Nginx+Keepalived实现双机主备的方法

前言

首先介绍一下Keepalived，它是一个高性能的服务器高可用或热备解决方案，起初是专为LVS负载均衡软件设计的，Keepalived主要来防止服务器单点故障的发生问题，可以通过其与Nginx的配合实现web服务端的高可用。

Keepalived以VRRP协议为实现基础，VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol（虚拟路由冗余协议）的缩写，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）。

VRRP出现的目的就是为了解决静态路由的单点故障问题的，它能保证当个别节点宕机时，整个网络可以不间断地运行。

下面我们介绍一下nginx keepalived高可用方案的部署安装。

环境准备

在两台主机上准备如下压缩文件：

• keepalived-2.0.20.tar.gz
• nginx-1.16.1.tar.gz

虚拟IP

真实IP

nginx端口

主从

192.168.124.20

192.168.124.13

80

MASTER

192.168.124.20

192.168.124.14

80

BACKUP

安装nginx

新建一个用户：

useradd tianyan

确定安装目录，我这里的安装目录是：/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install。

在这个目录下分别新建两个目录用于安装nginx和keepalived，解压两个压缩包。

执行安装命令：

./configure --prefix=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install \
--sbin-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/sbin/nginx --conf-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/conf/nginx.conf \
--error-log-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/error.log \
--http-log-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/access.log \
--pid-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/nginx.pid \
--lock-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/nginx.lock \
--user=tianyan --group=tianyan \
--with-http_stub_status_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_ssl_module \
--with-http_realip_module \
--with-threads \
--with-pcre \
--http-client-body-temp-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/client/ \
--http-proxy-temp-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/proxy/ \
 --http-fastcgi-temp-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/fcgi/ \
--http-uwsgi-temp-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/uwsgi \
--http-scgi-temp-path=/home/tianyan/tianyan_soft/nginx.install/scgi

如果报错，记得安装相关依赖：

yum install gcc gcc-c++

nginx: [emerg] bind() to 0.0.0.0:80 failed (13: Permission denied)。

注：以非root权限启动时，会出现 nginx: [emerg] bind() to 0.0.0.0:80 failed (13: Permission denied) 错误。

原因：Linux只有root用户可以使用1024一下的端口

解决办法：

1.按照root权限启动

2.将 /usr/local/nginx/conf/nginx.conf 文件中的80端口改为1024以上。

安装keepalived

./configure --prefix=/usr/local/keepalived

上述命令执行完毕后继续执行：

make && make install

安装完毕后，目录是这个样子：

将配置文件拷贝到系统对应的目录下

mkdir /etc/keepalived
cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf
cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/keepalived

编辑 master 节点的 keepalived.conf

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

内容参考如下：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
  #一个没重复的名字即可
  router_id hyq_slave
  }

#ng是否运行
vrrp_script chk_nginx {
    script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"
    interval 2
    weight -20
}

vrrp_instance VI_1 {
  state BACKUP   # 必填，可以是MASTER或BACKUP

  interface ens33
  virtual_router_id 101
  priority 90
  advert_int 1

  # 如果两节点的上联交换机禁用了组播，则采用vrrp单播通告的方式
  # 本机ip
  unicast_src_ip 192.168.124.14
  unicast_peer {
    # 其他机器ip
    192.168.124.13
  }
  # 设置nopreempt防止抢占资源
  nopreempt

  authentication {
    auth_type PASS
    auth_pass 1111
  }

  # 与上方nginx运行状况检测呼应
  track_script {
    chk_nginx
  }
  virtual_ipaddress {
    192.168.124.20
  }
}

编辑 slave 节点的 keepalived.conf

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived

global_defs {
  #一个没重复的名字即可
  router_id hyq_slave
  }

#ng是否运行
vrrp_script chk_nginx {
    script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"
    interval 2
    weight -20
}

vrrp_instance VI_1 {
  state BACKUP   # 必填，可以是MASTER或BACKUP  

  interface ens33
  virtual_router_id 101
  priority 90
  advert_int 1

  # 如果两节点的上联交换机禁用了组播，则采用vrrp单播通告的方式
  # 本机ip
  unicast_src_ip 192.168.124.14
  unicast_peer {
    # 其他机器ip
    192.168.124.13
  }
  # 设置nopreempt防止抢占资源
  nopreempt

  authentication {
    auth_type PASS
    auth_pass 1111
  }

  # 与上方nginx运行状况检测呼应
  track_script {
    chk_nginx
  }
  virtual_ipaddress {
    192.168.124.20
  }
}

编写nginx_check.sh脚本

在/etc/keepalived目录下新建nginx_check.sh脚本

touch nginx_check.sh

编辑其内容为：

#!/bin/sh
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ]
then
 /usr/sbin/nginx
 sleep 1
 A2=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
 if [ $A2 -eq 0 ]
 then
  systemctl stop keepalived
 fi
fi

含义是：如果 nginx 停止运行，尝试启动，但是如果无法启动，则杀死本机的 keepalived 进程， keepalied将会把虚拟 ip 绑定到 BACKUP 机器上。 注意： /usr/sbin/nginx是nginx的启动命令，如果你安装到其他目录，则相应的替换。

Keepalived的日志

Keepalived日志默认位置是在/var/log/messages目录下。我们将其修改一下。

由于系统是centos7，修改位置为：/lib/systemd/system/keepalived.service

原内容：

EnvironmentFile=-/usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived
ExecStart=/usr/local/keepalived/sbin/keepalived $KEEPALIVED_OPTIONS

修改为：

修改完毕后重新加载service

systemctl daemon-reload

创建命令软连接：

ln -s /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/keepalived

执行：

keepalived -D -f /etc/keepalived/keepalived.conf

-D 将日志输出到message日志,默认日志也在message
-f 是指定配置文件

修改/etc/sysconfig/keepalived

把KEEPALIVED_OPTIONS="-D" 修改为：KEEPALIVED_OPTIONS="-D -d -S 0"

在/etc/rsyslog.conf 末尾添加

local0.*/var/log/keepalived.log

最后执行命令：

service rsyslog restart

重启keepalived后就可以看到日志在/var/log/keepalived.log下了。

测试验证VIP

当keepalived和nginx都启动后，我们来测试一下。

首先在浏览器里面访问三个地址

• http://192.168.124.20（vip）
• http://192.168.124.13（master）
• http://192.168.124.14(slave)

我修改了一下nginx的index.html,可以看到当前vip指向是13的master节点：

然后，我们手动停止13上的nginx，再次访问http://192.168.124.20。

说明安装成功。

其中通过ip address命令可以观察到网卡的变化

实验到这里，我们就完成了keepalived + nginx 主从配置的安装部署了。

思考：如何开启双主模式

什么是双主模式？

分别介绍一下两种配置

1、Nginx+keepalived 主从配置

这种方案就是上文介绍过的，使用一个vip地址，前端使用2台机器，一台做主，一台做备，但同时只有一台机器工作，另一台备份机器在主机器不出现故障的时候，永远处于浪费状态，仅仅用于灾备，平时都是空闲着的。

2、Nginx+keepalived 双主配置

这种方案，使用两个vip地址，前端使用2台机器，互为主备，同时有两台机器工作，当其中一台机器出现故障，两台机器的请求转移到一台机器负担，如下图：

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