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Nginx主主负载均衡架构

02 11月
作者:admin|分类:系统运维
Nginx主主负载均衡架构

151919340.jpg

在和一些朋友交流Nginx+Keepalived技术时，我虽然已成功多次实Nginx+Keepaived项目方案，但这些都是用的单主Nginx在工作，从Nginx长期只是处于备份状态，所以我们想将二台Nginx负载均衡器都处于工作状态，其实用Nginx+Keepalived也很容易实现。此方法适用场景：适合中小型网站应用场景。

一般为了维护方便，企业网站的服务器都在自己的内部机房里，只开放了Keepalived的VIP地址的两个端口80、443，通过Juniper SSG550防火墙映射出去，外网DNS对应映射后的公网IP。此架构的防火墙及网络安全说明如下：
此系统架构仅映射内网VIP的80及443端口于外网的Juniper SSG550防火墙下，其他端口均关闭，内网所有机器均关闭iptables防火墙；外网DNS指向即通过Juniper SSG550映射出来的外网地址。

Nginx负载均衡作服务器遇到的故障一般有：1.服务器网线松动等网络故障；2.服务器硬件故障发生损坏现象而crash；3.Nginx服务进程死掉（这种情况理论上会遇到，但事实上生产环境下的Linux服务器没有出现过这种情况，足以证明了Nginx作为负载均衡器/反向代理服务器的稳定性，我们可以通过技术手段来解决这一问题）。

测试实验环境：

主Nginx之一：192.168.1.5

主Nginx之二：192.168.1.6

Web服务器一：192.168.1.17

Web服务器二：192.168.1.18

VIP地址一：192.168.1.8

VIP地址二：192.168.1.9

一、Nginx和Keepalived的安装比较简单，我这里就不重复了，大家可以参考我的专题系列的文章，如下地址http://network.51cto.com/art/201007/209823.htm，我这里附上Nginx.conf配置文件，如下所示：

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    user www www;
    worker_processes 8;
    pid /usr/local/nginx/logs/nginx.pid;
    worker_rlimit_nofile 51200;
    events
    {
    use epoll;
    worker_connections 51200;
    }
    http{
    include       mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    server_names_hash_bucket_size 128;
    client_header_buffer_size 32k;
    large_client_header_buffers 4 32k;
    client_max_body_size 8m;
    sendfile on;
    tcp_nopush     on;
    keepalive_timeout 60;
    tcp_nodelay on;
    fastcgi_connect_timeout 300;
    fastcgi_send_timeout 300;
    fastcgi_read_timeout 300;
    fastcgi_buffer_size 64k;
    fastcgi_buffers 4 64k;
    fastcgi_busy_buffers_size 128k;
    fastcgi_temp_file_write_size 128k;
    gzip on;
    gzip_min_length 1k;
    gzip_buffers     4 16k;
    gzip_http_version 1.0;
    gzip_comp_level 2;
    gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
    gzip_vary on;
    upstream backend
    {
    ip_hash;
    server 192.168.1.17:80;
    server 192.168.1.18:80;
    }
    server {
    listen 80;
    server_name www.1paituan.com;
    location / {
    root /var/www/html ;
    index index.php index.htm index.html;
    proxy_redirect off;
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    proxy_pass http://backend;
    }
    location /nginx {
    access_log off;
    auth_basic "NginxStatus";
    #auth_basic_user_file /usr/local/nginx/htpasswd;
    }
    log_format access '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
    access_log /data/logs/access.log access;
    }
}

二、配置Keepalived文件，我这里简单说下原理，其实也就是通过Keepalived生成二个实例，二台Nginx互为备份，即第一台是第二台机器的备机，而第二台机器也是第一台的备机，而生成的二个VIP地址分别对应我们网站http://www.1paituan.com，这样大家在公网上可以通过DNS轮询来访问得到我们的网站，任何一台Nginx机器如果发生硬件损坏，Keepalived会自动将它的VIP地址切换到另一台机器，不影响客户端的访问，这个跟我们以前的LVS+Keepalived多实例的原理是一样的，相信大家也能明白。

主Nginx机器之一的Keepalived.conf配置文件如下：

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! Configuration File for keepalived
global_defs {
   notification_email {
   yuhongchun027@163.com
        }
   notification_email_from keepalived@chtopnet.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1paituan.com
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.8
    }
}
vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 52
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1paituan.com
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.9
    }
}

主Nginx之二的keepalivd.conf配置文件如下：

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! Configuration File for keepalived
global_defs {
   notification_email {
   yuhongchun027@163.com
        }
   notification_email_from keepalived@chtopnet.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1paituan
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.8                 
    }
}
vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 52
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1paituan
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.9                 
    }
}

二台机器的监控Nginx的进程脚本，脚本内容如下：

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#!/bin/bash
while  :
do
nginxpid=`ps -C nginx --no-header | wc -l`
 if [ $nginxpid -eq 0 ];then
  /usr/local/nginx/sbin/nginx
  sleep 5
nginxpid=`ps -C nginx --no-header | wc -l`
  echo $nginxpid
    if [ $nginxpid -eq 0 ];then
 /etc/init.d/keepalived stop
   fi
 fi
 sleep 5
done

我们分别在二台主Nginx上执行，命令如下所示：

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nohup sh /root/nginxpid.sh &

此脚本我是直接从生产服务器上下载的，大家不要怀疑它会引起死循环和有效性的问题，我稍为解释一下，这是一个无限循环的脚本，放在主Nginx机器上（因为目前主要是由它提供服务），每隔5秒执行一次，用ps -C 命令来收集nginx的PID值到底是否为0，如果是0的话（即Nginx进程死掉了），尝试启动nginx进程；如果继续为0，即nginx启动失改， 则关闭本机的Keeplaived进程，VIP地址则会由备机接管，当然了，整个网站就会由备机的Nginx来提供服务了，这样保证Nginx进程的高可用。

四、正常启动二台主Nginx的Nginx和Keealived程序后，二台机器的正常IP显示应该如下所示：
这台是IP为192.168.1.5的机器的ip addr命令显示结果：

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1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast qlen 1000
link/ether 00:0c:29:99:fb:32 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.1.5/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0
  inet 192.168.1.8/32 scope global eth0

另外一台IP为192.168.1.6的机器用ip addr命令显示结果如下：

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1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast qlen 1000
link/ether 00:0c:29:7d:58:5e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.1.6/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0
inet 192.168.1.9/32 scope global eth0
inet6 fe80::20c:29ff:fe7d:585e/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
3: sit0: <NOARP> mtu 1480 qdisc noop
  link/sit 0.0.0.0 brd 0.0.0.0

五、测试过程如下：
1)我们要分别在二台主Nginx上用killall杀掉Nginx进程，然后在客户端分别访问192.168.1.8和192.168.1.9这二个IP（模拟DNS轮询）看能否正常访问Web服务器。
2)尝试重启192.168.1.5的主Nginx负载均衡器，测试过程如上；
3)尝试重启192.168.1.6的主Nginx负载均衡器，测试过程如下；
4)尝试分别关闭192.168.1.5和192.168.1.6的机器，测试过程如上，看影响网站的正常访问不?

六、目前投入生产要解决的问题：
1)Cacti和Nagios等监控服务要重新部署，因为现在客户机是分别访问二台负载均衡器；
2)日志收集要重新部署，现在访问日志是分布在二台负载均衡器上；
3)要考虑google收录等SEO的问题；
4)证书的问题，二台机器都需要添加的；
5)其它问题暂时没有想到，待补充。

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