nginx（四） nginx+keepalived 實現主備+雙主熱備模型的高可用負載均衡代理服務
nginx（四） nginx+keepalived 實現主備+雙主熱備模型的高可用負載均衡代理服務
在前面《nginx配置：反向代理 負載均衡 後端健康檢查 快取》等幾篇文章中，我們配置了nginx的反向代理負載均衡WEB叢集，而在《keepalived 及 keepalived配置LVS高可用叢集》進行keepalived配置LVS高可用叢集。下面將在前文的一些基礎上，用keepalived分別實現主備模型和雙主模型的nginx反向代理伺服器的高可用。
1、配置環境準備
1-1、模擬環境
1、各伺服器主機系統：CentOS 6.4 x86_64
2、反向代理伺服器：
node1： IP：192.168.18.241 （host name：node1.tjiyu.com）;
node2： IP：192.168.18.242 （host name：node2.tjiyu.com）;
VIP1：192.168.18.240；（主備模型只使用VIP1）
VIP2：192.168.18.250；
service：nginx 1.10.2 提供反向代理、負載均衡服務；
keepalived 為nginx（VIP）提供高可用服務；
3、後端兩臺realserver：
realserver1： IP：192.168.18.251 （host name：realserver1.tjiyu,com）；
realserver2： IP：192.168.18.252 （host name：realserver2.tjiyu.com）;
service：nginx 1.10.2 提供WEB服務
1-2、配置前所需要的準備
各主機需要做以下準備：
1、配置IP、關閉防火牆/SELINUX；
2、時間同步；
3、配置節點名稱（不是必須的，最好配置上，方便操作）
2、nginx和keepalived相關準備說明
nginx可以參考《nginx配置：反向代理 負載均衡 後端健康檢查 快取》文章，先在配置好兩臺代理伺服器，使得它們都可以實現反向代理和負載均衡（注意。不用配置快取，影響測試），分別訪問它們的IP測試正常，如下：
Nginx根據前文配置好後，下面就不會去配置nginx了，主要是對keepalived進行配置，以及相關測試。
Keepalived相關的原理、配置說明，可以參考《keepalived 及 keepalived配置LVS高可用叢集》；首先需要在兩臺代理伺服器分別下載安裝，yum install -y keepalived就可以了。下面我們用到它裡面的一些配置，不過會重新給出並作出說明。
3、配置nginx+keepalived主備模型
我們先來說明配置的一些細節，後面再給出完整的配置檔案。一個是對nignx狀態進行監測，一個是對nginx進行管理。
3-1、配置keepalived對nignx進行監測
配置/etc/keepalived/keepalived.conf檔案使得keepalived可以對nignx進行監測，如下：
[[email protected] ~]# cd /etc/keepalived/ [[email protected] keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak [[email protected] keepalived]# vim keepalived.conf
在配置文中增加vrrp_script chk_nginx_health { script "killall -0 nginx"… }塊，定義nginx服務狀態跟蹤指令碼，指令碼中可以檢查nginx的狀態，如下：
這裡我們直接用"killall -0 nginx"命令，它不會殺死nginx，只會在nginx啟動正常時返回0，停止時返回1，如下：
然後在vrrp_instance VI_1 {track_script {… }}中呼叫上面定義的服務狀態跟蹤指令碼，如下：
3-2、配置keepalived狀態轉換通知，以及轉換時對nignx進行管理
自定義keepalived狀態轉換狀態變化指令碼notify.sh，放到/etc/keepalived目錄下，如下：
該指令碼可以在keepalived狀態轉換時，發出郵件通知；還可以對nginx服務進行管理，如keepalived成功主節點時，啟動nginx，成為備節點時停止nginx（主備時）或重啟nginx（雙主時），配置到vrrp_instance VI_1 {}塊中，如下：
注意，配置的發件人使用者得是系統使用者，不存在使用者發不出郵件，得先在兩節點上新增使用者，過程如下：
[[email protected] keepalived]# useradd root_keepalived
3-3、node1上的keepalived配置
配置node1成主節點，優先順序較高（搶佔式），配置如下：
! Configuration File for keepalived global_defs { #全域性配置，這裡額外的靜態路由並未新增因為它是非必要的，除非我們在當前或特定的主機上生成特殊的靜態路由等 notification_email { #realserver故障時通知郵件的收件人地址，可以多個 [email protected] } notification_email_from root_keepalived #發件人資訊（可以隨意偽裝，因為郵件系統不會驗證處理髮件人資訊） smtp_server 127.0.0.1 #發郵件的伺服器（一定不可為外部地址） smtp_connect_timeout 30 #連線超時時間 router_id LVS_DEVEL #路由器的標識（可以隨便改動） } vrrp_script chk_nginx_health { # 定義服務狀態跟蹤指令碼，指令碼中可以檢查高可用服務的狀態，返回狀態碼0表示服務正常；配置呼叫則在vrrp_instance中的track_script段；這裡chk_nginx是定義指令碼的名稱，可隨意取 script "killall -0 nginx" #判斷命令/自己定義好的指令碼路徑；#這裡killall -0 nginx不會殺死nginx，只會在nginx啟動正常時返回0，停止時返回1，返回1就會在vrrp例項定義的優先順序減去下面的weight值，就表示期望這個節點為備用狀態。 interval 1 #每隔1秒鐘執行一次 weight -2 #上面的命令指令碼執行失敗，優先順序降低2；這個值的絕對值必須大於MASTER減BACKUP定義的優先順序 fall 2 #命令/指令碼執行失敗多少次才算真的失敗 rise 1 #命令/指令碼執行成功多少次才算真的成功 } vrrp_instance VI_1 { #配置虛擬路由器的例項，VI_1是自定義的例項名稱 state MASTER #初始狀態，MASTER|BACKUP，當state指定的instance的初始化狀態，在兩臺伺服器都啟動以後，馬上發生競選，優先順序高的成為MASTER，所以這裡的MASTER並不是表示此臺伺服器一直是MASTER interface eth0 #通告選舉所用埠 virtual_router_id 51 #虛擬路由的ID號（一般不可大於255） priority 101 #優先順序資訊 #備必須更低 advert_int 1 #VRRP通告間隔，秒 authentication { auth_type PASS #認證機制 auth_pass 5344 #密碼（儘量使用隨機） } virtual_ipaddress { #虛擬地址（VIP地址） 192.168.18.240 } track_script { #呼叫上面定義的服務狀態跟蹤指令碼 chk_nginx_health } #nopreempt #設定不搶佔，這裡只能設定在state為BACKUP的節點上，而且這個節點的優先順序必須別另外的高 #preempt delay 300 #搶佔延遲，和nopreempt一樣只能用在BACKUP上，但不能和nopreempt同時使用 notify_master "/etc/keepalived/notify.sh -m mb -n master -s nginx -a 192.168.18.240" #轉換為master狀態時使用此指令碼通知 notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh -m mb -n backup -s nginx -a 192.168.18.240" #轉換為backup狀態時使用此指令碼通知 notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh -m mb -n fault -s nginx -a 192.168.18.240" #轉換為fault狀態時使用此指令碼通知，如果指令碼帶有引數也就是有空格必須使用引號 }
3-4、node2上的keepalived配置
配置node2成為備節點，和node1h配置主要差別有兩處，一是state BACKUP，二是priority 100優先順序更低，這是在搶佔模式下的配置，後面我們再說非搶佔式配置，差別不大，本配置如下：
! Configuration File for keepalived global_defs { #全域性配置，這裡額外的靜態路由並未新增因為它是非必要的，除非我們在當前或特定的主機上生成特殊的靜態路由等 notification_email { #realserver故障時通知郵件的收件人地址，可以多個 [email protected] } notification_email_from root_keepalived #發件人資訊（可以隨意偽裝，因為郵件系統不會驗證處理髮件人資訊） smtp_server 127.0.0.1 #發郵件的伺服器（一定不可為外部地址） smtp_connect_timeout 30 #連線超時時間 router_id LVS_DEVEL #路由器的標識（可以隨便改動） } vrrp_script chk_nginx_health { # 定義服務狀態跟蹤指令碼，指令碼中可以檢查高可用服務的狀態，返回狀態碼0表示服務正常；配置呼叫則在vrrp_instance中的track_script段；這裡chk_nginx是定義指令碼的名稱，可隨意取 script "killall -0 nginx" #判斷命令/自己定義好的指令碼路徑；#這裡killall -0 nginx不會殺死nginx，只會在nginx啟動正常時返回0，停止時返回1，返回1就會在vrrp例項定義的優先順序減去下面的weight值，就表示期望這個節點為備用狀態。 interval 1 #每隔1秒鐘執行一次 weight -2 #上面的命令指令碼執行失敗，優先順序降低2；這個值的絕對值必須大於MASTER減BACKUP定義的優先順序 fall 2 #命令/指令碼執行失敗多少次才算真的失敗 rise 1 #命令/指令碼執行成功多少次才算真的成功 } vrrp_instance VI_1 { #配置虛擬路由器的例項，VI_1是自定義的例項名稱 state BACKUP #初始狀態，MASTER|BACKUP，當state指定的instance的初始化狀態，在兩臺伺服器都啟動以後，馬上發生競選，優先順序高的成為MASTER，所以這裡的MASTER並不是表示此臺伺服器一直是MASTER interface eth0 #通告選舉所用埠 virtual_router_id 51 #虛擬路由的ID號（一般不可大於255） priority 100 #優先順序資訊 #備必須更低 advert_int 1 #VRRP通告間隔，秒 authentication { auth_type PASS #認證機制 auth_pass 5344 #密碼（儘量使用隨機） } virtual_ipaddress { #虛擬地址（VIP地址） 192.168.18.240 } track_script { #呼叫上面定義的服務狀態跟蹤指令碼 chk_nginx_health } #nopreempt #設定不搶佔，這裡只能設定在state為BACKUP的節點上，而且這個節點的優先順序必須別另外的高 #preempt delay 300 #搶佔延遲，和nopreempt一樣只能用在BACKUP上，但不能和nopreempt同時使用 notify_master "/etc/keepalived/notify.sh -m mb -n master -s nginx -a 192.168.18.240" #轉換為master狀態時使用此指令碼通知 notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh -m mb -n backup -s nginx -a 192.168.18.240" #轉換為backup狀態時使用此指令碼通知 notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh -m mb -n fault -s nginx -a 192.168.18.240" #轉換為fault狀態時使用此指令碼通知，如果指令碼帶有引數也就是有空格必須使用引號 }
3-5、狀態轉換通知指令碼notify.sh
前面我們說過，自定義keepalived狀態轉換狀態變化指令碼notify.sh，放到/etc/keepalived目錄下，如下：
#!/bin/bash # description: An example of notify script # Usage: notify.sh -m|--mode {mm|mb} -s|--service SERVICE1,... -a|--address VIP -n|--notify {master|backup|falut} -h|--help contact='[email protected]' helpflag=0 serviceflag=0 modeflag=0 addressflag=0 notifyflag=0 Usage() { echo "Usage: notify.sh [-m|--mode {mm|mb}] [-s|--service SERVICE1,...] <-a|--address VIP> <-n|--notify {master|backup|falut}>" echo "Usage: notify.sh -h|--help" } ParseOptions() { local I=1; if [ $# -gt 0 ]; then while [ $I -le $# ]; do case $1 in -s|--service) [ $# -lt 2 ] && return 3 serviceflag=1 services=(`echo $2|awk -F"," '{for(i=1;i<=NF;i++) print $i}'`) shift 2 ;; -h|--help) helpflag=1 return 0 shift ;; -a|--address) [ $# -lt 2 ] && return 3 addressflag=1 vip=$2 shift 2 ;; -m|--mode) [ $# -lt 2 ] && return 3 mode=$2 shift 2 ;; -n|--notify) [ $# -lt 2 ] && return 3 notifyflag=1 notify=$2 shift 2 ;; *) echo "Wrong options..." Usage return 7 ;; esac done return 0 fi } #workspace=$(dirname $0) RestartService() { if [ ${#@} -gt 0 ]; then for I in [email protected]; do if [ -x /etc/rc.d/init.d/$I ]; then /etc/rc.d/init.d/$I restart else echo "$I is not a valid service..." fi done fi } StopService() { if [ ${#@} -gt 0 ]; then for I in [email protected]; do if [ -x /etc/rc.d/init.d/$I ]; then /etc/rc.d/init.d/$I stop else echo "$I is not a valid service..." fi done fi } Notify() { mailsubject="`hostname` to be $1: $vip floating" mailbody="`date '+%F %H:%M:%S'`, vrrp transition, `hostname` changed to be $1." echo $mailbody | mail -s "$mailsubject" $contact } # Main Function ParseOptions [email protected] [ $? -ne 0 ] && Usage && exit 5 [ $helpflag -eq 1 ] && Usage && exit 0 if [ $addressflag -ne 1 -o $notifyflag -ne 1 ]; then Usage exit 2 fi mode=${mode:-mb} case $notify in 'master') if [ $serviceflag -eq 1 ]; then RestartService ${services[*]} fi Notify master ;; 'backup') if [ $serviceflag -eq 1 ]; then if [ "$mode" == 'mb' ]; then StopService ${services[*]} else RestartService ${services[*]} fi fi Notify backup ;; 'fault') Notify fault ;; *) Usage exit 4 ;; esac exit 0
4、測試主備模型
1、在node1和node2上分別啟動keepalived，可以看到VIP配置到了node1上，成為了主節點，而訪問測試也正常，如下：
2、當我們killall nginx停止node1上的nginx時，可以看到VIP流轉到node2上，即node2成為主節點，而訪問正常，如下：
3、而接著當我們killall nginx停止node2的nginx時，可以看到VIP流轉回了node1，也即node1重新成為主節點，而訪問也正常；注意，我們並沒有手動啟動node1上前面kil掉的nginx，這是由notify.sh在node1成功主節點時完成的，如下：
4、當我們killall keepalived停止node1上的keepalived時，可以VIP再次流轉到node2，也即node2再次成為主節點，而訪問也正常；注意，我們檢視node1上的日誌可以看到node1上的VIP被移除了，如下：
5、接著，我們重啟node1上的keepalived，發現VIP流轉回node1，即node1成為了主節點，而之前node2作為主節點在正常執行的，這就是搶佔式了，node1配置優先順序高，恢復正常後搶佔了node2的主節點資源，如下：
6、配置非搶佔式：在配置BACKUP的node2上配置，nopreempt並且優先順序比MASTER的node1高，而後我們重啟node2上的keepalived，然後停止node1上的keepalived，再次使node2成為主節點，如下：
7、接著，如上面第5步，重啟node1上的keepalived，VIP依然在node2，即node2還作為主節點在正常執行，這就是非搶佔式，如下：
8、接著，我們停止node2上的keepalived，可以看到node1成為主節點，但VIP在node1、node2上都有，即node2沒有撤除VIP，keepalived就停止了，不過這也沒關，因為node1配置VIP時會自己自動發出ARP，這樣報文就能轉到node1了，如下：
9、接著，我們重啟node2上的keepalived，可以看到node2成為備節點，node1依然還是主節點，也沒有被搶佔，如下：
5、配置nginx+keepalived雙主模型
我們在《keepalived 及 keepalived配置LVS高可用叢集》中說過，Keepalived工作模型總是一主多備的，而這個雙主是指兩個VIP分別對應兩個VRRP例項（也就是兩個主備同時執行），如果兩個VIP對應同一個服務，可以在前面再加DNS輪循，對就兩條DNS的A記錄，這樣可以做到scale out 橫向擴充套件，並且充分利用資源。
注意，雙主最好不要配置非搶佔模式，因為一臺故障時另一臺執行兩個VIP，當恢復時需要把一個VIP搶佔流轉回來，這樣就才能平分流量。
5-1、修改主備配置
我們就在上面主備模型的基礎上，增加一個VRRP例項對就VIP2（192.168.18.250），但需要稍微修改前面配置，如記錄得改回node2上的搶佔模式，還有狀態轉換通知的指令碼配置改"-m mm"，如下：
5-2、node1上增加的配置
直接在配置檔案後面加上加一個VRRP例項配置，這個例項node1為備節點，如下：
vrrp_instance VI_2 { #配置虛擬路由器的例項，VI_1是自定義的例項名稱 state BACKUP #初始狀態，MASTER|BACKUP，當state指定的instance的初始化狀態，在兩臺伺服器都啟動以後>，馬上發生競選，優先順序高的成為MASTER，所以這裡的MASTER並不是表示此臺伺服器一直是MASTER interface eth0 #通告選舉所用埠 virtual_router_id 55 #虛擬路由的ID號（一般不可大於255） priority 100 #優先順序資訊 #備必須更低 advert_int 1 #VRRP通告間隔，秒 authentication { auth_type PASS #認證機制 auth_pass 6675 #密碼（儘量使用隨機） } virtual_ipaddress { #虛擬地址（VIP地址） 192.168.18.250 } track_script { #呼叫上面定義的服務狀態跟蹤指令碼 chk_nginx_health } #nopreempt #設定不搶佔，這裡只能設定在state為BACKUP的節點上，而且這個節點的優先順序必須別另外的高 #preempt delay 300 #搶佔延遲，和nopreempt一樣只能用在BACKUP上，但不能和nopreempt同時使用 notify_master "/etc/keepalived/notify.sh -m mm -n master -s nginx -a 192.168.18.250" #轉換為master狀態時使用 此指令碼通知 notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh -m mm -n backup -s nginx -a 192.168.18.250" #轉換為backup狀態時使用 此指令碼通知 notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh -m mm -n fault -s nginx -a 192.168.18.250" #轉換為fault狀態時使用>此指令碼通知，如果指令碼帶有引數也就是有空格必須使用引號 }
5-3、node2上增加的配置
直接在配置檔案後面加上加一個VRRP例項配置，這個例項node2為主節點，如下：
vrrp_instance VI_2 { #配置虛擬路由器的例項，VI_1是自定義的例項名稱 state MASTER #初始狀態，MASTER|BACKUP，當state指定的instance的初始化狀態，在兩臺伺服器都啟動以後，>馬上發生競選，優先順序高的成為MASTER，所以這裡的MASTER並不是表示此臺伺服器一直是MASTER interface eth0 #通告選舉所用埠 virtual_router_id 55 #虛擬路由的ID號（一般不可大於255） priority 101 #優先順序資訊 #備必須更低 advert_int 1 #VRRP通告間隔，秒 authentication { auth_type PASS #認證機制 auth_pass 6675 #密碼（儘量使用隨機） } virtual_ipaddress { #虛擬地址（VIP地址） 192.168.18.250 } track_script { #呼叫上面定義的服務狀態跟蹤指令碼 chk_nginx_health } #nopreempt #設定不搶佔，這裡只能設定在state為BACKUP的節點上，而且這個節點的優先順序必須別另外的高 #preempt delay 300 #搶佔延遲，和nopreempt一樣只能用在BACKUP上，但不能和nopreempt同時使用 notify_master "/etc/keepalived/notify.sh -m mm -n master -s nginx -a 192.168.18.240" #轉換為master狀態時使用此 指令碼通知 notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh -m mm -n backup -s nginx -a 192.168.18.240" #轉換為backup狀態時使用此 指令碼通知 notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh -m mm -n fault -s nginx -a 192.168.18.240" #轉換為fault狀態時使用此>指令碼通知，如果指令碼帶有引數也就是有空格必須使用引號 }
6、測試nginx+keepalived雙主模型
我們分別重啟兩個節點上keepalived，可以看到VIP1（192.168.18.240）配置到node1上，而VIP2（192.168.18.250）配置到node2上，說明node1成為VRRP例項1的主節點，node2成為VRRP例項2的主節點；而訪問VIP1和VIP2都能正常，如下
到這裡，我們完成了用keepalived分別實現主備模型和雙主模型的nginx反向代理負載均衡伺服器的高可用，後面有時間將會在本檔案的基礎上進行nginx+tomcat的動靜分離配置……
【參考資料】
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