负载均衡技术对于一个网站尤其是大型网站的web服务器集群来说是至关重要的!做好负载均衡架构,可以实现故障转移和高可用环境,避免单点故障,保证网站健康持续运行。
关于负载均衡介绍,可以参考:linux负载均衡总结性说明(四层负载/七层负载)

由于业务扩展,网站的访问量不断加大,负载越来越高。现需要在web前端放置nginx负载均衡,同时结合keepalived对前端nginx实现HA高可用。
1)nginx进程基于Master+Slave(worker)多进程模型,自身具有非常稳定的子进程管理功能。在Master进程分配模式下,Master进程永远不进行业务处理,只是进行任务分发,从而达到Master进程的存活高可靠性,Slave(worker)进程所有的业务信号都 由主进程发出,Slave(worker)进程所有的超时任务都会被Master中止,属于非阻塞式任务模型。
2)Keepalived是Linux下面实现VRRP备份路由的高可靠性运行件。基于Keepalived设计的服务模式能够真正做到主服务器和备份服务器故障时IP瞬间无缝交接。二者结合,可以构架出比较稳定的软件LB方案。

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。

keepalived与heartbeat/corosync等比较:
Heartbeat、Corosync、Keepalived这三个集群组件我们到底选哪个好呢?
首先要说明的是,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。

那heartbaet与corosync又应该选择哪个好?
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。

双机高可用一般是通过虚拟IP(飘移IP)方法来实现的,基于Linux/Unix的IP别名技术。
双机高可用方法目前分为两种:
1)双机主从模式:即前端使用两台服务器,一台主服务器和一台热备服务器,正常情况下,主服务器绑定一个公网虚拟IP,提供负载均衡服务,热备服务器处于空闲状态;当主服务器发生故障时,热备服务器接管主服务器的公网虚拟IP,提供负载均衡服务;但是热备服务器在主机器不出现故障的时候,永远处于浪费状态,对于服务器不多的网站,该方案不经济实惠。
2)双机主主模式:即前端使用两台负载均衡服务器,互为主备,且都处于活动状态,同时各自绑定一个公网虚拟IP,提供负载均衡服务;当其中一台发生故障时,另一台接管发生故障服务器的公网虚拟IP(这时由非故障机器一台负担所有的请求)。这种方案,经济实惠,非常适合于当前架构环境。

今天在此分享下Nginx+keepalived实现高可用负载均衡的主从模式的操作记录:

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。

一、环境说明:
操作系统:centos6.8,64位
master机器(master-node):103.110.98.14/192.168.1.14
slave机器(slave-node):103.110.98.24/192.168.1.24
公用的虚拟IP(VIP):103.110.98.20      //负载均衡器上配置的域名都解析到这个VIP上

应用环境如下:

二、环境安装
安装nginx和keepalive服务(master-node和slave-node两台服务器上的安装操作完全一样)。
安装依赖
[root@master-node ~]# yum -y install gcc pcre-devel zlib-devel openssl-devel
下载(百度云盘下载地址:https://pan.baidu.com/s/1ckTOKI     提取秘钥:gi8i)
[root@master-node ~]# cd /usr/local/src/
[root@master-node src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.9.7.tar.gz
[root@master-node src]# wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.3.2.tar.gz
安装nginx
[root@master-node src]# tar -zvxf nginx-1.9.7.tar.gz
[root@master-node src]# cd nginx-1.9.7
添加www用户,其中-M参数表示不添加用户家目录,-s参数表示指定shell类型
[root@master-node nginx-1.9.7]# useradd www -M -s /sbin/nologin
[root@master-node nginx-1.9.7]# vim auto/cc/gcc
#将这句注释掉 取消Debug编译模式 大概在179行
#CFLAGS="$CFLAGS -g"
[root@master-node nginx-1.9.7]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-http_flv_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre
[root@master-node nginx-1.9.7]# make && make install
安装keepalived
[root@master-node src]# tar -zvxf keepalived-1.3.2.tar.gz
[root@master-node src]# cd keepalived-1.3.2
[root@master-node keepalived-1.3.2]# ./configure
[root@master-node keepalived-1.3.2]# make && make install
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/src/keepalived-1.3.2/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
[root@master-node keepalived-1.3.2]# mkdir /etc/keepalived
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/
将nginx和keepalive服务加入开机启动服务
[root@master-node keepalived-1.3.2]# echo "/usr/local/nginx/sbin/nginx" >> /etc/rc.local
[root@master-node keepalived-1.3.2]# echo "/etc/init.d/keepalived start" >> /etc/rc.local

三、配置服务

先关闭SElinux、配置防火墙 (master和slave两台负载均衡机都要做)
[root@master-node ~]# vim /etc/sysconfig/selinux
#SELINUX=enforcing                      #注释掉
#SELINUXTYPE=targeted                #注释掉
SELINUX=disabled                           #增加
[root@master-node ~]# setenforce 0                               #使配置立即生效

[root@master-node ~]# vim /etc/sysconfig/iptables
.......
-A INPUT -s 103.110.98.0/24 -d 224.0.0.18 -j ACCEPT                        #允许组播地址通信
-A INPUT -s 192.168.1.0/24 -d 224.0.0.18 -j ACCEPT
-A INPUT -s 103.110.98.0/24 -p vrrp -j ACCEPT                                  #允许 VRRP(虚拟路由器冗余协)通信
-A INPUT -s 192.168.1.0/24 -p vrrp -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 80 -j ACCEPT      #开通80端口访问

[root@master-node ~]# /etc/init.d/iptables restart                               #重启防火墙使配置生效

1.配置nginx
master-node和slave-node两台服务器的nginx的配置完全一样,主要是配置/usr/local/nginx/conf/nginx.conf的http,当然也可以配置vhost虚拟主机目录,然后配置vhost下的比如LB.conf文件。
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vhost/LB.conf下面配置upstream,然后在server或location中通过proxy_pass引用。
要实现前面规划的接入方式,LB.conf的配置如下(添加proxy_cache_path和proxy_temp_path这两行,表示打开nginx的缓存功能):

[root@master-node ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
user www;
worker_processes 8; #error_log logs/error.log;
#error_log logs/error.log notice;
#error_log logs/error.log info; #pid logs/nginx.pid; events {
worker_connections 65535;
} http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
charset utf-8; ######
## set access log format
######
log_format main '$http_x_forwarded_for $remote_addr $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_cookie" $host $request_time'; #######
## http setting
#######
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 65;
proxy_cache_path /var/www/cache levels=1:2 keys_zone=mycache:20m max_size=2048m inactive=60m;
proxy_temp_path /var/www/cache/tmp; fastcgi_connect_timeout 3000;
fastcgi_send_timeout 3000;
fastcgi_read_timeout 3000;
fastcgi_buffer_size 256k;
fastcgi_buffers 8 256k;
fastcgi_busy_buffers_size 256k;
fastcgi_temp_file_write_size 256k;
fastcgi_intercept_errors on; #
client_header_timeout 600s;
client_body_timeout 600s;
# client_max_body_size 50m;
client_max_body_size 100m; #允许客户端请求的最大单个文件字节数
client_body_buffer_size 256k; #缓冲区代理缓冲请求的最大字节数,可以理解为先保存到本地再传给用户 gzip on;
gzip_min_length 1k;
gzip_buffers 4 16k;
gzip_http_version 1.1;
gzip_comp_level 9;
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/x-httpd-php;
gzip_vary on; ## includes vhosts
include vhosts/*.conf;
}

[root@master-node ~]# mkdir /usr/local/nginx/conf/vhosts
[root@master-node ~]# mkdir /var/www/cache
[root@master-node ~]# ulimit 65535

[root@master-node ~]# vim /usr/local/nginx/conf/vhosts/LB.conf
upstream LB-WWW {
ip_hash;
server 192.168.1.101:80 max_fails=3 fail_timeout=30s; #max_fails = 3 为允许失败的次数,默认值为1
server 192.168.1.102:80 max_fails=3 fail_timeout=30s; #fail_timeout = 30s 当max_fails次失败后,暂停将请求分发到该后端服务器的时间
server 192.168.1.118:80 max_fails=3 fail_timeout=30s;
} upstream LB-OA {
ip_hash;
server 192.168.1.101:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
server 192.168.1.102:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
} server {
listen 80;
server_name dev.wangshibo.com; access_log /usr/local/nginx/logs/dev-access.log main;
error_log /usr/local/nginx/logs/dev-error.log; location /svn {
proxy_pass http://192.168.1.108/svn/;
proxy_redirect off ;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_connect_timeout 300; #跟后端服务器连接超时时间,发起握手等候响应时间
proxy_send_timeout 300; #后端服务器回传时间,就是在规定时间内后端服务器必须传完所有数据
proxy_read_timeout 600; #连接成功后等待后端服务器的响应时间,已经进入后端的排队之中等候处理
proxy_buffer_size 256k; #代理请求缓冲区,会保存用户的头信息以供nginx进行处理
proxy_buffers 4 256k; #同上,告诉nginx保存单个用几个buffer最大用多少空间
proxy_busy_buffers_size 256k; #如果系统很忙时候可以申请最大的proxy_buffers
proxy_temp_file_write_size 256k; #proxy缓存临时文件的大小
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
proxy_max_temp_file_size 128m;
proxy_cache mycache;
proxy_cache_valid 200 302 60m;
proxy_cache_valid 404 1m;
} location /submin {
proxy_pass http://192.168.1.108/submin/;
proxy_redirect off ;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_connect_timeout 300;
proxy_send_timeout 300;
proxy_read_timeout 600;
proxy_buffer_size 256k;
proxy_buffers 4 256k;
proxy_busy_buffers_size 256k;
proxy_temp_file_write_size 256k;
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
proxy_max_temp_file_size 128m;
proxy_cache mycache;
proxy_cache_valid 200 302 60m;
proxy_cache_valid 404 1m;
}
} server {
listen 80;
server_name www.wangshibo.com; access_log /usr/local/nginx/logs/www-access.log main;
error_log /usr/local/nginx/logs/www-error.log; location / {
proxy_pass http://LB-WWW;
proxy_redirect off ;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_connect_timeout 300;
proxy_send_timeout 300;
proxy_read_timeout 600;
proxy_buffer_size 256k;
proxy_buffers 4 256k;
proxy_busy_buffers_size 256k;
proxy_temp_file_write_size 256k;
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
proxy_max_temp_file_size 128m;
proxy_cache mycache;
proxy_cache_valid 200 302 60m;
proxy_cache_valid 404 1m;
}
} server {
listen 80;
server_name oa.wangshibo.com; access_log /usr/local/nginx/logs/oa-access.log main;
error_log /usr/local/nginx/logs/oa-error.log; location / {
proxy_pass http://LB-OA;
proxy_redirect off ;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_connect_timeout 300;
proxy_send_timeout 300;
proxy_read_timeout 600;
proxy_buffer_size 256k;
proxy_buffers 4 256k;
proxy_busy_buffers_size 256k;
proxy_temp_file_write_size 256k;
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
proxy_max_temp_file_size 128m;
proxy_cache mycache;
proxy_cache_valid 200 302 60m;
proxy_cache_valid 404 1m;
}
}

验证方法(保证从负载均衡器本机到后端真实服务器之间能正常通信):
1)首先在本机用IP访问上面LB.cong中配置的各个后端真实服务器的url
2)然后在本机用域名和路径访问上面LB.cong中配置的各个后端真实服务器的域名/虚拟路径

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后端应用服务器的nginx配置,这里选择192.168.1.108作为例子进行说明
由于这里的192.168.1.108机器是openstack的虚拟机,没有外网ip,不能解析域名。
所以在server_name处也将ip加上,使得用ip也可以访问。
[root@108-server ~]# cat /usr/local/nginx/conf/vhosts/svn.conf
server {
listen 80;
#server_name dev.wangshibo.com;
server_name dev.wangshibo.com 192.168.1.108;

access_log /usr/local/nginx/logs/dev.wangshibo-access.log main;
error_log /usr/local/nginx/logs/dev.wangshibo-error.log;

location / {
root /var/www/html;
index index.html index.php index.htm;
}
}

[root@108-server ~]# ll /var/www/html/
drwxr-xr-x. 2 www www 4096 Dec 7 01:46 submin
drwxr-xr-x. 2 www www 4096 Dec 7 01:45 svn
[root@108-server ~]# cat /var/www/html/svn/index.html
this is the page of svn/192.168.1.108
[root@108-server ~]# cat /var/www/html/submin/index.html
this is the page of submin/192.168.1.108

[root@108-server ~]# cat /etc/hosts
127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.1.108 dev.wangshibo.com

[root@108-server ~]# curl http://dev.wangshibo.com       //由于是内网机器不能联网,亦不能解析域名。所以用域名访问没有反应。只能用ip访问
[root@ops-server4 vhosts]# curl http://192.168.1.108
this is 192.168.1.108 page!!!
[root@ops-server4 vhosts]# curl http://192.168.1.108/svn/           //最后一个/符号要加上,否则访问不了。
this is the page of svn/192.168.1.108
[root@ops-server4 vhosts]# curl http://192.168.1.108/submin/
this is the page of submin/192.168.1.108
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然后在master-node和slave-node两台负载机器上进行测试(iptables防火墙要开通80端口):
[root@master-node ~]# curl http://192.168.1.108/svn/
this is the page of svn/192.168.1.108
[root@master-node ~]# curl http://192.168.1.108/submin/
this is the page of submin/192.168.1.108

浏览器访问:
在本机host绑定dev.wangshibo.com,如下,即绑定到master和slave机器的公网ip上测试是否能正常访问(nginx+keepalive环境正式完成后,域名解析到的真正地址是VIP地址)
103.110.98.14 dev.wangshibo.com
103.110.98.24 dev.wangshibo.com

2.keepalived配置
1)master-node负载机上的keepalived配置(sendmail部署可以参考:linux下sendmail邮件系统安装操作记录
[root@master-node ~]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak
[root@master-node ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived     #全局定义

global_defs {
notification_email { #指定keepalived在发生事件时(比如切换)发送通知邮件的邮箱
ops@wangshibo.cn #设置报警邮件地址,可以设置多个,每行一个。 需开启本机的sendmail服务
tech@wangshibo.cn
} notification_email_from ops@wangshibo.cn #keepalived在发生诸如切换操作时需要发送email通知地址
smtp_server 127.0.0.1 #指定发送email的smtp服务器
smtp_connect_timeout 30 #设置连接smtp server的超时时间
router_id master-node #运行keepalived的机器的一个标识,通常可设为hostname。故障发生时,发邮件时显示在邮件主题中的信息。
} vrrp_script chk_http_port { #检测nginx服务是否在运行。有很多方式,比如进程,用脚本检测等等
script "/opt/chk_nginx.sh" #这里通过脚本监测
interval 2 #脚本执行间隔,每2s检测一次
weight -5 #脚本结果导致的优先级变更,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
} vrrp_instance VI_1 { #keepalived在同一virtual_router_id中priority(0-255)最大的会成为master,也就是接管VIP,当priority最大的主机发生故障后次priority将会接管
state MASTER #指定keepalived的角色,MASTER表示此主机是主服务器,BACKUP表示此主机是备用服务器。注意这里的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 em1 #指定HA监测网络的接口。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 103.110.98.14 # 发送多播数据包时的源IP地址,这里注意了,这里实际上就是在哪个地址上发送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 51 #虚拟路由标识,这个标识是一个数字,同一个vrrp实例使用唯一的标识。即同一vrrp_instance下,MASTER和BACKUP必须是一致的
priority 101 #定义优先级,数字越大,优先级越高,在同一个vrrp_instance下,MASTER的优先级必须大于BACKUP的优先级
advert_int 1 #设定MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔,单位是秒
authentication { #设置验证类型和密码。主从必须一样
auth_type PASS #设置vrrp验证类型,主要有PASS和AH两种
auth_pass 1111 #设置vrrp验证密码,在同一个vrrp_instance下,MASTER与BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信
}
virtual_ipaddress { #VRRP HA 虚拟地址 如果有多个VIP,继续换行填写
103.110.98.20
} track_script { #执行监控的服务。注意这个设置不能紧挨着写在vrrp_script配置块的后面(实验中碰过的坑),否则nginx监控失效!!
chk_http_port #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。
}
}

2)slave-node负载机上的keepalived配置
[root@slave-node ~]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak
[root@slave-node ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived     

global_defs {
notification_email {
ops@wangshibo.cn
tech@wangshibo.cn
} notification_email_from ops@wangshibo.cn
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id slave-node
} vrrp_script chk_http_port {
script "/opt/chk_nginx.sh"
interval 2
weight -5
fall 2
rise 1
} vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface em1
mcast_src_ip 103.110.98.24
virtual_router_id 51
priority 99
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
103.110.98.20
} track_script {
chk_http_port
} }

让keepalived监控NginX的状态:
1)经过前面的配置,如果master主服务器的keepalived停止服务,slave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。
2)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。

注意:这里要提示一下keepalived.conf中vrrp_script配置区的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。这是直接监控Nginx进程的方式。
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。这是检查NginX端口的方式。
上文script配置部分,"killall -0 nginx"属于第1种情况,"/opt/chk_nginx.sh" 属于第2种情况。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:
优先级不会不断的提高或者降低
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)
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
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。

另外: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。

如何尝试恢复服务
由于keepalived只检测本机和他机keepalived是否正常并实现VIP的漂移,而如果本机nginx出现故障不会则不会漂移VIP。
所以编写脚本来判断本机nginx是否正常,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,关闭keepalived,其他主机此时会接管VIP;

根据上述策略很容易写出监控脚本。此脚本必须在keepalived服务运行的前提下才有效!如果在keepalived服务先关闭的情况下,那么nginx服务关闭后就不能实现自启动了。
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,准备让其它机器接管。
监控脚本如下(master和slave都要有这个监控脚本):
[root@master-node ~]# vim /opt/chk_nginx.sh

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

[root@master-node ~]# chmod 755 /opt/chk_nginx.sh
[root@master-node ~]# sh /opt/chk_nginx.sh
80/tcp open http

此架构需考虑的问题
1)master没挂,则master占有vip且nginx运行在master上
2)master挂了,则slave抢占vip且在slave上运行nginx服务
3)如果master上的nginx服务挂了,则nginx会自动重启,重启失败后会自动关闭keepalived,这样vip资源也会转移到slave上。
4)检测后端服务器的健康状态
5)master和slave两边都开启nginx服务,无论master还是slave,当其中的一个keepalived服务停止后,vip都会漂移到keepalived服务还在的节点上;
如果要想使nginx服务挂了,vip也漂移到另一个节点,则必须用脚本或者在配置文件里面用shell命令来控制。(nginx服务宕停后会自动启动,启动失败后会强制关闭keepalived,从而致使vip资源漂移到另一台机器上)

最后验证(将配置的后端应用域名都解析到VIP地址上):关闭主服务器上的keepalived或nginx,vip都会自动飘到从服务器上。
验证keepalived服务故障情况:
1)先后在master、slave服务器上启动nginx和keepalived,保证这两个服务都正常开启:
[root@master-node ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@master-node ~]# /etc/init.d/keepalived start
[root@slave-node ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@slave-node ~]# /etc/init.d/keepalived start
2)在主服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP:
[root@master-node ~]# ip addr
.......
2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
link/ether 44:a8:42:17:3d:dd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 103.110.98.14/26 brd 103.10.86.63 scope global em1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 103.110.98.20/32 scope global em1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 103.110.98.20/26 brd 103.10.86.63 scope global secondary em1:0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::46a8:42ff:fe17:3ddd/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
......
3)停止主服务器上的keepalived:
[root@master-node ~]# /etc/init.d/keepalived stop
Stopping keepalived (via systemctl): [ OK ]
[root@master-node ~]# /etc/init.d/keepalived status
[root@master-node ~]# ps -ef|grep keepalived
root 26952 24348 0 17:49 pts/0 00:00:00 grep --color=auto keepalived
[root@master-node ~]#
4)然后在从服务器上查看,发现已经接管了VIP:
[root@slave-node ~]# ip addr
.......
2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
link/ether 44:a8:42:17:3c:a5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 103.110.98.24/26 brd 103.10.86.63 scope global em1
inet 103.110.98.20/32 scope global em1
inet6 fe80::46a8:42ff:fe17:3ca5/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
.......
发现master的keepalived服务挂了后,vip资源自动漂移到slave上,并且网站正常访问,丝毫没有受到影响!
5)重新启动主服务器上的keepalived,发现主服务器又重新接管了VIP,此时slave机器上的VIP已经不在了。
[root@master-node ~]# /etc/init.d/keepalived start
Starting keepalived (via systemctl): [ OK ]
[root@master-node ~]# ip addr
.......
2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
link/ether 44:a8:42:17:3d:dd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 103.110.98.14/26 brd 103.10.86.63 scope global em1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 103.110.98.20/32 scope global em1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 103.110.98.20/26 brd 103.10.86.63 scope global secondary em1:0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::46a8:42ff:fe17:3ddd/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
......

[root@slave-node ~]# ip addr
.......
2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
link/ether 44:a8:42:17:3c:a5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 103.110.98.24/26 brd 103.10.86.63 scope global em1
inet6 fe80::46a8:42ff:fe17:3ca5/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

接着验证下nginx服务故障,看看keepalived监控nginx状态的脚本是否正常?
如下:手动关闭master机器上的nginx服务,最多2秒钟后就会自动起来(因为keepalive监控nginx状态的脚本执行间隔时间为2秒)。域名访问几乎不受影响!
[root@master-node ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
[root@master-node ~]# ps -ef|grep nginx
root 28401 24826 0 19:43 pts/1 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@master-node ~]# ps -ef|grep nginx
root 28871 28870 0 19:47 ? 00:00:00 /bin/sh /opt/chk_nginx.sh
root 28875 24826 0 19:47 pts/1 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@master-node ~]# ps -ef|grep nginx
root 28408 1 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
www 28410 28408 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: worker process
www 28411 28408 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: worker process
www 28412 28408 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: worker process
www 28413 28408 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: worker process

最后可以查看两台服务器上的/var/log/messages,观察VRRP日志信息的vip漂移情况~~~~

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
可能出现的问题:
1)VIP绑定失败
原因可能有:
-> iptables开启后,没有开放允许VRRP协议通信的策略(也有可能导致脑裂);可以选择关闭iptables
-> keepalived.conf文件配置有误导致,比如interface绑定的设备错误

2)VIP绑定后,外部ping不通
可能的原因是:
-> 网络故障,可以检查下网关是否正常;
-> 网关的arp缓存导致,可以进行arp更新,命令是"arping -I 网卡名 -c 5 -s VIP 网关"

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