Nginx+Keepalived双机热备（主主模式）

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由于网站的访问需求不断加大，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 模式)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。

Nginx+Keepalived 双机热备（主主模式）

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：这种模式的效果很强大，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（这样达到不浪费服务器），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。

一、环境介绍：
操作系统：
[root@CentOS-4 ~]# cat /etc/RedHat-release
CentOS release 6.9 (Final)
服务器对应关系：
KA1：192.168.5.129 centos-1
KA2：192.168.5.128 centos-4
Vip1：192.168.5.200 129master/128backup
VIP2：192.168.5.210 128master/129backup
Web1：192.168.5.131 centos-2
Web2：192.168.5.132 centos-3
二、环境安装：
安装依赖：
（在 KA1 和 KA2 机器上执行以下步骤）
[root@centos-4 ~]# yum -y install gcc pcre-devel zlib-devel openssl-devel
[root@centos-4~]# cd /usr/local/src/
[root@centos-4 src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.9.7.tar.gz
安装 nginx
[root@centos-4 src]# tar -zvxfnginx-1.9.7.tar.gz
[root@centos-4 src]# cd nginx-1.9.7
[root@centos-4 nginx-1.9.7]#./configure –prefix=/usr/local/nginx –user=nginx –group=nginx–with-http_ssl_module –with-http_flv_module –with-http_stub_status_module–with-http_gzip_static_module –with-pcre

[root@centos-4 nginx-1.9.7]# make &&make install
[root@centos-1 ~]# yum install -ykeepalived
(在 web1 服务器和 web2 服务器上安装 nginx)
[root@centos-2~]# yum -y install gcc pcre-devel zlib-devel openssl-devel
[root@centos-2~]# cd /usr/local/src/
[root@centos-2 src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.9.7.tar.gz
安装 nginx
[root@centos-2 src]# tar -zvxfnginx-1.9.7.tar.gz
[root@centos-2 src]# cd nginx-1.9.7
[root@centos-2 nginx-1.9.7]# ./configure –prefix=/usr/local/nginx –user=nginx –group=nginx–with-http_ssl_module –with-http_flv_module –with-http_stub_status_module–with-http_gzip_static_module –with-pcre

[root@centos-2 nginx-1.9.7]# make &&make install
三、配置服务：
（所以服务器上配置）
[root@centos-1 ~]# cat/etc/sysconfig/selinux
SELINUX=disabled
[root@centos-1 ~]# getenforce
Disabled
[root@centos-1 ~]# service iptables stop
1、配置 keepalived：
（KA1 上操作）

[root@centos-1 ~]#cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration Filefor keepalived

global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
#failover@firewall.loc
#sysadmin@firewall.loc
}
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_scriptchk_http_port {
script “/opt/check_nginx.sh”
interval 2
weight -5
fall 2
rise 1
}

vrrp_instance VI_1{
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.5.200
}
}

vrrp_instance VI_2{
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 50
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.5.210
}
track_script {
chk_http_port
}

}

（KA2 上操作）

[root@centos-2 ~]#cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration Filefor keepalived

global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
#failover@firewall.loc
#sysadmin@firewall.loc
}
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_scriptchk_http_port {
script “/opt/check_nginx.sh”
interval 2
weight -5
fall 2
rise 1
}

vrrp_instance VI_1{
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.5.200
}
}

vrrp_instance VI_2{
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 50
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.5.210
}
track_script {
chk_http_port
}
}

编写一个监控 nginx 的脚本：
需要注意的是，要判断本机 nginx 是否正常，如果发现 nginx 不正常，重启之后，等待三秒在校验，任然失败则不尝试，关闭 keepalived，发送邮件，其他主机此时接管 VIP；
[root@centos-4~]# cat /opt/check_nginx.sh
#!/bin/bash
check=$(ps-C nginx –no-heading|wc -l)
IP=`ipadd | grep eth0 | awk ‘NR==2{print $2}’| awk -F ‘/’ ‘{print $1}’`
if [“${check}” = “0” ]; then
/usr/local/nginx/sbin/nginx
sleep 2
counter=$(ps -C nginx –no-heading|wc -l)
if [“${check}” = “0”]; then
/etc/init.d/keepalived stop
echo “check $IP nginx is down”| mail -s “check keepalived nginx” *********@qq.com
fi
fi

(KA1 一样的监控脚本)
2、在两台前端服务器上启动 keepalived 服务，对于 192.168.5.200 的 vip centos- 1 是 master/192.168.5.210 的 vip centos- 1 是 backup。
[root@centos-1 ~]#service keepalived start
[root@centos-4 ~]# service keepalived start
查看日志文件：
[root@centos-1 ~]# cat /var/log/messages
Oct 19 22:00:22 centos-1 Keepalived_vrrp[46184]: VRRP_Instance(VI_2)Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.5.210
Oct 19 22:00:22 centos-1 Keepalived_healthcheckers[46183]: Netlinkreflector reports IP 192.168.5.210 added
Oct 19 22:00:24 centos-1 Keepalived_vrrp[46184]: VRRP_Instance(VI_1)Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.5.200
Oct 19 22:00:27 centos-1 Keepalived_vrrp[46184]: VRRP_Instance(VI_2)Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.5.210
（因为 KA1 先启动 keepalived 服务所以两个 vip 都会在 KA1 上，但第二台 keepaliver 服务起来后 vip2 就会被 KA2 抢占回来。）
[root@centos-4 ~]# cat /var/log/messages
Oct 19 22:01:38 centos-4 Keepalived_healthcheckers[15009]: Netlinkreflector reports IP 192.168.5.210 added
Oct 19 22:01:38 centos-4 avahi-daemon[1513]: Registering new addressrecord for 192.168.5.210 on eth0.IPv4.
Oct 19 22:01:38 centos-4 Keepalived_vrrp[15010]: VRRP_Instance(VI_2)Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.5.210
Oct 19 22:01:43 centos-4 Keepalived_vrrp[15010]: VRRP_Instance(VI_2)Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.5.210
查看 ip addr：
[root@centos-1 keepalived]# ip add
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_faststate UP qlen 1000
link/ether00:0c:29:0d:f3:5d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.5.129/24 brd192.168.5.255 scope global eth0
inet 192.168.5.200/32scope global eth0

[root@centos-4 keepalived]#ip addr
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdiscpfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether00:50:56:3a:84:30 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.5.128/24 brd192.168.5.255 scope global eth0
inet 192.168.5.210/32 scope global eth0
3、配置 nginx 的反向代理
（在 web1 和 web2 服务器上配置两个 web 服务（可以 http 或者 nginx）用来测试使用，这里就不一一演示了。）
[root@centos-2 ~]# curl localhost
2

[root@centos-3 ~]# curl localhost
3

（在两台前端服务器上配置）
[root@centos-1 ~]# vim/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
……
……
……
upstreambackend {
ip_hash;
server 192.168.5.131:80 max_fails=2fail_timeout=30s;
server 192.168.5.132:80 max_fails=2fail_timeout=30s;
#ip_hash: 每个请求按访问 ip 的 hash 结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决 session 的问题。
#max_fails=2 为允许失败的次数，默认值为 1
#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
}

proxy_temp_path /usr/local/nginx/cache/tmp 1 2;
proxy_cache_path /usr/local/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=cache1:100m inactive=1dmax_size=10g;
……
……
……
server {
listen 80;
server_name localhost;

#charset koi8-r;

#access_log logs/host.access.log main;

location / {
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

proxy_cache cache1;
add_header X-Cache$upstream_cache_status;
proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
proxy_cache_valid 200 304 10m;
expires 30d;

# root /web;
index index.php index.html index.htm;
}

[root@centos-2 ~]# vim/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
……
……
……
upstreambackend {
ip_hash;
server 192.168.5.131:80 max_fails=2fail_timeout=30s;
server 192.168.5.132:80 max_fails=2fail_timeout=30s;
}

proxy_temp_path /usr/local/nginx/cache/tmp 1 2;
proxy_cache_path /usr/local/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=cache1:100m inactive=1dmax_size=10g;
……
……
……
server {
listen 80;
server_name localhost;

#charset koi8-r;

#access_log logs/host.access.log main;

location / {
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

proxy_cache cache1;
add_header X-Cache$upstream_cache_status;
proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
proxy_cache_valid 200 304 10m;
expires 30d;

# root /web;
index index.php index.html index.htm;
}

（两台 KA1 和 KA2 服务器重启 nginx、keepalived 服务）
[root@centos-1~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
nginx:the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx:configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful ### 检查配置文件没问题后再执行重启 nginx。
[root@centos-1~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

[root@centos-4~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
nginx:the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx:configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
[root@centos-4~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
[root@centos-1~]# service keepalived restart
停止 keepalived：[确定]
正在启动 keepalived：[确定]
[root@centos-4~]# service keepalived restart
停止 keepalived：[确定]
正在启动 keepalived：[确定]

四、测试：
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）、先测试完成后的效果访问 vip1、vip2
[root@centos-1 ~]# curl 192.168.5.200
10.2
[root@centos-1 ~]# curl 192.168.5.210
10.3
（注意在 KA1、KA2 上做了缓存和 ip_hash）
（2）、把 KA1keepalived stop 掉（模拟 KA1 主机的 keepalived 故障）
[root@centos-1 ~]# service keepalived stop
停止 keepalived：
[root@centos-1 ~]# ip addr
2: eth0:<BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen1000
link/ether 00:0c:29:0d:f3:5d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.5.129/24 brd 192.168.5.255 scope global eth0
inet6 fe80::20c:29ff:fe0d:f35d/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
（KA1 主机上查看 ip addr 已经没有 vip 了。）
在 KA2 主机上查看日志文件：
[root@centos-4 ~]# cat /var/log/messages
Oct 19 23:20:46 centos-4Keepalived_vrrp[15412]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for192.168.5.200
Oct 19 23:20:46 centos-4avahi-daemon[1513]: Registering new address record for 192.168.5.200 oneth0.IPv4.
Oct 19 23:20:46 centos-4 Keepalived_healthcheckers[15411]:Netlink reflector reports IP 192.168.5.200 added
Oct 19 23:20:51 centos-4Keepalived_vrrp[15412]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for192.168.5.200
（日志文件显示已经把 vip：192.168.5.200 接管了）
查看 KA2 主机的 ip addr
[root@centos-4 ~]# ip addr
2: eth0:<BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen1000
link/ether 00:50:56:3a:84:30 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.5.128/24 brd 192.168.5.255 scope global eth0
inet 192.168.5.210/32 scope global eth0
inet 192.168.5.200/32 scope global eth0
（可以看到已经有两个 vip）
检查 nginx 服务是否被 KA2 接管且不中断
[root@centos-1 ~]# curl 192.168.5.210
10.3
[root@centos-1 ~]# curl 192.168.5.200
10.2
（可以看到服务还是进行的而且缓存还在。ip_hash 的作用）