |wc -l)
        if [ $COUNT -eq 0 ]
        then
                echo "shudonw keepalived"
                #如果killall命令不能使用，就需要安装psmisc工具了
                #yum install -y psmisc
                killall keepalived
        fi
fi

之后给脚本权限：

chmod +x /etc/keepalived/nginx_check.sh

keepalived的相关命令

keepalived的启动、重启、和停止命令： 1. systemctl start keepalived.service #启动keepalived 2. systemctl restart keepalived.service #重启keepalived 3. systemctl stop keepalived.service #停止keepalived

启动后可以使用:systemctl status keepalived.service查看keepalived的状态，如果发现异常及时修改直到正常启动，正常运行截图：