keepalived+nginx负载均衡高可用集群
keepalived简介
keepalived是什么？
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。因此，Keepalived除了能够管理LVS软件外，还可以作为其他服务（例如：Nginx、Haproxy、MySQL等）的高可用解决方案软件。
Keepalived软件主要是通过VRRP协议实现高可用功能的。VRRP是Virtual Router RedundancyProtocol(虚拟路由器冗余协议）的缩写，VRRP出现的目的就是为了解决静态路由单点故障问题的，它能够保证当个别节点宕机时，整个网络可以不间断地运行。
所以，Keepalived 一方面具有配置管理LVS的功能，同时还具有对LVS下面节点进行健康检查的功能，另一方面也可实现系统网络服务的高可用功能。
keepalived官网：https://www.keepalived.org/
keepalived的重要功能
keepalived 有三个重要的功能，分别是：
管理LVS负载均衡软件
实现LVS集群节点的健康检查
作为系统网络服务的高可用性（failover）
keepalived高可用故障转移的原理
Keepalived 高可用服务之间的故障切换转移，是通过 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol ,虚拟路由器冗余协议）来实现的。
在 Keepalived 服务正常工作时，主 Master 节点会不断地向备节点发送（多播的方式）心跳消息，用以告诉备 Backup 节点自己还活看，当主 Master 节点发生故障时，就无法发送心跳消息，备节点也就因此无法继续检测到来自主 Master 节点的心跳了，于是调用自身的接管程序，接管主 Master 节点的 IP 资源及服务。而当主 Master 节点恢复时，备 Backup 节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源及服务，恢复到原来的备用角色。
那么，什么是VRRP呢？
VRRP ,全 称 Virtual Router Redundancy Protocol ,中文名为虚拟路由冗余协议 ，VRRP的出现就是为了解决静态踣甶的单点故障问题，VRRP是通过一种竞选机制来将路由的任务交给某台VRRP路由器的。
keepalived原理
1.4.1 keepalived高可用架构图
keepalived工作原理描述
Keepalived高可用对之间是通过VRRP通信的，因此，我们从 VRRP开始了解起：
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。
VRRP是通过一种竟选协议机制来将路由任务交给某台 VRRP路由器的。
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。
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开源。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。
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。
介绍完 VRRP,接下来我再介绍一下 Keepalived服务的工作原理：
Keepalived高可用是通过 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，此时备不会枪占主，当主不可用时，即备监听不到主发送的广播包时，就会启动相关服务接管资源，保证业务的连续性.接管速度最快可以小于1秒。
keepalived配置文件讲解
keepalived默认配置文件
keepalived 的主配置文件是 /etc/keepalived/keepalived.conf。其内容如下：
[root@master ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs { //全局配置
notification_email { //定义报警收件人邮件地址
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc //定义报警发件人邮箱
smtp_server 192.168.200.1 //邮箱服务器地址
smtp_connect_timeout 30 //定义邮箱超时时间
router_id LVS_DEVEL //定义路由标识信息，同局域网内唯一
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_strict
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_instance VI_1 { //定义实例
state MASTER //指定keepalived节点的初始状态，可选值为MASTER|BACKUP
interface eth0 //VRRP实例绑定的网卡接口，用户发送VRRP包
virtual_router_id 51 //虚拟路由的ID，同一集群要一致
priority 100 //定义优先级，按优先级来决定主备角色，优先级越大越优先
nopreempt //设置不抢占
advert_int 1 //主备通讯时间间隔
authentication { //配置认证
auth_type PASS //认证方式，此处为密码
auth_pass 1111 //同一集群中的keepalived配置里的此处必须一致，推荐使用8位随机数
}
virtual_ipaddress { //配置要使用的VIP地址
192.168.200.16
}
}
virtual_server 192.168.200.16 1358 { //配置虚拟服务器
delay_loop 6 //健康检查的时间间隔
lb_algo rr //lvs调度算法
lb_kind NAT //lvs模式
persistence_timeout 50 //持久化超时时间，单位是秒
protocol TCP //4层协议
sorry_server 192.168.200.200 1358 //定义备用服务器，当所有RS都故障时用sorry_server来响应客户端
real_server 192.168.200.2 1358 { //定义真实处理请求的服务器
weight 1 //给服务器指定权重，默认为1
HTTP_GET {
url {
path /testurl/test.jsp //指定要检查的URL路径
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d //摘要信息
}
url {
path /testurl2/test.jsp
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
}
url {
path /testurl3/test.jsp
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
}
connect_timeout 3 //连接超时时间
nb_get_retry 3 //get尝试次数
delay_before_retry 3 //在尝试之前延迟多长时间
}
}
real_server 192.168.200.3 1358 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /testurl/test.jsp
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334c
}
url {
path /testurl2/test.jsp
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334c
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
定制主配置文件
vrrp_instance段配置
nopreempt //设置为不抢占。默认是抢占的，当高优先级的机器恢复后，会抢占低优先 \
级的机器成为MASTER，而不抢占，则允许低优先级的机器继续成为MASTER，即使高优先级 \
的机器已经上线。如果要使用这个功能，则初始化状态必须为BACKUP。
preempt_delay //设置抢占延迟。单位是秒，范围是0---1000，默认是0.发现低优先 \
级的MASTER后多少秒开始抢占。
vrrp_script段配置
//作用：添加一个周期性执行的脚本。脚本的退出状态码会被调用它的所有的VRRP Instance记录。
//注意：至少有一个VRRP实例调用它并且优先级不能为0.优先级范围是1-254.
vrrp_script <SCRIPT_NAME> {
...
}
//选项说明：
script "/path/to/somewhere" //指定要执行的脚本的路径。
interval <INTEGER> //指定脚本执行的间隔。单位是秒。默认为1s。
timeout <INTEGER> //指定在多少秒后，脚本被认为执行失败。
weight <-254 --- 254> //调整优先级。默认为2.
rise <INTEGER> //执行成功多少次才认为是成功。
fall <INTEGER> //执行失败多少次才认为失败。
user <USERNAME> [GROUPNAME] //运行脚本的用户和组。
init_fail //假设脚本初始状态是失败状态。
//weight说明：
1. 如果脚本执行成功(退出状态码为0)，weight大于0，则priority增加。
2. 如果脚本执行失败(退出状态码为非0)，weight小于0，则priority减少。
3. 其他情况下，priority不变。
real_server段配置
weight <INT> //给服务器指定权重。默认是1
inhibit_on_failure //当服务器健康检查失败时，将其weight设置为0， \
//而不是从Virtual Server中移除
notify_up <STRING> //当服务器健康检查成功时，执行的脚本
notify_down <STRING> //当服务器健康检查失败时，执行的脚本
uthreshold <INT> //到这台服务器的最大连接数
lthreshold <INT> //到这台服务器的最小连接
tcp_check段配置
connect_ip <IP ADDRESS> //连接的IP地址。默认是real server的ip地址
connect_port <PORT> //连接的端口。默认是real server的端口
bindto <IP ADDRESS> //发起连接的接口的地址。
bind_port <PORT> //发起连接的源端口。
connect_timeout <INT> //连接超时时间。默认是5s。
fwmark <INTEGER> //使用fwmark对所有出去的检查数据包进行标记。
warmup <INT> //指定一个随机延迟，最大为N秒。可防止网络阻塞。如果为0，则关闭该功能。
retry <INIT> //重试次数。默认是1次。
delay_before_retry <INT> //默认是1秒。在重试之前延迟多少秒。
实例
global_defs {
router_id LVS_Server
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 150
nopreempt
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass wangqing
}
virtual_ipaddress {
172.16.12.250 dev ens33
}
}
virtual_server 172.16.12.250 80 {
delay_loop 3
lvs_sched rr
lvs_method DR
protocol TCP
real_server 172.16.12.129 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 172.16.12.130 8080 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 8080
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
keepalived实现nginx负载均衡机高可用
环境说明:
| 系统平台 | 主机IP |
|---|---|
| centos8 | 192.168.170.135（master） |
| centos8 | 192.168.170.138（bavkup） |
配置主keepalived
//关闭防火墙和selinux
[root@master ~]# systemctl stop firewalld.service
[root@master ~]# systemctl disable firewalld.service
[root@master ~]# setenforce 0
[root@master ~]# getenforce
[root@master ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
//安装keepalived
[root@master ~]# yum -y install keepalived
//查看安装生成的文件
[root@master ~]# rpm -ql keepalived
/etc/keepalived
/etc/keepalived/keepalived.conf
/etc/sysconfig/keepalived
/usr/bin/genhash
/usr/lib/.build-id
/usr/lib/.build-id/0a
用同样的方法在备服务器上安装keepalived
//关闭防火墙和selinux
[root@backup ~]# systemctl stop firewalld.service
[root@backup ~]# systemctl disable firewalld.service
[root@backup ~]# setenforce 0
[root@backup ~]# getenforce
Permissive
[root@backup ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@backup ~]# yum -y install keepalived
//安装keepalived
[root@master ~]# yum -y install keepalived
在master、backup分别安装nginx
[root@master local]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.22.0.tar.gz
//安装编译Nginx所需要的依赖包
[root@master local]# yum install gcc gcc-c++ make automake autoconf libtool pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel
//解压安装包
[root@master local]# tar -zxf nginx-1.22.0.tar.gz
//进入解压后的目录
[root@master local]# cd nginx-1.22.0/
//指定编译位置：
[root@master nginx-1.22.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx
//编译
[root@master nginx-1.22.0]# make && make install
backup端操作同上
配置Nginx
通过修改/conf/nginx.conf文件来修改Nginx的配置信息
[root@master ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
33 #gzip on;
34 upstream webserver {
35 server 192.168.170.135;
36 server 192.168.170.138;
37 }
// upstream的意思是定义集群,后面跟集群的名字;在下面写要的集群里的主机,一个server就代表着一个主机
集群定义完成之后,就要调用集群了.添加下面的内容用来定义集群
46 location / {
47 proxy_pass http://webserver;
48 root html; //这里写要定义的集群名字
//检测Nginx的配置文件是否正确
建议每次修改/conf/nginx.conf文件之后，都手动执行该命令以检测此次修改的正确性
[root@master ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -t //出现以下信息，代表成功
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
Keepalived的安装
[root@maste local]# yum -y install keepalived
主要修改下面的内容:
19 vrrp_instance VI_1 {
20 state MASTER //这一行表示当前服务器的身份
21 interface eth0 //这一行将这个eth0 改为本机的网卡名称,当出现故障时能自动切换这里我们改为ens160,两台都改
22 virtual_router_id 51
23 priority 100 //这时当前主机的优先级,需要修改主机上的优先级,这里的数字越大优先级越高
24 advert_int 1 //心跳检测,每隔几秒检测一次
25 authentication { //这里主机间身份验证的方式,默认是用密码验证的方式
26 auth_type PASS
27 auth_pass 1111 //默认4个1
28 }
29 virtual_ipaddress { //这里用来指定VIP地址
30 192.168.200.16 //这里我们用私网IP来模拟,按需求进行可以增加或减少
31 192.168.200.17
32 192.168.200.18
33 }
34 }
将备用的代理服务器的state MASTER这一行的MASER改为BACKUP;MASER代表主的意思,BACKUP就是备用的意思.
virtual_ipaddress {
30 192.168.170.100/24 //代理端此处保持一致.
这两个台主机都要写一样的IP地址.
[root@master local]# systemctl start keepalived.service
浙公网安备 33010602011771号