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keepalived + nginx 实现高可用 HA 负载均衡，双机热备

21 12月
作者:admin|分类:应用管理

keepalived + nginx 实现高可用 HA 负载均衡，双机热备



一、准备

1.1、物料准备

  • 服务器

    centos7 192.168.50.68 # 主节点 centos7 192.168.50.251 # 从节点 deepin 192.168.50.112 # web 服务节点 VIP 192.168.50.10 # 负载均衡器上配置的域名都解析到这个 VIP 上

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  • nginx

    nginx.x86_64 1:1.16.1-3.el7

  • keepalived

    keepalived.x86_64 0:1.3.5-19.el7

  • web 服务

    这里使用 go 服务，go build 后服务为 web-test，执行 ./web-test -p 8011 指定端口启动服务。

    package main import ( "flag" "github.com/gin-gonic/gin" "log" "net/http" ) func main() { var port string flag.StringVar(&port, "p", "8011", "port") flag.Parse() r := gin.Default() r.GET("/hello", func(c *gin.Context) { // 打印来源地址 log.Println(c.Request.RemoteAddr) c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"code": 200, "msg": "success"}) }) if err := r.Run(":" + port); err != nil { log.Printf("server :8011 run failed, err: %v", err) } }

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1.2、服务器准备

# 在主节点、从节点、web 服务器都要执行 # 1、关闭防火墙 systemctl stop firewalld.service # 关闭开机自启 systemctl disable firewalld.service # 2、关闭 SELinux setenforce 0 # 永久关闭 SELinux vim /etc/sysconfig/selinux SELINUX=disabled 1234567891011

二、主从架构

2.1、部署 web 服务

在 web 服务器（192.168.50.112）同时启动两个 web 服务，端口分别为 8011 和 8012。

./web-test -p 8011
在这里插入图片描述

./web-test -p 8012
在这里插入图片描述

2.2、部署 nginx

  1. 在主节点（192.168.50.68）执行 yum install nginx 安装 nginx。

  2. 修改 nginx 配置文件，将主节点 nginx 转发到 web 服务

    vim /etc/nginx/nginx.conf

     # 其余部分保持不变 # 增加 web_test，两个 web 服务权重不同 upstream web_test { server 192.168.50.112:8011 weight=20; server 192.168.50.112:8012 weight=10; } server { listen 80 default_server; listen [::]:80 default_server; server_name _; root /usr/share/nginx/html; # Load configuration files for the default server block. include /etc/nginx/default.d/*.conf; location / { proxy_pass http://web_test; # 拦截请求，交由 web_test 处理 } error_page 404 /404.html; location = /404.html { } error_page 500 502 503 504 /50x.html; location = /50x.html { } }

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  3. 启动 nginx，查看结果。

    # 启动 nginx nginx # 访问主节点服务 curl 192.168.50.68/hello {"code":200,"msg":"success"}

    我们可以看到 web 服务器位于 8011 的服务已经受到了这个请求。
    在这里插入图片描述

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  4. 在从节点（192.168.50.251）执行相同的操作来部署 nginx 服务。

    注意：从节点 nginx 配置的 web 服务的权重与主节点不同。（没什么意义，就是为了区别一下）

    upstream web_test { server 192.168.50.112:8011 weight=10; server 192.168.50.112:8012 weight=20; }

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2.3、部署 keepalived

  1. 安装 openssl

    # keepalived 需要依赖 openssl # 查看 openssl 是否安装 rpm -qa | grep openssl # 如果没有则进行安装 yum install openssl

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  2. 在主节点（192.168.50.68）执行 yum install keepalived 安装 keepalived。

  3. 查看当前的网卡

    执行 ifconfig 查看当前的网卡，之后 keepalived 的配置文件中会对此网卡进行绑定。
    在这里插入图片描述

  4. 修改主节点 keepalived 配置文件，将文件原本的配置删除。

    vim /etc/keepalived/keepalived.conf

    ! Configuration File for keepalived global_defs { notification_email { # 指定 keepalived 发生切换时发送给谁邮件 xxxx@xx.com } notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc # 指定发件人 smtp_server 192.168.200.1 # smtp 服务器地址 smtp_connect_timeout 30 # smtp 连接超时时间 router_id LVS_DEVEL # 负载均衡标识，在局域网内应该是唯一的。 vrrp_skip_check_adv_addr # 默认是不跳过检查。检查收到的VRRP通告中的所有地址可能会比较耗时，设置此命令的意思是，如果通告与接收的上一个通告来自相同的master路由器，则不执行检查(跳过检查)。 #vrrp_strict # 严格遵守VRRP协议。下列情况将会阻止启动Keepalived：1. 没有VIP地址。2. 单播邻居。3. 在VRRP版本2中有IPv6地址。这里需要注释掉，否则无法执行检测脚本 script_user root # script_user[groupname]： 设置运行脚本默认用户和组。如果没有指定，则默认用户为 keepalived_script(需要该用户存在)，否则为root用户。默认 groupname 同 username。 enable_script_security # 如果脚本路径的任一部分对于非root用户来说，都具有可写权限，则不会以root身份运行脚本。 } vrrp_script chk_nginx_alive { script "/etc/keepalived/chk_nginx.sh" # 脚本位置 interval 5 # 每五秒执行一次 weight 10 # 运行成功权重+10 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER # 主节点需要标识状态为 interface enp0s3 # 设置实例绑定的网卡，上一步获取的网卡 virtual_router_id 51 # 同一实例下的该值必须相同 priority 100 # MASTER 权重要高于 BACKUP advert_int 1 # MASTER 与 BACKUP 负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位为秒 authentication { # 设置认证 auth_type PASS # 主从服务器验证方式 auth_pass 1111 } track_script { chk_nginx_alive # 添加检测 nginx 存活脚本 } virtual_ipaddress { 192.168.50.10 # 可以设置多个虚拟 ip，这里尽量与节点服务器处在相同顺序 #192.168.200.11 #192.168.200.12 } }

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  5. 在上面的配置文件中，我们定义了一个检查 nginx 的脚本（/etc/keepalived/chk_nginx.sh），我们将这个脚本实现。

    vim /etc/keepalived/chk_nginx.sh

    #!/bin/bash A=`ps -C nginx --no-header | wc -l` # 判断nginx是否宕机，如果宕机尝试重新启动 if [ $A -eq 0 ];then nginx # 等待2秒检查nginx 如果没有启动成功 则停止keepalived 启动备用机 sleep 2s if [ `ps -C nginx --no-header | wc -l` -eq 0 ];then systemctl stop keepalived fi fi

    赋予脚本执行权限

    chmod a+x /etc/keepalived/chk_nginx.sh

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  6. 启动 keepalived，查看日志

    执行 systemctl start keepalived 启动 keepalived。

    执行 systemctl status keepalived 查看服务状态。

    执行 tail -f /var/log/messages 查看日志。

在这里插入图片描述

  1. 节点（192.168.50.251）执行相同的操作来部署 keepalived 服务。

    注意：从节点的 keepalived 配置文件，与主节点不同，部分需要额外配置。

    vim /etc/keepalived/keepalived.conf

    ! Configuration File for keepalived global_defs { notification_email { # 指定 keepalived 发生切换时发送给谁邮件 xxxx@xx.com } notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc # 指定发件人 smtp_server 192.168.200.1 # smtp 服务器地址 smtp_connect_timeout 30 # smtp 连接超时时间 router_id LVS_DEVEL # 负载均衡标识，在局域网内应该是唯一的。 vrrp_skip_check_adv_addr # 默认是不跳过检查。检查收到的VRRP通告中的所有地址可能会比较耗时，设置此命令的意思是，如果通告与接收的上一个通告来自相同的master路由器，则不执行检查(跳过检查)。 #vrrp_strict # 严格遵守VRRP协议。下列情况将会阻止启动Keepalived：1. 没有VIP地址。2. 单播邻居。3. 在VRRP版本2中有IPv6地址。这里需要注释掉，否则无法执行检测脚本 script_user root # script_user[groupname]： 设置运行脚本默认用户和组。如果没有指定，则默认用户为 keepalived_script(需要该用户存在)，否则为root用户。默认 groupname 同 username。 enable_script_security # 如果脚本路径的任一部分对于非root用户来说，都具有可写权限，则不会以root身份运行脚本。 } vrrp_script chk_nginx_alive { script "/etc/keepalived/chk_nginx.sh" # 脚本位置 interval 5 # 每五秒执行一次 weight 10 # 运行成功权重+10 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP # 从节点标识状态为 BACKUP interface enp0s3 # 设置实例绑定的网卡 virtual_router_id 51 # 同一实例下的该值必须相同 priority 100 # BACKUP 权重要低于 MASTER advert_int 1 # MASTER 与 BACKUP 负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位为秒 authentication { # 设置认证 auth_type PASS # 主从服务器验证方式 auth_pass 1111 } track_script { chk_nginx_alive # 添加检测 nginx 存活脚本 } virtual_ipaddress { 192.168.50.10 # 可以设置多个虚拟 ip，这里尽量与节点服务器处在相同顺序 #192.168.200.11 #192.168.200.12 } }

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2.4、测试

此时主从架构的 keepalived + nginx 的已经配置完成了，在这里我们进行测试。

  1. 主从节点都存活

    执行 curl 192.168.50.10/hello 直接访问 VIP，我们可以发现 VIP 指向了主节点（192.168.10.68）并将请求发送到了 web 服务器的 8011 服务。

在这里插入图片描述

  1. 主节点死亡，从节点存活

    执行 nginx -s quit 结束 nginx 服务。这里我们发现手动结束 nginx 服务后，keepalived 服务很快将 nginx 服务再次唤醒。
    在这里插入图片描述

    所以这里我们需要做一些特殊操作，修改 keepalived 的检测脚本，使其无法唤醒 nginx。

    vim /etc/keepalived/chk_nginx.sh

    #!/bin/bash A=`ps -C nginx --no-header | wc -l` # 判断nginx是否宕机，如果宕机尝试重新启动 if [ $A -eq 0 ];then # nginx # 注释掉唤醒 nginx 命令 # 等待2秒检查nginx 如果没有启动成功 则停止keepalived 启动备用机 sleep 2s if [ `ps -C nginx --no-header | wc -l` -eq 0 ];then systemctl stop keepalived fi fi

    执行 systemctl restart keepalived 重启 keepalived 服务。

    再次执行 nginx -s quit 停止 nginx 服务。我们可以发现，keepalived 在无法唤醒 nginx 的情况下将自己停止了。
    在这里插入图片描述

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在这里插入图片描述

再次执行 curl 192.168.50.10/hello 直接访问 VIP，我们可以发现 VIP 指向了从节点（192.168.10.251）并将请求发送到了 web 服务器的 8011 服务。

在这里插入图片描述

三、主主架构

3.1、搭建

主主结构指的是两个节点既是主节点又是从节点，两节点互为备份。具体为表现为有两个 VIP，VIP1（192.168.50.10） 和 VIP2（192.168.50.11）。

VIP1 的主节点为 192.168.50.68，从节点为 192.168.50.251，VIP2 的主节点为 192.168.50.251，从节点为 192.168.50.68。

在主从架构的情况下，如果主节点没有宕机，那么从节点将一直处于闲置的状态。尽管主主架构可以避免闲置的问题，但是又引入了一个 VIP，使得在域名解析的情况下需要额外提供一份负载均衡。

实现主主架构也很简单。只需要在 keepalived 增加一个实例即可。

节点1（192.168.50.68）

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

# 原来的不变，在底部增加一个从实例 vrrp_instance VI_2 { state BACKUP # 标识状态为 MASTER 备份机为 BACKUP interface enp0s3 # 设置实例绑定的网卡 virtual_router_id 52 # 同一实例下的该值必须相同 priority 99 # MASTER 权重要高于 BACKUP advert_int 1 # MASTER 与 BACKUP 负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位为秒 authentication { # 设置认证 auth_type PASS # 主从服务器验证方式 auth_pass 1111 } track_script { chk_nginx_alive # 添加检测 nginx 存活脚本 } virtual_ipaddress { 192.168.50.11 # 可以设置多个虚拟 ip，这里尽量与节点服务器处在相同顺序 #192.168.200.11 #192.168.200.12 } } 123456789101112131415161718192021

节点2（192.168.50.251）

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

# 原来的不变，在底部增加一个主实例 vrrp_instance VI_2 { state MASTER # 标识状态为 MASTER 备份机为 BACKUP interface enp0s3 # 设置实例绑定的网卡 virtual_router_id 52 # 同一实例下的该值必须相同 priority 100 # MASTER 权重要高于 BACKUP advert_int 1 # MASTER 与 BACKUP 负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位为秒 authentication { # 设置认证 auth_type PASS # 主从服务器验证方式 auth_pass 1111 } track_script { chk_nginx_alive # 添加检测 nginx 存活脚本 } virtual_ipaddress { 192.168.50.11 # 可以设置多个虚拟 ip，这里尽量与节点服务器处在相同顺序 #192.168.200.11 #192.168.200.12 } } 123456789101112131415161718192021

重启两个节点的 keepalived 服务。

systemctl restart keepalived

3.2、测试

  1. 执行 curl 192.168.50.10/hello，查看 VIP1

在这里插入图片描述

  1. 执行 curl 192.168.50.10/hello，查看 VIP1
    在这里插入图片描述

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