Ubuntu18.04实验Keepalived+Nginx高可用Web负载均衡(主备模式)

  • Ubuntu
  • 2019-04-21 22:23:53
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简介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。Keepalived 以 VRRP 协议为实现基础,用 VRRP 协议来实现高可用性(HA)。

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。

Keepalived 以 VRRP 协议为实现基础,用 VRRP 协议来实现高可用性(HA)。VRRP(Virtual RouterRedundancy Protocol)协议是用于实现路由器冗余的协议,

VRRP 协议将两台或多台路由器设备虚拟成一个 设备,对外提供虚拟路由器 IP(一个或多个),而在路由器组内部,如果实际拥有这个对外 IP 的路由器如果工作正常的话就是 MASTER,

或者是通过算法选举产生,MASTER 实现针对虚拟路由器 IP 的各种网络功能, 如 ARP 请求,ICMP,以及数据的转发等;其他设备不拥有该虚拟 IP,状态是 BACKUP,

除了接收 MASTER 的 VRRP 状态通告信息外,不执行对外的网络功能。当主机失效时,BACKUP 将接管原先 MASTER 的网络功能。

VRRP 协议使用多播数据来传输 VRRP 数据,VRRP 数据使用特殊的虚拟源 MAC 地址发送数据而不是自身 网卡的 MAC 地址,VRRP 运行时只有 MASTER 路由器定时发送 VRRP 通告信息,

表示 MASTER 工作正常以及虚 拟路由器 IP(组),BACKUP 只接收 VRRP 数据,不发送数据,如果一定时间内没有接收到 MASTER 的通告信 息,各 BACKUP 将宣告自己成为 MASTER,

发送通告信息,重新进行 MASTER 选举状态。

环境准备

虚拟机安装两台Ubuntu18.04

服务器名称 IP地址 说明
ubuntu01 192.168.1.104 master
ubuntu02 192.168.1.105 backup

安装软件

两台设备分别安装Nginx和Keepalived

安装Nginx

apt install nginx

安装Keepalived

apt install keepalived

配置Keepalived

虚拟IP 真实IP 说明
192.168.1.200 192.168.1.104 master
192.168.1.200 192.168.1.105 backup

在安装完成软件后,并没有生成默认的配置文件,需要自己手动创建

touch /etc/keepalived/keepalived.conf

master设备的配置文件

# 检测nginx的脚本
# keepalived会定时执行脚本并对脚本执行的结果进行分析,动态调整vrrp_instance的优先级。
# 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,维持原本配置的优先级,即配置文件中priority对应的值
vrrp_script chk_nginx {
  script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
  interval 2 # 每2秒检测一次nginx的运行状态
  weight -5  # 失败一次,将自己的优先级减5
}

global_defs {
    router_id ubuntu01 #标识本节点的名称,通常为hostname
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                # 状态,主节点为MASTER,备份节点为BACKUP
    interface enp0s3            # 绑定VIP的网络接口,通过ifconfig查看自己的网络接口
    virtual_router_id 200    # 虚拟路由的ID号,两个节点设置必须一样,可选IP最后一段使用,相同的VRID为一个组,他将决定多播的MAC地址
    mcast_src_ip 192.168.1.104    # 本机IP地址
    priority 100        # 节点优先级,值范围0~254,MASTER要比BACKUP高
    advert_int 1        # 组播信息发送时间间隔,两个节点必须设置一样,默认为1秒
    nopreempt            # 表示不争抢vip

    # 设置验证信息,两个节点必须一致
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }

    # nginx存活状态检测脚本
    track_script {
        chk_nginx
    }

    # 虚拟IP,两个节点设置必须一样。可以设置多个,一行写一个
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.200/24
    }
}

backup设备配置文件

# 检测nginx的脚本
# keepalived会定时执行脚本并对脚本执行的结果进行分析,动态调整vrrp_instance的优先级。
# 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,维持原本配置的优先级,即配置文件中priority对应的值
vrrp_script chk_nginx {
  script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
  interval 2 # 每2秒检测一次nginx的运行状态
  weight -5  # 失败一次,将自己的优先级减5
}

global_defs {
    router_id ubuntu01 #标识本节点的名称,通常为hostname
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                # 状态,主节点为MASTER,备份节点为BACKUP
    interface enp0s3            # 绑定VIP的网络接口,通过ifconfig查看自己的网络接口
    virtual_router_id 200    # 虚拟路由的ID号,两个节点设置必须一样,可选IP最后一段使用,相同的VRID为一个组,他将决定多播的MAC地址
    mcast_src_ip 192.168.1.104    # 本机IP地址
    priority 100        # 节点优先级,值范围0~254,MASTER要比BACKUP高
    advert_int 1        # 组播信息发送时间间隔,两个节点必须设置一样,默认为1秒
    nopreempt            # 表示不争抢vip

    # 设置验证信息,两个节点必须一致
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }

    # nginx存活状态检测脚本
    track_script {
        chk_nginx
    }

    # 虚拟IP,两个节点设置必须一样。可以设置多个,一行写一个
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.200/24
    }
}

分别创建检查nginx是否存活的脚本,并给予执行权限

touch /etc/keepalived/check_nginx.sh
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

脚本代码

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
    /usr/local/nginx/sbin/nginx   #尝试重启nginx
    if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then    #nginx重启失败,则停掉keepalived服务
        killall keepalived
    fi
fi

配置完成后,分别启动keepalived

service keepalived start

启动成功,查看两台服务器的网络状况

ip a

master机器的网络

backup机器的网络

测试

打开浏览器,访问192.168.1.200

输出nginx01,说明master上的nginx正常运行,然后,停止master机器上的nginx模拟发生故障,刷新页面

输出nginx02,backup机器上的nginx开始接管请求,查看backup机器上的网络状态

虚拟IP飘到了backup机器上了

总结

主从模式会造成backup机器的浪费,可以使用主主模式充分利用硬件资源。

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