Nginx+Keepalived实现服务的高可用

1.Keepalived高可用软件

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 Redundancy Protocol（虚拟路由冗余协议）的缩写，VRRP出现的目的就是为了解决静态路由的单点故障问题的，它能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，另一方面也可以实现系统网络服务的高可用功能。

2.Keepalived高可用故障切换转移原理

Keepalived高可用服务对之间的故障切换转移，是通过VRRP来实现的。在keepalived服务工作时，主Master节点会不断地向备节点发送（多播的方式）心跳消息，用来告诉备Backup节点自己还活着。当主节点发生故障时，就无法发送心跳的消息了，备节点也因此无法继续检测到来自主节点的心跳了。于是就会调用自身的接管程序，接管主节点的IP资源和服务。当主节点恢复时，备节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源和服务，恢复到原来的备用角色。

一般情况下，如果我们做小型项目，前端用一个nginx做反向代理即可，大概是这样的

但是，作为互联网项目，纯2C的话必然需要做高可用，不仅后端的Server有N个，Nginx同样需要有N个，一主N备，当有一个服务器挂掉的时候，服务能瞬间切换到其他服务器，大概是这样的

下面就以上图为例，说明一下如何实现server的高可用。

1、准备

　　虚拟机两台，同样安装nginx，keepalived，最简单的安装方法

yum -y install nginx，

yum -y install keepalived。

如果找不到安装到哪儿了，可以使用whereis nginx查看，这里不再赘述。

　　网络划分如下

　　名称 IP 　虚拟IP 操作系统

　　虚拟机1（VM1）　172.17.1.150 172.17.1.160 centos7.5

　　虚拟机2（VM2）　172.17.1.151 172.17.1.160 centos7.5

2、两台机器都要操作：关闭防火墙，修改nginx首页，启动nginx

* 关闭防火墙

systemctl stop firewalld.service #临时关闭，重启失效

systemctl disable firewalld.service #禁止开机启动

　　安装nginx

[root@localhost ~]# yum install nginx

　　修改nginx首页（两台机器分别操作）

[root@localhost ~]# echo "yunweimao" > /usr/share/nginx/html/index.html

[root@localhost ~]# echo "maoxiaopu" > /usr/share/nginx/html/index.html

　　启动nginx

[root@localhost ~]# service nginx restart

　　报错：

nginx: [emerg] socket() [::]:80 failed (97: Address family not supported by protocol)

nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test failed

　　修改：

[root@localhost ~]# vim /etc/nginx/conf.d/default.conf

* 简单起见，我们认为每个nginx都是代理一个服务,只用nginx默认带的静态页作为测试，分别修改页面内容为"yunweimao"和“maoxiaopu”

* 启动nginx

systemctl start nginx

3、修改keepalived的配置文件

　　主配置如下(默认配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf)：

! Configuration File for keepalived

global_defs {

# notification_email {

# acassen@firewall.loc

# failover@firewall.loc

# sysadmin@firewall.loc

# }

# notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc

# smtp_server 192.168.200.1

# smtp_connect_timeout 30

router_id LVS_DEVEL

# vrrp_skip_check_adv_addr

# vrrp_strict

# vrrp_garp_interval 0

# vrrp_gna_interval 0

}

vrrp_script chk_nginx {

script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"

interval 2

weight -20

}

vrrp_instance VI_1 {

state MASTER # 标识为主服务

interface eth0 #绑定虚拟机的IP

virtual_router_id 51 # 虚拟路由id，和从机保持一致

#mcast_src_ip 172.17.1.150 #本机ip

priority 100 #权重，需要高于从机

advert_int 1

authentication {

auth_type PASS

auth_pass 1111

}

track_script {

chk_nginx ## 执行 Nginx 监控的服务

}

virtual_ipaddress {

172.17.1.160 #/32 brd 255.255.255.0 dev ens33 label ens33:vip #虚拟IP地址

}

}

从机配置（默认配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf）

! Configuration File for keepalived

global_defs {

# notification_email {

# acassen@firewall.loc

# failover@firewall.loc

# sysadmin@firewall.loc

# }

# notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc

# smtp_server 192.168.200.1

# smtp_connect_timeout 30

router_id dreamer1

# vrrp_skip_check_adv_addr

# vrrp_strict

# vrrp_garp_interval 0

# vrrp_gna_interval 0

}

vrrp_script chk_nginx {

script "/etc/keepalived/nginx_check.sh" ## 检测 nginx 状态的脚本路径

interval 2 ## 检测时间间隔

weight -20 ## 如果条件成立，权重-20

}

vrrp_instance VI_1 {

state BACKUP

interface eth0

virtual_router_id 51

mcast_src_ip 172.17.1.151 ## 本机 IP 地址

priority 90

advert_int 1

authentication {

auth_type PASS

auth_pass 1111

}

track_script {

chk_nginx ## 执行 Nginx 监控的服务

}

virtual_ipaddress {

172.17.1.160

}

}

3、编写监测心跳脚本

　　上面配置中可以看到有一个脚本文件：/etc/keepalived/nginx_check.sh

　　查看nginx是否启动，如果没启动则启动，如果启动不起来，停掉keepalived服务，此时心跳断掉，服务转向另一个nginx。

#!/bin/bash

counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)

if [ "${counter}" = "0" ]; then

/usr/sbin/nginx

sleep 2

counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)

if [ "${counter}" = "0" ]; then

/etc/init.d/keepalived stop

fi

fi

4、测试

* 启动172.17.1.150上的nginx和keepalive

* 启动172.17.1.151上的nginx和keepalive

* 访问虚拟IP：http://172.17.1.160

* 停掉172.17.1.150上的keepalive

[root@localhost ~]# service keepalived stop

* 重新启动172.17.1.150上的keepalive，又会回到yunweimao

[root@localhost ~]# service keepalived start