Nginx + Keepalived 高可用

说明

  • 高可用 HA(High Availability),简单讲就是:我某个应用挂了,自动有另外应用起来接着扛着,致使整个服务对外来看是没有中断过的。这里的重点就是不中断,致使公司整个业务能不断进行中,把影响减到最小,赚得更多。
  • 因为要不中断,所以我们就需要用到了 Keepalived。Keepalived 一般不会单独使用,基本都是跟负载均衡软件(LVS、HAProxy、Nginx)一起工作来达到集群的高可用效果。
  • Keepalived 有双主、主备方案
  • 常用词:
    • 心跳:Master 会主动给 Backup 发送心跳检测包以及对外的网络功能,而 Backup 负责接收 Master 的心跳检测包,随时准备接管主机。为什么叫心跳不知道,但是挺形象的,心跳同步。
    • 选举:Keepalived 配置的时候可以指定各台主机优先级,Master 挂了,各台 Backup 要选举出一个新的 Master。
  • Keepalived

搭建

  • 软件版本:
    • Nginx:1.8.1
    • Keepalived:1.2.20
    • JDK:8u72
    • Tomcat:8.0.32
  • 部署环境(下文中以第几台来代表这些主机):
    • 虚拟 IP(VIP):192.168.1.50
    • 第一台主机:Nginx 1 + Keepalived 1 == 192.168.1.120(Master)
    • 第二台主机:Nginx 2 + Keepalived 2 == 192.168.1.121(Backup)
    • 第三台主机:Tomcat 1 == 192.168.1.122(Web 1)
    • 第四台主机:Tomcat 2 == 192.168.1.123(Web 2)
  • 所有机子进行时间校准:NTP(Network Time Protocol)介绍
  • 第三、第四台主机部署:
  • 第一、二台主机部署(两台部署内容一样):
    • Nginx 的安装:Nginx 安装和配置
    • 添加虚拟 IP:
      • 复制一个网卡信息:sudo cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:0
      • 编辑配置文件:sudo vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:0
      • 修改内容为如下信息:
        DEVICE=eth0:0    >>> 这个需要修改
        TYPE=Ethernet
        UUID=8ddbb256-caab-4ddf-8e9a-6527b4ac5a26
        ONBOOT=yes 
        NM_CONTROLLED=yes
        BOOTPROTO=none
        IPADDR=192.168.1.50    >>> 这个需要修改
        PREFIX=24  
        GATEWAY=192.168.1.1
        DNS1=101.226.4.6
        DEFROUTE=yes
        IPV4_FAILURE_FATAL=yes
        IPV6INIT=no
        NAME="System eth0:0"    >>> 这个需要修改
        HWADDR=00:0c:29:f4:17:db
        LAST_CONNECT=1460213205
        
      • 重启网卡服务:service network restart
      • 如果你要绑定更多虚拟 IP,则多复制几个网卡配置出来,命名如下:ifcfg-eth0:0,ifcfg-eth0:1,ifcfg-eth0:2 ......
    • Keepalived 开始安装
      • 安装依赖:sudo yum install -y gcc openssl-devel popt-devel
      • 解压包:cd /opt/setups/ ; tar zxvf keepalived-1.2.20.tar.gz
      • 编译:cd /opt/setups/keepalived-1.2.20 ; ./configure --prefix=/usr/program/keepalived
      • 编译安装:make && make install
    • Keepalived 设置服务和随机启动
      • 复制配置文件到启动脚本目录:cp /usr/program/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/keepalived
      • 增加权限:chmod +x /etc/init.d/keepalived
      • 编辑配置文件:vim /etc/init.d/keepalived
        把 15 行的:. /etc/sysconfig/keepalived,改为:
        . /usr/program/keepalived/etc/sysconfig/keepalived(注意:前面有一个点和空格需要注意)
        
      • 添加环境变量:vim /etc/profile
        # Keepalived 配置
        KEEPALIVED_HOME=/usr/program/keepalived
        PATH=$PATH:$KEEPALIVED_HOME/sbin
        export KEEPALIVED_HOME
        export PATH
        
      • 刷新环境变量:source /etc/profile
      • 检测环境变量:keepalived -v
      • ln -s /usr/program/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/
      • vim /usr/program/keepalived/etc/sysconfig/keepalived
        把 14 行的:KEEPALIVED_OPTIONS="-D",改为:
        KEEPALIVED_OPTIONS="-D -f /usr/program/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf"
        
      • 加入随机启动:chkconfig keepalived on
  • 第一、二台主机配置(两台在 Keepalived 配置上稍微有不一样):

    • 健康监测脚本(我个人放在:/opt/bash 目录下):nginx_check.sh
    • 健康监测脚本添加执行权限:chmod 755 /opt/bash/nginx_check.sh
    • 运行监测脚本,看下是否有问题:sh /opt/bash/nginx_check.sh,如果没有报错,则表示改脚本没有问题
      • 这个脚本很重要,如果脚本没法用,在启用 Keepalived 的时候可能会报:Keepalived_vrrp[5684]: pid 5959 exited with status 1
    • nginx 配置(两台一样配置):

      worker_processes  1;
      
      events {
        worker_connections  1024;
      }
      
      http {
        include       mime.types;
        default_type  application/octet-stream;
      
        sendfile        on;
        keepalive_timeout  65;
      
        # (重点)
        upstream tomcatCluster {
            server 192.168.1.122:8080 weight=1;
            server 192.168.1.123:8080 weight=1;
        }
      
        # (重点)
        server {
            listen       80;
            server_name  192.168.1.50;
      
            location / {
                proxy_pass   http://tomcatCluster;
                index  index.html index.htm;
            }
        }
      }
      
    • Keepalived 配置文件编辑(第一、二台配置稍微不同,不同点具体看下面重点说明)

      • 编辑:vim /usr/program/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf

      ``` nginx ! Configuration File for keepalived

      全局配置

      global_defs {

      邮箱通知配置,keepalived 在发生切换时需要发送 email 到的对象,一行一个

      notification_email {

        #[email protected]
        #[email protected]
        #[email protected]
      

      }

      指定发件人

      notification_email_from [email protected]

      指定smtp服务器地址

      smtp_server 192.168.200.1

      指定smtp连接超时时间,单位秒

      smtp_connect_timeout 30

      router_id LVS_DEVEL vrrp_skip_check_adv_addr vrrp_strict }

      (重点)脚本监控实现

      vrrp_script check_nginx {

      运行脚本

      script "/opt/bash/nginx_check.sh"

      时间间隔,2秒

      interval 2

      权重

      weight 2 }

vrrp_instance VI_1 {
    # (重点)Backup 机子这里是设置为:BACKUP
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    # (重点)Backup 机子要小于当前 Master 设置的 100,建议设置为 99
    priority 100
    # Master 与 Backup 负载均衡器之间同步检查的时间间隔,单位是秒
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    # (重点)配置虚拟 IP 地址,如果有多个则一行一个
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.50
    }

    # (重点)脚本监控调用
    track_script {
        check_nginx
    }
}
```

启动各自服务

  • 四台机子都停掉防火墙:service iptables stop
  • 先启动两台 Tomcat:sh /usr/program/tomcat8/bin/startup.sh ; tail -200f /usr/program/tomcat8/logs/catalina.out
    • 检查两台 Tomcat 是否可以单独访问,最好给首页加上不同标识,好方便等下确认是否有负载
      • http://192.168.1.122:8080
      • http://192.168.1.123:8080
  • 启动两台 Nginx 服务:/usr/local/nginx/sbin/nginx
  • 启动两台 Keepalived 服务:service keepalived start
  • 查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志:tail -f /var/log/messages

高可用测试

  • 模拟 Keepalived 挂掉
    • 关闭 Master 主机的 Keepalived,查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志:tail -f /var/log/messages
      • 关闭服务:service keepalived stop
      • 如果第二台机接管了,则表示成功
    • 重新开启 Master 主机的 Keepalived,查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志:tail -f /var/log/messages
      • 重启服务:service keepalived restart
      • 如果第一台机重新接管了,则表示成功
  • 模拟 Nginx 挂掉
    • 关闭 Master 主机的 Nginx,查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志:tail -f /var/log/messages
      • 关闭服务:/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
      • 如果第二台机接管了,则表示成功
    • 重新开启 Master 主机的 Nginx,查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志:tail -f /var/log/messages
      • 重启 Nginx 服务:/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
      • 重启 Keepalived 服务:service keepalived restart
      • 如果第一台机重新接管了,则表示成功
  • 可以优化的地方,改为双主热备,监控脚本上带有自启动相关细节,后续再进行。
  • 日志中常用的几句话解释:
    • Entering to MASTER STATE,变成 Master 状态
      • Netlink reflector reports IP 192.168.1.50 added,一般变为 Master 状态,都要重新加入虚拟 IP,一般叫法叫做:虚拟 IP 重新漂移到 Master 机子上
    • Entering BACKUP STATE,变成 Backup 状态
      • Netlink reflector reports IP 192.168.1.50 removed,一般变为 Backup 状态,都要移出虚拟 IP,一般叫法叫做:虚拟 IP 重新漂移到 Master 机子上
    • VRRP_Script(check_nginx) succeeded,监控脚本执行成功

资料

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