Keepalived+nginx 集群解决单点故障

nginx作为负载均衡器，所有请求都到了nginx服务器，可见nginx处于一个非常重要的位置，如果nginx服务器宕机，那么后台的服务器将无法提供服务，严重影响客户端的请求，为了防止nginx宕机导致整个服务无法使用的灾难性发生，我们可以考虑使用Keepalived+nginx集群实现高可用。

一、Keepalived简介和工作原理

Keepalived是一种高性能的服务器高可用或热备解决方案，Keepalived可以用来防止服务器单点故障的发生，通过配合nginx可以实现web前端服务的高可用。该项目的主要目标是为Linux系统和基于Linux的基础结构提供负载均衡和高可用性的简单而强大的功能。负载平衡框架依赖于提供第4层负载平衡的著名且广泛使用的Linux虚拟服务器（IPVS）内核模块。
Keepalived实现了一组检查器，以根据其运行状况动态，自适应地维护和管理负载平衡的服务器池。另一方面，VRRP实现了高可用性协议。VRRP是路由器故障转移的基础砖。此外，Keepalived还实现了一组VRRP有限状态机的挂钩，从而提供了低级和高速协议交互。为了提供最快的网络故障检测，Keepalived实施BFD协议。VRRP状态转换可以考虑BFD提示来驱动快速状态转换。Keepalived框架可以独立使用，也可以一起使用以提供弹性基础架构。
keepalived高可用服务之间的故障转移，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，无法给备节点发送心跳消息，如果备节点无法继续检测到来自主节点的心跳。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。
keepalived工作在IP/TCP协议栈的IP层，TCP层，及应用层，工作原理基于VRRP协议。
网络层(layer 3)：Keepalived会定期向服务器群中的服务器发送一个ICMP的数据包，（既我们平时用的Ping程序）,如果发现某台服务的IP地址没有激活，Keepalived便报告这台服务器失效，并将它从服务器群中剔除。
传输层(layer 4)：Keepalived以TCP端口的状态来决定服务器工作正常与否，如web server的服务端口一般是80，如果Keepalived检测到80端口没有启动，则Keepalived将把这台服务器从服务器群中剔除。
应用层(layer 5)：只要针对应用上的一些探测方式，如URL的get请求，或者对nginx脚本检测等；可以根据用户自定义添加脚本针对特定的服务进行状态检测，当检测结果与用户设定不一致，则把这台服务器从服务器群中剔除。
Keepalived服务的三个重要功能：
1）管理LVS负载均衡软件ipvsadm
2）实现LVS集群节点的健康检查
3）作为系统网络服务的高可用性

二、VRRP协议与工作原理

在现实的网络环境中。主机之间的通信都是通过配置静态路由或者(默认网关)来完成的，而主机之间的路由器一旦发生故障，通信就会失效，因此这种通信模式当中，路由器就成了一个单点瓶颈，为了解决这个问题，就引入了VRRP协议。VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）虚拟路由冗余协议。VRRP出现的目的就是为了解决静态路由单点故障问题，它能保证当个别节点宕机时，整个网络可以不间断地运行。

VRRP选举机制

虚拟IP拥有者，如果某台路由器的IP地址与虚拟路由器的VIP地址一致，那么这台就会被选为主用路由器。
优先级较高者，如果没有虚拟IP拥有者，优先级数值大的路由器会被选举出，优先级范围0~255。
IP地址较大者，如果优先级一样高，IP地址数值大的路由器会被选举出。

三、实现过程

3.1方案介绍

3.2 在143和119上安装nginx，安装过程可以参考之前的博客

3.3 安装keepalived
安装前准备：

 yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake makeyum -y install zlib zlib-devel openssl openssl-devel pcre pcre-devel

3.4 正式安装：
方法一：

yum -y install keepalived

方法二：
进入官网下载源码包，然后传进服务器
下载二进制源码包
https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.1.2.tar.gz

下载安装文件

wget https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.1.2.tar.gz -C /usr/local

解压文件：

  tar -zxvf keepalived-2.1.2.tar.gz #编译cd keepalived-2.1.2./#--prefix 指定安装地址#/usr/local/keepalived/ 安装的目录，不要和自己安装文件一个目录，不然报错./configure --prefix=/usr/local/keepalived/#编译并安装make && make install设置keepalived开机启动chkconfig keepalived on

配置使用说明
进入/etc/keepalived/keepalived.conf 编辑

[root@do8888 ~]# ll /etc/keepalived/ 总用量 12 -rw-r--r-- 1 root root 526 4月 29 00:47 keepalived.conf-rw-r--r-- 1 root root 3598 10月 1 2020 keepalived.conf.rpmnew -rwxr-xr-x 1 root root 237 4月 29 00:55 nginx_check.sh

修改master配置文件

 vim  keepalived.conf

 ! Configuration File for keepalivedglobal_defs {router_id 192.168.8.143}vrrp_script chk_nginx {script "/etc/keepalived/nginx_check.sh" interval 2weight -20
}vrrp_instance VI_1 {state MASTERinterface ens32virtual_router_id 110mcast_src_ip 192.168.8.143priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}track_script {chk_nginx}virtual_ipaddress {192.168.8.100}
}

修改save配置文件

! Configuration File for keepalivedglobal_defs {router_id 192.168.8.143}vrrp_script chk_nginx {script "/etc/keepalived/nginx_check.sh" interval 3weight -20
}vrrp_instance VI_1 {state BACKUPinterface enp0s3virtual_router_id 110mcast_src_ip 192.168.8.119priority 90advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}track_script {chk_nginx}virtual_ipaddress {192.168.8.100}
}

编写 keepalived 监测 nginx 的脚本
我们在 keepalived.conf 中 vrrp_script chk_haproxy
配置的监测脚本路径和名称如下: /etc/keepalived/nginx_check.sh

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then/usr/local/nginx/sbin/nginxsleep 5if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];thenkillall keepalivedecho `date` > /root/timer.txtfi
fi

nginx 挂掉之后, keepalived 重新启动 nginx ,若不能启动则关闭当前 keepalived

然后运行 chmod +x nginx_check.sh 命令为脚本文件添加可执行权限

分别启动两台服务器上的 nginx 和 keepalived

启动 nginx
./nginx

查看 nginx 是否成功启动
ps -ef | grep nginx

启动 keepalived

systemctl start keepalived.service

查看 keepalived 状态

systemctl status keepalived.service

测试

配置信息如下

主服务器:　　192.168.8.119

从服务器:　　192.168.8.143

虚拟 IP:　　192.168.8.110

1、浏览器访问 192.168.8.110

2、关闭主机 192.168.141.119 上的 nginx 和 keepalived ,再次访问虚拟 IP ,发现可以正常访问,并且访问的是从机

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一、Keepalived简介和工作原理

二、VRRP协议与工作原理

三、实现过程

nginx 挂掉之后, keepalived 重新启动 nginx ,若不能启动则关闭当前 keepalived

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