Nginx+keepalived实现高可用

时间:2022-04-24
本文章向大家介绍Nginx+keepalived实现高可用，主要内容包括keepalived软件介绍、keppalived服务的三个重要功能、keepalived软件工作原理、keepalived服务部署准备环境、负载均衡服务器环境统一、keepalived部署过程、启动服务、进行默认配置测试、修改配置文件、我们需要的配置文件、企业keepalived服务应用、优化改动内核命令、启动nginx检查监听结果、基本概念、基础应用、原理机制和需要注意的事项等，并结合实例形式分析了其使用技巧，希望通过本文能帮助到大家理解应用这部分内容。

环境：

[root@db02 ~]# uname -a
Linux db02 2.6.32-696.el6.x86_64 #1 SMP Tue Mar 21 19:29:05 UTC 2017 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[root@db02 ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS release 6.9 (Final)

keepalived软件介绍

keepalived软件能干什么？

　　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

　　Keepalived软件的官方站点是 http://www.keepalived.org

keppalived服务的三个重要功能

  • 管理LVS负载均衡软件
  • 实现对LVS集群节点健康检查功能
  • 作为系统网络服务的高可用功能

keepalived软件工作原理

1、Keepalived高可用对之间是通过VRRP通信的

　　1) VRRP，全称Virtual Router Redundancy Protocol，中文名为虚拟路由冗余协议，VRRP的出现是为了解决静态路由的单点故障。

　　2) VRRP是通过一种竞选协议机制来将路由任务交给某台VRRP路由器的。

　　3) VRRP用IP多播的方式（默认多播地址（224.0.0.18）实现高可用对之间通信。

　　4) 工作时主节点发包，备节点接包，当备节点接收不到主节点发的数据包的时候，就启动接管程序接管主节点的资源。备节点可以有多个，通过优先级竞选，但一般 Keepalived系统运维工作中都是一对。

　　5) VRRP使用了加密协议加密数据，但Keepalived官方目前还是推荐用明文的方式配置认证类型和密码。

2、Keepalived 服务的工作原理

　　Keepalived高可用对之间是通过VRRP进行通信的，VRRP是通过竞选机制来确定主备的，主的优先级高于备，因此，工作时主会优先获得所有的资源，备节点处于等待状态，当主挂了的时候，备节点就会接管主节点的资源，然后顶替主节点对外提供服务。

　　在Keepalived服务对之间，只有作为主的服务器会一直发送VRRP广播包，告诉备它还活着，此时备不会抢占主，当主不可用时，即备监听不到主发送的广播包时，就会启动相关股务接管资源，保证业务的连续性。接管速度最快可以小于1秒。

keepalived服务部署准备环境

需要的服务器介绍：需要三台web服务器，两台lb（负载）服务器

web服务器：（每台web有两个站点bbs和www）

　　web01：172.16.1.8（内网）10.0.0.8（外网）

　　web02：172.16.1.7（内网）10.0.0.7（外网）

　　web03：172.16.1.9（内网）10.0.0.9（外网）

web服务环境统一

web集群服务器配置文件环境统一（web01 web02 web03 配置均一致）

cat www.conf
    server {
        listen       80;
        server_name  www.zxpo.com;
        location / {
            root   html/www;
            index  index.html index.htm;
        }
    }

cat bbs.conf 
    server {
        listen       80;
        server_name  bbs.zxpo.com;
        location / {
            root   html/bbs;
            index  index.html index.htm;
        }
    }
同步三台web服务器配置：
scp -rp {www.conf,bbs.conf} 172.16.1.7:/application/nginx/conf/extra/
scp -rp {www.conf,bbs.conf} 172.16.1.9:/application/nginx/conf/extra/
web服务主配置文件环境统一：
[root@web01 extra]# cat ../nginx.conf
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    access_log  logs/access.log  main;
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    include extra/www.conf;
    include extra/bbs.conf;
}
scp -rp ../nginx.conf 172.16.1.9:/application/nginx/conf/
scp -rp ../nginx.conf 172.16.1.7:/application/nginx/conf/
web01测试环境准备：
[root@web01 www]# for name in www bbs;do echo $name `hostname` >/application/nginx/html/$name/nana.html;done
[root@web01 www]# for name in www bbs;do cat /application/nginx/html/$name/nana.html;done
www web01
bbs web01
web02测试环境准备：
[root@web02 conf]# for name in www bbs;do echo $name `hostname` >/application/nginx/html/$name/nana.html;done
[root@web02 conf]# for name in www bbs;do cat /application/nginx/html/$name/nana.html;done
www web02
bbs web02
web03测试环境准备：
[root@web03 conf]# for name in www bbs;do echo $name `hostname` >/application/nginx/html/$name/nana.html;done
[root@web03 conf]# for name in www bbs;do cat /application/nginx/html/$name/nana.html;done
www web03
bbs web03
web环境测试结果：（在lb负载均衡服务器上面进行） 
[root@web01 www]# curl -H host:www.zxpo.com 10.0.0.8/nana.html
www web01
[root@web01 www]# curl -H host:bbs.zxpo.com 10.0.0.8/nana.html
bbs web01
[root@web01 www]# curl -H host:www.zxpo.com 10.0.0.7/nana.html
www web02
[root@web01 www]# curl -H host:bbs.zxpo.com 10.0.0.7/nana.html
bbs web02
[root@web01 www]# curl -H host:www.zxpo.com 10.0.0.9/nana.html
www web03
[root@web01 www]# curl -H host:bbs.zxpo.com 10.0.0.9/nana.html
bbs web03

 负载均衡服务器环境统一

 nginx反向代理负载均衡集群服务器配置文件环境统一

[root@lb01 conf]# cat nginx.conf
####lb01和lb02  nginx.conf 
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;                                  
    upstream server_pools {
      server 10.0.0.7:80;
      server 10.0.0.8:80;
      server 10.0.0.9:80;
    }
    server {
        listen 80;
        server_name www.zxpo.com;
        location / {
            proxy_pass http://server_pools;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
        }
    } 
    server {
        listen 80;
        server_name bbs.zxpo.com;
        location / {
            proxy_pass http://server_pools;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
        }
    } 
}

keepalived部署过程

keepalived软件安装

yum install -y keepalived

启动服务、进行默认配置测试

启动lb01 lb02的keepalived服务

/etc/init.d/keepalived start

修改配置文件

[root@lb01 conf]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id lb01
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
      10.0.0.3/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}

配置文件组成部分

  • GLOBAL CONFIGURATION  ###全局定义（默认配置文件的01-13行）
  • VRRPD CONFIGURATION   ###虚拟ip的配置（默认配置文件15-30行）
  • LVS CONFIGURATION         ###配置与管理lvs
! Configuration File for keepalived
global_defs {                     --- 全局配置标题
   notification_email {           --- 定义管理员邮箱信息
     110@qq.com
     110@qq.com
   }
   notification_email_from zxpo@163.com    --- 定义利用什么邮箱发送邮件
   smtp_server smtp.163.com       --- 定义邮件服务器信息
   smtp_connect_timeout 30        --- 定义邮件发送超时时间
   router_id a01             　　　　--- （重点参数）局域网keepalived主机身份标识信息每一个keepalived主机身份标识信息唯一
}

vrrp_instance VI_1 {              --- vrrp协议相关配置（vip地址设置）
    state MASTER     　　　　　　　　--- keepalived角色描述（状态）信息，可以配置参数（MASTER BACKUP）
    interface eth0                --- 表示将生成虚IP地址，设置在指定的网卡上
    virtual_router_id 51          --- 表示keepalived家族标识信息
    priority 100          　　　　 --- keepalived服务竞选主备服务器优先级设置（越大越优先）
    advert_int 1                  --- 主服务组播包发送间隔时间       
    authentication {              --- 主备主机之间通讯认证机制，
        auth_type PASS            --- 采用明文认证机制
        auth_pass 1111            --- 编写明文密码
    }
    virtual_ipaddress {           --- 设置虚拟IP地址信息
        10.0.0.3
    }
}

我们需要的配置文件

global_defs {               
   router_id LVS_01          
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
     10.0.0.3/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}
global_defs {
   router_id LVS_02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
     10.0.0.3/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}

说明：主备服务器配置文件区别 router_id 不同 state BACKUP 不同 priority 不同

 企业keepalived服务应用

 更改nginx反向代理，只监听虚拟ip

修改nginx反向代理配置文件只监听vip地址

[root@lb01 keepalived]# cat /application/nginx/conf/nginx.conf
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;                                  
    upstream server_pools {
      server 10.0.0.7:80;
      server 10.0.0.8:80;
      server 10.0.0.9:80;
    }
    server {
        listen 10.0.0.3:80;
        server_name www.zxpo.com;
        location / {
            proxy_pass http://server_pools;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
        }
    } 
    server {
        listen 10.0.0.3:80;
        server_name bbs.zxpo.com;
        location / {
            proxy_pass http://server_pools;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
        }
    } 
    server {
        listen 10.0.0.3:80;
            server_name blog.zxpo.com;
        location / {
            proxy_pass http://server_pools;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
        }
    }
}

做到这其实可以启动nginx了，但是会失败，因为需要优化内核

[root@lb02 ~]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_nonlocal_bind
0
这个文件默认值为一，如果为1，就代表本地就算没有这个ip也可以监听

优化改动内核命令

echo "net.ipv4.ip_nonlocal_bind=1" >>/etc/sysctl.conf
sysctl -p

最后一行为  net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1  就可以了。

启动nginx检查监听结果

[root@lb02 ~]# netstat -lntup |grep nginx
tcp        0      0 10.0.0.3:80                 0.0.0.0:*                   
LISTEN      11279/nginx

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