文章目录
  1. 1. 方案介绍
    1. 1.1. Keepalived介绍
    2. 1.2. VRRP协议
    3. 1.3. Keeplive + nginx
  2. 2. 环境安装
    1. 2.1. 环境说明
    2. 2.2. 更换yum源
  3. 3. 安装软件包
    1. 3.1. 使用yum安装nginx
    2. 3.2. 使用yum安装keepalived
  4. 4. 方案配置
    1. 4.1. nginx监控脚本
    2. 4.2. keepalived.conf
    3. 4.3. keepalived配置选项说明
    4. 4.4. nginx配置
  5. 5. 测试

公司系统要实现高可用,避免单点故障,所以计划使用 Keepalived 工具来实现 nginx 的高可用(High Avaiability),达到一台nginx入口服务器宕机,另一台备用机自动接管服务的效果。(nginx做反向代理,实现后端应用服务器的负载均衡)。

方案介绍

Keepalived介绍

Keepalived是一个基于VRRP协议来实现的服务高可用方案,可以利用其来避免IP单点故障,类似的工具还有heartbeat、corosync、pacemaker。但是它一般不会单独出现,而是与其它负载均衡技术(如lvs、haproxy、nginx)一起工作来达到集群的高可用。

VRRP协议

VRRP全称 Virtual Router Redundancy Protocol,即 虚拟路由冗余协议。可以认为它是实现路由器高可用的容错协议,即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组(Router Group),这个组里面有一个master和多个backup,但在外界看来就像一台一样,构成虚拟路由器,拥有一个虚拟IP(vip,也就是路由器所在局域网内其他机器的默认路由),占有这个IP的master实际负责ARP相应和转发IP数据包,组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。master会发组播消息,当backup在超时时间内收不到vrrp包时就认为master宕掉了,这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master,保证路由器的高可用。

在VRRP协议实现里,虚拟路由器使用 00-00-5E-00-01-XX 作为虚拟MAC地址,XX就是唯一的 VRID (Virtual Router IDentifier),这个地址同一时间只有一个物理路由器占用。在虚拟路由器里面的物理路由器组里面通过多播IP地址 224.0.0.18 来定时发送通告消息。每个Router都有一个 1-255 之间的优先级别,级别最高的(highest priority)将成为主控(master)路由器。通过降低master的优先权可以让处于backup状态的路由器抢占(pro-empt)主路由器的状态,两个backup优先级相同的IP地址较大者为master,接管虚拟IP。

与heartbeat/corosync等比较

Heartbeat、Corosync、Keepalived这三个集群组件我们到底选哪个好,首先我想说明的是,Heartbeat、Corosync是属于同一类型,Keepalived与Heartbeat、Corosync,根本不是同一类型的。Keepalived使用的vrrp协议方式,虚拟路由冗余协议 (Virtual Router Redundancy Protocol,简称VRRP);Heartbeat或Corosync是基于主机或网络服务的高可用方式;简单的说就是,Keepalived的目的是模拟路由器的高可用,Heartbeat或Corosync的目的是实现Service的高可用。

所以一般Keepalived是实现前端高可用,常用的前端高可用的组合有,就是我们常见的LVS+Keepalived、Nginx+Keepalived、HAproxy+Keepalived。而Heartbeat或Corosync是实现服务的高可用,常见的组合有Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+Httpd 实现Web服务器的高可用、Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+MySQL 实现MySQL服务器的高可用。总结一下,Keepalived中实现轻量级的高可用,一般用于前端高可用,且不需要共享存储,一般常用于两个节点的高可用。而Heartbeat(或Corosync)一般用于服务的高可用,且需要共享存储,一般用于多节点的高可用。这个问题我们说明白了。

又有博友会问了,那heartbaet与corosync我们又应该选择哪个好啊,我想说我们一般用corosync,因为corosync的运行机制更优于heartbeat,就连从heartbeat分离出来的pacemaker都说在以后的开发当中更倾向于corosync,所以现在corosync+pacemaker是最佳组合

Keeplive + nginx

keepalived可以认为是VRRP协议在Linux上的实现,主要有三个模块,分别是core、check和vrrp。core模块为keepalived的核心,负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。check负责健康检查,包括常见的各种检查方式。vrrp模块是来实现VRRP协议的。本文基于如下的拓扑图:

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                   +-------------+
| uplink |
+-------------+
|
+
MASTER keep|alived BACKUP
192.168.1.224 192.168.1.222 192.168.1.225
+-------------+ +-------------+ +-------------+
| nginx01 |----| virtualIP |----| nginx02 |

+-------------+ +-------------+ +-------------+
|
+------------------+------------------+
| | |

+-------------+ +-------------+ +-------------+
| web01 | | web02 | | web03 |
+-------------+ +-------------+ +-------------+

环境安装

环境说明

两台Redhat Enterprise Linux 6 x64主机

更换yum源

采用yum源可以很方便的安装软件包,但是国内的yum源访问较慢,可以将Redhat的yum源切换至阿里云的yum源。
具体参考: http://blog.csdn.net/davidyezhiwei/article/details/49280041

安装软件包

使用yum安装nginx

1.处理nginx的yum源

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rpm -ivh http://nginx.org/packages/centos/6/noarch/RPMS/nginx-release-centos-6-0.el6.ngx.noarch.rpm

2.查看yum的nginx信息

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yum info nginx

3.安装并启动nginx

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安装:yum install nginx 
启动:service nginx start
检查:service nginx status

4.浏览器测试
浏览器访问:http://server_ip (server_ip为服务器ip),能看到nginx主页,表示nginx安装启动成功。

使用yum安装keepalived

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安装:yum install -y keepalived
查看版本:keepalived -v
启动:service keepalived start
检查:service keepalived status

方案配置

nginx监控脚本

该脚本检测ngnix的运行状态,并在nginx进程不存在时尝试重新启动ngnix,如果启动失败则停止keepalived,让其它机器接管

/etc/keepalived/check_nginx.sh

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#!/bin/bash
counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)
if [ "${counter}" = "0" ]; then
/usr/local/bin/nginx
sleep 2
counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)
if [ "${counter}" = "0" ]; then
/etc/init.d/keepalived stop
fi
fi

你也可以根据自己的业务需求,总结出在什么情形下关闭keepalived,如 curl 主页连续2个5s没有响应则切换:

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#!/bin/bash
# curl -IL http://localhost/member/login.htm
# curl --data "memberName=fengkan&password=22" http://localhost/member/login.htm

count = 0
for (( k=0; k<2; k++ ))
do
check_code=$( curl --connect-timeout 3 -sL -w "%{http_code}\\n" http://localhost/login.html -o /dev/null )
if [ "$check_code" != "200" ]; then
count = count +1
continue
else
count = 0
break
fi
done
if [ "$count" != "0" ]; then
# /etc/init.d/keepalived stop
exit 1
else
exit 0
fi

keepalived.conf

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! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
zhouxiao@example.com
itsection@example.com
}
notification_email_from itsection@example.com
smtp_server mail.example.com
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_nginx {
# script "killall -0 nginx"
script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
interval 2
weight -5
fall 3
rise 2
}

vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0
mcast_src_ip 192.168.1.224
virtual_router_id 51
priority 101
advert_int 2
authentication {

auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.222
}
track_script {
chk_nginx
}
}

在其它备机BACKUP上,只需要改变 state MASTER -> state BACKUP,priority 101 -> priority 100,mcast_src_ip 192.168.1.224 -> mcast_src_ip 192.168.1.225即可。

keepalived配置选项说明

global_defs

  • notification_email keepalived在发生诸如切换操作时需要发送email通知地址,后面的 smtp_server 相比也都知道是邮件服务器地址。也可以通过其它方式报警,毕竟邮件不是实时通知的。
  • router_id 机器标识,通常可设为hostname。故障发生时,邮件通知会用到

vrrp_instance

  • state 指定instance(Initial)的初始状态,就是说在配置好后,这台服务器的初始状态就是这里指定的,但这里指定的不算,还是得要通过竞选通过优先级来确定。如果这里设置为MASTER,但如若他的优先级不及另外一台,那么这台在发送通告时,会发送自己的优先级,另外一台发现优先级不如自己的高,那么他会就回抢占为MASTER
  • interface 实例绑定的网卡,因为在配置虚拟IP的时候必须是在已有的网卡上添加的
  • mcast_src_ip 发送多播数据包时的源IP地址,这里注意了,这里实际上就是在那个地址上发送VRRP通告,这个非常重要,一定要选择稳定的网卡端口来发送,这里相当于heartbeat的心跳端口,如果没有设置那么就用默认的绑定的网卡的IP,也就是interface指定的IP地址
  • virtual_router_id 这里设置VRID,这里非常重要,相同的VRID为一个组,他将决定多播的MAC地址
  • priority 设置本节点的优先级,优先级高的为master
  • advert_int 检查间隔,默认为1秒。这就是VRRP的定时器,MASTER每隔这样一个时间间隔,就会发送一个advertisement报文以通知组内其他路由器自己工作正常
  • authentication 定义认证方式和密码,主从必须一样
  • virtual_ipaddress 这里设置的就是VIP,也就是虚拟IP地址,他随着state的变化而增加删除,当state为master的时候就添加,当state为backup的时候删除,这里主要是有优先级来决定的,和state设置的值没有多大关系,这里可以设置多个IP地址
  • track_script 引用VRRP脚本,即在 vrrp_script 部分指定的名字。定期运行它们来改变优先级,并最终引发主备切换。

vrrp_script

告诉 keepalived 在什么情况下切换,所以尤为重要。可以有多个 vrrp_script

  • script 自己写的检测脚本。也可以是一行命令如killall -0 nginx
  • interval 2 每2s检测一次
  • weight -5 检测失败(脚本返回非0)则优先级 -5
  • fall 2 检测连续 2 次失败才算确定是真失败。会用weight减少优先级(1-255之间)
  • rise 1 检测 1 次成功就算成功。但不修改优先级

这里要提示一下script一般有2种写法:

  1. 通过脚本执行的返回结果,改变优先级,keepalived继续发送通告消息,backup比较优先级再决定
  2. 脚本里面检测到异常,直接关闭keepalived进程,backup机器接收不到advertisement会抢占IP

上文 vrrp_script 配置部分,killall -0 nginx属于第1种情况,/etc/keepalived/check_nginx.sh属于第2种情况(脚本中关闭keepalived)。个人更倾向于通过shell脚本判断,但有异常时exit 1,正常退出exit 0,然后keepalived根据动态调整的 vrrp_instance 优先级选举决定是否抢占VIP:

  • 如果脚本执行结果为0,并且weight配置的值大于0,则优先级相应的增加
  • 如果脚本执行结果非0,并且weight配置的值小于0,则优先级相应的减少

其他情况,原本配置的优先级不变,即配置文件中priority对应的值。

提示:

  1. 优先级不会不断的提高或者降低
    2.可以编写多个检测脚本并为每个检测脚本设置不同的weight(在配置中列出就行)
    3.不管提高优先级还是降低优先级,最终优先级的范围是在[1,254],不会出现优先级小于等于0或者优先级大于等于255的情况
    4.在MASTER节点的 vrrp_instance 中 配置 nopreempt ,当它异常恢复后,即使它 prio 更高也不会抢占,这样可以避免正常情况下做无谓的切换

以上可以做到利用脚本检测业务进程的状态,并动态调整优先级从而实现主备切换。

在默认的keepalive.conf里面还有 virtual_server,real_server 这样的配置,我们这用不到,它是为lvs准备的。 notify 可以定义在切换成MASTER或BACKUP时执行的脚本,如有需求请自行google。

nginx配置

nginx没有什么可配置的,因为它与keepalived并没有联系。但记住,2台nginx服务器上的配置应该是完全一样的(rsync同步),这样才能做到对用户透明,nginx.conf 里面的 server_name 尽量使用域名来代替,然后dns解析这个域名到虚拟IP 192.168.1.222。

测试

根据上面的配置,初始化状态:192.168.1.224 (itoatest1,MASTER,101),192.168.1.222(itoatest2,BACKUP,100),nginx和keepalived都启动,虚拟IP 192.168.1.222 在 itoatest1 上:

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# 使用ip命令配置的地址,ifconfig查看不了
[root@itoatest1 nginx-1.6]# ip a|grep eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
inet 192.168.1.224/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0
inet 192.168.1.222/32 scope global eth0

浏览器访问 192.168.1.222 或域名,OK。

直接关闭 itoatest1 上的nginx:/usr/local/nginx-1.6/sbin/nginx -s stop:

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[root@localhost keepalived]# ip a|grep eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
inet 192.168.1.224/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0

vip消失,漂移到 itoatest2。

参考http://seanlook.com/2015/05/18/nginx-keepalived-ha/

文章目录
  1. 1. 方案介绍
    1. 1.1. Keepalived介绍
    2. 1.2. VRRP协议
    3. 1.3. Keeplive + nginx
  2. 2. 环境安装
    1. 2.1. 环境说明
    2. 2.2. 更换yum源
  3. 3. 安装软件包
    1. 3.1. 使用yum安装nginx
    2. 3.2. 使用yum安装keepalived
  4. 4. 方案配置
    1. 4.1. nginx监控脚本
    2. 4.2. keepalived.conf
    3. 4.3. keepalived配置选项说明
    4. 4.4. nginx配置
  5. 5. 测试