用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡

野性酷女 2022-05-19 08:48 260阅读 0赞

## 1 规划和准备 ##

*  需要统一接入的应用系统

<table>  &nbsp;  
 <thead> 
  <tr> 
   <th>应用系统</th> 
   <th>域名/虚拟目录</th> 
   <th>应用服务器及URL</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>svn</td> 
   <td>dev.mycompany.com/svn</td> 
   <td><a href="http://50.1.1.21/svn" rel="nofollow">http://50.1.1.21/svn</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>svn web管理</td> 
   <td>dev.mycompany.com/submin</td> 
   <td><a href="http://50.1.1.21/submin" rel="nofollow">http://50.1.1.21/submin</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>网站</td> 
   <td>www.mycompany.com</td> 
   <td><a href="http://50.1.1.10/" rel="nofollow">http://50.1.1.10</a>;&nbsp;<a href="http://50.1.1.11/" rel="nofollow">http://50.1.1.11</a>;&nbsp;<a href="http://50.1.1.12/" rel="nofollow">http://50.1.1.12</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>OA</td> 
   <td>oa.mycompany.com</td> 
   <td><a href="http://50.1.1.13:8080/" rel="nofollow">http://50.1.1.13:8080</a>;&nbsp;<a href="http://50.1.1.14:8080/" rel="nofollow">http://50.1.1.14:8080</a></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  接入服务器

<table>  &nbsp;  
 <thead> 
  <tr> 
   <th>用途</th> 
   <th>IP</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>MASTER</td> 
   <td>50.1.1.3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>BACKUP</td> 
   <td>50.1.1.4</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

操作系统： RHEL5.6x64，配置了yum 私服

两台接入服务器公用一个虚拟IP（VIP）：50.1.1.2

## 2 安装 ##

两台接入服务器分别安装NginX和keepalived:

*  准备依赖包：

yum -y install gcc pcre-devel zlib-devel openssl-devel

*  下载

wget http://nginx.org/download/nginx-1.2.4.tar.gz 
    wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.7.tar.gz

*  安装NginX

![复制代码][copycode.gif]

tar zxvf nginx-1.2.4.tar.gz
    
    cd nginx-1.2.4
    
    ./configure --with-http_stub_status_module
    
    make && make install

![复制代码][copycode.gif]

*  安装keepalived

![复制代码][copycode.gif]

tar zxvf keepalived-1.2.7.tar.gz
    cd keepalived-1.2.7
    ./configure
    make 
    make install
    
    cp /usr/local/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/
    cp /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
    mkdir /etc/keepalived
    cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
    cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/

![复制代码][copycode.gif]

*  加入启动服务

echo "/usr/local/nginx/sbin/nginx" >> /etc/rc.local

echo "/etc/init.d/keepalived start" >> /etc/rc.local

## 3 配置 ##

### 3.1 配置NginX ###

两台接入服务器的NginX的配置完全一样,主要是配置/usr/local/nginx/conf/nginx.conf的http。其中多域名指向是通过虚拟主机（配置http下面的server）实现；同一域名的不同虚拟目录通过每个server下面的不同location实现；到后端的服务器在http下面配置upstream,然后在server或location中通过proxypass引用。要实现前面规划的接入方式，http的配置如下：

![复制代码][copycode.gif]

http {
        include       mime.types;
        default_type  application/octet-stream;
    
        sendfile        on;
    
        upstream dev.hysec.com {
            server 50.1.1.21:80;
        }
    
    
        upstream www.hysec.com {
          ip_hash;
          server 50.1.1.10:80;
          server 50.1.1.11:80;
          server 50.1.1.12:80;
        }
    
        upstream oa.hysec.com {
          ip_hash;
          server 50.1.1.13:8080;
          server 50.1.1.14:8080;
          
    
        server {
            listen      80;
            server_name dev.hysec.com;
            location /svn {
                proxy_pass http://dev.hysec.com;
            }
    
            location /submin {
                proxy_pass http://dev.hysec.com;
            }
        }
    
        server {
            listen       80;
            server_name  www.hysec.com;
            location / {
                proxy_pass http://www.hysec.com;
            }
        server {
            listen       80;
            server_name  oa.hysec.com;
            location / {
                proxy_pass http://oa.hysec.com;
            }
    }

![复制代码][copycode.gif]

验证方法：

*  首先用IP访问前表中各个应用服务器的url
 *  再用域名和路径访问前表中各个应用系统的域名/虚拟路径

### 3.2 配置keepalived ###

按照上面的安装方法，keepalived的配置文件在/etc/keepalived/keepalived.conf。主、从服务器的配置相关联但有所不同。如下：

Master:

![复制代码][copycode.gif]

! Configuration File for keepalived
    
    global_defs {
    notification_email {
            wanghaikuo@hysec.com
            wanghaikuo@gmail.com
       }
    
       notification_email_from wanghaikuo@hysec.com
       smtp_server smtp.hysec.com
       smtp_connect_timeout 30
       router_id nginx_master
    
    }
    
    vrrp_instance VI_1 {
        state MASTER
        interface eth0
        virtual_router_id 51
        priority 101
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        virtual_ipaddress {
            50.1.1.2
        }
    }

![复制代码][copycode.gif]

Backup:

![复制代码][copycode.gif]

! Configuration File for keepalived
    
    global_defs {
    notification_email {
            wanghaikuo@hysec.com
            wanghaikuo@gmail.com
       }
    
       notification_email_from wanghaikuo@hysec.com
       smtp_server smtp.hysec.com
       smtp_connect_timeout 30
       router_id nginx_backup
    
    }
    
    vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP
        interface eth0
        virtual_router_id 51
        priority 99
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        virtual_ipaddress {
            50.1.1.2
        }
    }

![复制代码][copycode.gif]

验证：

*  先后在主、从服务器上启动keepalived: /etc/init.d/keepalived start
 *  在主服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP： ip addr
 *  停止主服务器上的keepalived: /etc/init.d/keepalived stop 然后在从服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP：
 *  启动主服务器上的keepalived，看看主服务器能否重新接管虚拟IP

### 3.3 让keepalived监控NginX的状态 ###

经过前面的配置，如果主服务器的keepalived停止服务，从服务器会自动接管VIP对外服务；一旦主服务器的keepalived恢复，会重新接管VIP。 但这并不是我们需要的，我们需要的是当NginX停止服务的时候能够自动切换。

keepalived支持配置监控脚本，我们可以通过脚本监控NginX的状态，如果状态不正常则进行一系列的操作，最终仍不能恢复NginX则杀掉keepalived，使得从服务器能够接管服务。

*  如何监控NginX的状态

最简单的做法是监控NginX进程，更靠谱的做法是检查NginX端口，最靠谱的做法是检查多个url能否获取到页面。

*  如何尝试恢复服务

如果发现NginX不正常，重启之。等待3秒再次校验，仍然失败则不再尝试。

根据上述策略很容易写出监控脚本。这里使用nmap检查nginx端口来判断nginx的状态，记得要首先安装nmap。监控脚本如下:

![复制代码][copycode.gif]

#!/bin/sh
    # check nginx server status
    NGINX=/usr/local/nginx/sbin/nginx
    PORT=80
    
    nmap localhost -p $PORT | grep "$PORT/tcp open"
    #echo $?
    if [ $? -ne 0 ];then
        $NGINX -s stop
        $NGINX
        sleep 3
        nmap localhost -p $PORT | grep "$PORT/tcp open"
        [ $? -ne 0 ] && /etc/init.d/keepalived stop
    fi

![复制代码][copycode.gif]

不要忘了设置脚本的执行权限，否则不起作用。

假设上述脚本放在/opt/chk\_nginx.sh，则keepalived.conf中增加如下配置：

![复制代码][copycode.gif]

vrrp_script chk_http_port {
        script "/opt/chk_nginx.sh"
        interval 2
        weight 2
    }
    
    track_script {
        chk_http_port
    }

![复制代码][copycode.gif]

更进一步，为了避免启动keepalived之前没有启动nginx , 可以在/etc/init.d/keepalived的start中首先启动nginx:

![复制代码][copycode.gif]

start() {
        /usr/local/nginx/sbin/nginx
        sleep 3
        echo -n $"Starting $prog: "
        daemon keepalived ${KEEPALIVED_OPTIONS}
        RETVAL=$?
        echo
        [ $RETVAL -eq 0 ] && touch /var/lock/subsys/$prog
    }

![复制代码][copycode.gif]

## 4 还可以做什么 ##

对于简单重复性劳动，人总是容易犯错，这种事情最好交给机器去做。 比如，在这个案例中，作为统一接入服务器，可能经常要修改nginx的配置、nginx下面的html文件等。而且，一定要保证集群中的每台服务器的配置相同。 最好的做法是由配置管理服务器来管理，如果没有，也可以使用简单的linux文件同步来解决。

## 5 SSL配置 ##

在nginx/conf下生成秘钥：

![复制代码][copycode.gif]

#生成RSA密钥
    openssl dsaparam -rand -genkey -out myRSA.key 1024
    
    #生成CA密钥：(要输入一个自己记得的密码)
    openssl gendsa -des3 -out cert.key myRSA.key
    
    #用这个CA密钥来创建证书，需要上一步创建的密码
    openssl req -new -x509 -days 365 -key cert.key -out cert.pem
    
    #把证书设置为root专用
    chmod 700 cert.*
    
    #生成免密码文件

openssl rsa -in cert.key -out cert.key.unsecure

![复制代码][copycode.gif]

如果要启用SSL，在nginx中进行如下配置：

![复制代码][copycode.gif]

# 这里是SSL的相关配置
    server {
      listen 443;
      server_name www.example.com; # 你自己的域名
      root /home/www;
      ssl on;
      ssl_certificate cert.perm;
      #使用.unsecure文件可以在nginx启动时不输入密码  
      ssl_certificate_key cert.key.unsecure;
      location / {
      #...
      }
    }

![复制代码][copycode.gif]

[copycode.gif]: /images/20220519/17d7d27325ad4dbca849f56bfbf77b71.png