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
  • 官网：http://www.keepalived.org/
  • 官网下载：http://www.keepalived.org/download.html
  • 官网文档：http://www.keepalived.org/documentation.html

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：

  • JDK 的安装：JDK 安装
  • Tomcat 的安装：Tomcat 安装和配置、优化

• 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

   ! 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 {
   		#acassen@firewall.loc
   		#failover@firewall.loc
   		#sysadmin@firewall.loc
   	}
   	# 指定发件人
   	#notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   	# 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

• http://xutaibao.blog.51cto.com/7482722/1669123
• https://m.oschina.net/blog/301710
• http://blog.csdn.net/u010028869/article/details/50612571
• http://blog.csdn.net/wanglei_storage/article/details/51175418