实战| Nginx+keepalived 实现高可用集群

痛定思痛。 2021-08-28 12:09 564阅读 0赞

## 前言 ##

今天通过两个实战案例，带大家理解`Nginx+keepalived` 如何实现高可用集群，在学习新知识之前您可以选择性复习之前的知识点：

[给小白的 Nginx 10分钟入门指南][Nginx 10]

[Nginx编译安装及常用命令][Nginx]

[Nginx 配置文件详解][Nginx 1]

[一文带你读懂Nginx反向代理][Nginx 2]

[一文彻底读懂nginx中的location指令][nginx_location]

[Nginx负载均衡原理及配置实例][Nginx 3]

[Nginx为什么快到根本停不下来？][Nginx 4]

[Keepalived入门学习][Keepalived]

[Keepalived高可用服务配置实例][Keepalived 1]

## Nginx+Keepalived 高可用集群（主从模式） ##

### 集群架构图 ###

![format_png][]

> 注意：Keepalived服务器同样是nginx负载均衡器。

### 1、准备四台机器 ###

![format_png 1][]

本实验系统均使用Centos 7.5，在**所有节点**进行以下操作：

// 查看操作系统
    [root@LB-01 ~]# cat /etc/redhat-release
    CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)
    
    //关闭并禁用防火墙
    [root@LB-01 ~]# systemctl stop firewalld
    [root@LB-01 ~]# systemctl disable firewalld
    
    //关闭selinux
    [root@LB-01 ~]# sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/sysconfig/selinux
    [root@LB-01 ~]# setenforce 0
    
    //安装nginx
    yum -y install nginx
      若提示，无安装包，则需要安装epel扩展源：
       yum -y install epel-release

### 2、配置后端web服务器 ###

**2.1）修改web01节点网站根目录默认文件**

[root@web01 ~]# echo "<h1>web01 192.168.1.34</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html

**2.2）修改web02节点网站根目录默认文件**

[root@web02 ~]# echo "<h1>web01 192.168.1.35</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html

> 通过nginx主配置文件，可以看出nginx网站根目录文件默认是：`/usr/share/nginx`，如下：

![format_png 2][]

**2.3）启动nginx服务**

//web01
    [root@web01 ~]# systemctl start nginx
    
    //web02
    [root@web02 ~]# systemctl start nginx

**2.4）验证**

![format_png 3][]

> 主机web01和web02已配置成web服务器

### 3、配置LB服务器 ###

LB服务器需同时部署nginx和Keepalived服务，以下操作`均在两台LB`节点执行：

**3.1）配置nginx反向代理服务**

编辑nginx主配置文件：`vi /etc/nginx/nginx.conf`

![format_png 4][]

启动nginx服务；**验证效果：**

`访问LB01:`

![format_png 5][]

`访问LB02:`

![format_png 6][]

> 如图所示，LB01和LB02均可轮询访问后端web节点，即表示nginx LB集群搭建成功。

**3.2）配置Keepalived服务**

（1）安装Keepalived

yum -y install keepalived

（2）配置Keepalived服务

这里直接提供LB01与LB02两者配置文件差异对比，方便读者阅读：

vim /etc/keepalived/keepalived.con

![format_png 7][]

左:LB01 右:LB02

（3）谁是主Keepalived？

通过上图得知，LB01优先级高于LB02，因此VIP绑定在LB01上：

[root@LB-01 ~]# ip a | grep 192.168.1.110
        inet 192.168.1.110/24 scope global secondary eth0:1

4、域名解析

由于不是真实环境，域名使用`www.test.com`用作测试，所以www.test.com的解析只能在客户机hosts文件设置。具体步骤如下：

打开：

`C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts`

在末尾添加:

`192.168.1.110 www.test.com`

> 注意：这里的IP指的是浮动IP，即通过客户端通过VIP访问web业务

### 5、测试验证 ###

![format_png 8][]

--------------------

**关闭LB01节点的keepalived服务。再次访问：**

![format_png 9][]![format_png 10][]

发现依然可以通过域名进行访问，只是此时VIP已绑定在LB02上，如下所示：

[root@LB-02 ~]# ip a | grep 192.168.1.110
        inet 192.168.1.110/24 scope global secondary eth0:1
    [root@LB-02 ~]#

> 到此，Nginx+Keepalived 高可用集群（主从）就搭建完成了。

## Nginx+Keepalived 高可用集群（双主模式） ##

将keepalived做成双主模式，其实很简单，就是再配置一段新的vrrp\_instance（实例）规则。

### 集群架构图： ###

![format_png 11][]

> **说明**：还按照上面的环境继续做实验，只是修改LB节点上面的keepalived服务的配置文件即可。

此时LB-01节点既为Keepalived的主节点也为备节点，LB-02节点同样既为Keepalived的主节点也为备节点。

LB-01节点默认的主节点VIP（192.168.1.110），LB-02节点默认的主节点VIP（192.168.1.210）

### 1、配置 LB-01 节点 ###

增加一段vrrp_instance VI_2实例规则：

`vim /etc/keepalived/keepalived.conf`![format_png 12][]

2、配置 LB02 节点

`vim /etc/keepalived/keepalived.conf`

![format_png 13][]

### 3、重启Keepalived服务 ###

//LB-01
    [root@LB-01 ~]# systemctl restart keepalived
    
    //LB-02
    [root@LB-02 ~]# systemctl restart keepalived

### 4、查看VIP绑定情况 ###

//LB-01
    [root@LB-01 ~]# ip a
    ...
    2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq
        inet 192.168.1.31/24 brd 10.43.1.255 scope global eth0
        inet 192.168.1.110/24 scope global secondary eth0:1
    
    //LB-02
    [root@LB-02 ~]# ip a
    ...
    2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq
        inet 192.168.1.32/24 brd 10.43.1.255 scope global eth0
        inet 192.168.1.210/24 scope global secondary eth0:2

### 5、高可靠验证 ###

停止LB-01节点的keepalived再次测试

![format_png 8][]

此时VIP都绑定在LB-02上

[root@LB-02 ~]# ip a
    ...
    2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq
        inet 192.168.1.32/24 brd 10.43.1.255 scope global eth0
        inet 192.168.1.110/24 scope global secondary eth0:1
        inet 192.168.1.210/24 scope global secondary eth0:2

> 测试可以发现我们访问keepalived中配置的两个VIP都可以正常调度，当我们停止任意一台keepalived节点，同样还是正常访问；到此，nginx+keepalived+高可用集群（双主模式）就搭建完成了。

## 编写Nginx Web服务的守护脚本 ##

> 以上实验测试有一个问题就是，我们是用Nginx做负载均衡分发请求的数据包的。**如果主节点的Keepalived服务正常运行，而Nginx运行异常，那么将会出现Nginx负载均衡服务失灵，无法切换到Nginx负载均衡器02上，后端的Web服务器无法收到请求**。所以，我们应该要检测Nginx的服务是否正常运行，如果不是正常运行，应该停掉Keepalived的服务，这样才能自动切换到备节点上。

我们可以通过检测80端口是否开启来判定Nginx的运行情况，2秒钟检测一次，脚本如下：

#!/bin/bash
    while true
    do
    if [ $(netstat -tlnp|grep nginx|wc -l) -ne 1 ]
    then
        /etc/init.d/keepalived stop
    fi
    sleep 2
    done

# #

[Nginx 10]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NzQ4MTE4Mw%3D%3D&chksm=eb64d7d0dc135ec68f4f8d8944d6c05ab49f23afc4e64ceff5d836a791f69aa87fad8b3ab6bc&idx=2&lang=zh_CN&mid=2247484512&scene=21&sn=2f53da1239ecb08f06b94e145d1d415b&token=1752560613#wechat_redirect
[Nginx]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NzQ4MTE4Mw%3D%3D&chksm=eb64d732dc135e24b09a5f8170a844c3ffe72de52e30036f941c52966741ea62a645466698e9&idx=1&lang=zh_CN&mid=2247484546&scene=21&sn=1e0cc9f63efd08ab6d4fd20cadf948b4&token=1752560613#wechat_redirect
[Nginx 1]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NzQ4MTE4Mw%3D%3D&chksm=eb64d726dc135e3095beb47a262fdd42f194f6b1837911ab94c9d631df2dd4a74e9ab9ec0a0f&idx=1&lang=zh_CN&mid=2247484566&scene=21&sn=ca9aca3c9880f676e357b2485c9ecb96&token=1752560613#wechat_redirect
[Nginx 2]: https://blog.csdn.net/weixin_38889300/article/details/105781379
[nginx_location]: https://blog.csdn.net/weixin_38889300/article/details/105828898
[Nginx 3]: https://blog.csdn.net/weixin_38889300/article/details/105852654
[Nginx 4]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NzQ4MTE4Mw%3D%3D&idx=2&mid=2247484725&scene=21&sn=1107c7299c9cf0f50add18a0e7104eb3#wechat_redirect
[Keepalived]: https://blog.csdn.net/weixin_38889300/article/details/105942420
[Keepalived 1]: https://blog.csdn.net/weixin_38889300/article/details/105985733
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[format_png 2]: /images/20210726/1a2861b6451f40bfa57493f5601d41d8.png
[format_png 3]: /images/20210726/c64e3f63c0ea4fb08d65a9e7293bdd71.png
[format_png 4]: /images/20210726/2f21ebc00d994b1c93a311119f1e8c78.png
[format_png 5]: /images/20210726/a693b0434f704d18806980a703472ffb.png
[format_png 6]: /images/20210726/06507655407943b9b5a7074c684c83f3.png
[format_png 7]: /images/20210726/c9ac0e4fc8e842c5a78beacc3cd1b0e9.png
[format_png 8]: /images/20210726/05a3410f5e584aa898c988dda6cdaa8f.png
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[format_png 13]: /images/20210726/4fbb41fcefae43f29d33fbc598dc7f48.png