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Nginx+KeepAlived实现负载均衡高可用原理

2022-01-10 13:01:00  阅读:237  来源: 互联网

标签:负载 nginx KeepAlived keepalived Nginx 服务器 smtp BACKUP eth0


作者:田超凡

原创博文,严禁复制转载,仿冒必究

  1. nginx负载均衡高可用
    1. 什么是负载均衡高可用

        nginx作为负载均衡器,所有请求都到了nginx,可见nginx处于非常重点的位置,如果nginx服务器宕机后端web服务将无法提供服务,影响严重。

        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 Availability)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。当备份机不能在一定的时间内收到这样的信息时,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理器收到“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。

    1. keepalived+nginx实现主备
      1. 什么是keepalived

        keepalived是集群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。

       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。

      1. keepalived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,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。

详细参考:Keepalived权威指南中文.pdf

      1. keepalived+nginx实现主备过程

        1. 初始状态

 

        1. 主机宕机

 

        1. 主机恢复

 

      1. 高可用环境

两台nginx,一主一备:192.168.101.3和192.168.101.4

两台tomcat服务器:192.168.101.5、192.168.101.6

      1. 安装keepalived

        分别在主备nginx上安装keepalived,参考“安装手册”进行安装:

      1. 配置keepalived
        1. 主nginx

修改主nginx下/etc/keepalived/keepalived.conf文件

! Configuration File for keepalived

#全局配置

global_defs {

   notification_email {  #指定keepalived在发生切换时需要发送email到的对象,一行一个

     XXX@XXX.com

   }

   notification_email_from XXX@XXX.com  #指定发件人

   #smtp_server XXX.smtp.com                             #指定smtp服务器地址

   #smtp_connect_timeout 30                               #指定smtp连接超时时间

   router_id LVS_DEVEL                                    #运行keepalived机器的一个标识

}

vrrp_instance VI_1 {

    state MASTER           #标示状态为MASTER 备份机为BACKUP

    interface eth0         #设置实例绑定的网卡

    virtual_router_id 51   #同一实例下virtual_router_id必须相同

    priority 100           #MASTER权重要高于BACKUP 比如BACKUP为99 

    advert_int 1           #MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔,单位是秒

    authentication {       #设置认证

        auth_type PASS     #主从服务器验证方式

        auth_pass 8888

    }

    virtual_ipaddress {    #设置vip

        192.168.101.100       #可以多个虚拟IP,换行即可

    }

}

        1. 备nginx

修改备nginx下/etc/keepalived/keepalived.conf文件

配置备nginx时需要注意:需要修改state为BACKUP , priority比MASTER低,virtual_router_id和master的值一致

! Configuration File for keepalived

#全局配置

global_defs {

   notification_email {  #指定keepalived在发生切换时需要发送email到的对象,一行一个

    XXX@XXX.com

   }

   notification_email_from XXX@XXX.com                                #指定发件人

   #smtp_server XXX.smtp.com                               #指定smtp服务器地址

   #smtp_connect_timeout 30                               #指定smtp连接超时时间

   router_id LVS_DEVEL                                    #运行keepalived机器的一个标识

}

vrrp_instance VI_1 {

    state BACKUP           #标示状态为MASTER 备份机为BACKUP

    interface eth0         #设置实例绑定的网卡

    virtual_router_id 51   #同一实例下virtual_router_id必须相同

    priority 99            #MASTER权重要高于BACKUP 比如BACKUP为99 

    advert_int 1           #MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔,单位是秒

    authentication {       #设置认证

        auth_type PASS     #主从服务器验证方式

        auth_pass 8888

    }

    virtual_ipaddress {    #设置vip

        192.168.101.100       #可以多个虚拟IP,换行即可

    }

}

      1. 测试

主备nginx都启动keepalived及nginx。

service keepalived start

./nginx

        1. 初始状态

查看主nginx的eth0设置:

vip绑定在主nginx的eth0上。

 

查看备nginx的eth0设置:

vip没有绑定在备nginx的eth0上。

 

访问ccc.test.com,可以访问。

        1. 主机宕机

将主nginx的keepalived停止或将主nginx关机(相当于模拟宕机),查看主nginx的eth0:

eth0没有绑定vip

 

注意这里模拟的是停止 keepalived进程没有模拟宕机,所以还要将nginx进程也停止表示主nginx服务无法提供。

查看备nginx的eth0:

vip已经漂移到备nginx。

 

访问ccc.test.com,可以访问。

        1. 主机恢复

将主nginx的keepalived和nginx都启动。

查看主nginx的eth0:

查看备nginx的eth0:

vip漂移到主nginx。

 

查看备nginx的eth0:

eth0没有绑定vip

 

访问:ccc.test.com,正常访问。

注意:主nginx恢复时一定要将nginx也启动(通常nginx启动要加在开机启动中),否则即使vip漂移到主nginx也无法访问。

      1. 解决nginx进程和keepalived不同时存在问题
        1. 问题描述

        keepalived是通过检测keepalived进程是否存在判断服务器是否宕机,如果keepalived进程在但是nginx进程不在了那么keepalived是不会做主备切换,所以我们需要写个脚本来监控nginx进程是否存在,如果nginx不存在就将keepalived进程杀掉。

        1. nginx进程检测脚本

        在主nginx上需要编写nginx进程检测脚本(check_nginx.sh),判断nginx进程是否存在,如果nginx不存在就将keepalived进程杀掉,check_nginx.sh内容如下:

#!/bin/bash

# 如果进程中没有nginx则将keepalived进程kill掉

A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`      ## 查看是否有 nginx进程 把值赋给变量A

if [ $A -eq 0 ];then                    ## 如果没有进程值得为 零

       service keepalived stop          ## 则结束 keepalived 进程

fi

将check_nginx.sh拷贝至/etc/keepalived下,

脚本测试:

将nginx停止,将keepalived启动,执行脚本:sh /etc/keepalived/check_nginx.sh

 

从执行可以看出自动将keepalived进程kill掉了。

        1. 修改keepalived.conf

修改主nginx的keepalived.conf,添加脚本定义检测:

注意下边红色标识地方:

#全局配置

global_defs {

   notification_email {  #指定keepalived在发生切换时需要发送email到的对象,一行一个

     XXX@XXX.com

   }

   notification_email_from miaoruntu@itcast.cn  #指定发件人

   #smtp_server XXX.smtp.com                             #指定smtp服务器地址

   #smtp_connect_timeout 30                               #指定smtp连接超时时间

   router_id LVS_DEVEL                                    #运行keepalived机器的一个标识

}

vrrp_script check_nginx {

    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"         ##监控脚本

    interval 2                                      ##时间间隔,2秒

    weight 2                                        ##权重

}

vrrp_instance VI_1 {

    state MASTER           #标示状态为MASTER 备份机为BACKUP

    interface eth0         #设置实例绑定的网卡

    virtual_router_id 51   #同一实例下virtual_router_id必须相同

    priority 100           #MASTER权重要高于BACKUP 比如BACKUP为99

    advert_int 1           #MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔,单位是秒

    authentication {       #设置认证

        auth_type PASS     #主从服务器验证方式

        auth_pass 8888

    }

   track_script {

        check_nginx        #监控脚本

   }

    virtual_ipaddress {    #设置vip

        192.168.101.100       #可以多个虚拟IP,换行即可

    }

}

修改后重启keepalived

        1. 测试

回到负载均衡高可用的初始状态,保证主、备上的keepalived、nginx全部启动。

停止主nginx服务

观察keepalived日志:

tail -f /var/log/keepalived.log

 

查看keepalived进程已经不存在。

查看eth0已经没有绑定vip。

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标签:负载,nginx,KeepAlived,keepalived,Nginx,服务器,smtp,BACKUP,eth0
来源: https://blog.csdn.net/qq_30056341/article/details/122408039

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