Nginx+Keepalived高可用站点实现方案

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所属分类:Nginx 综合应用
  • 本文源自 互联网, 于2017-12-2600:16:25,由 整理发表,共 4334 字。
摘要

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。

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 + Nginx

安装依赖环境

 

安装Keepalived

sudo apt-get install  libssl-dev
sudo apt-get install  openssl
sudo apt-get install  libpopt-dev

Keepalived.conf配置文件

keepalived 会读取 /etc/keepalived/keepalived.conf

vi /etc/keppalived/keepalived.conf

MASTER配置文件信息

! Configuration File for keepalived
global_defs {
    notification_email {
        test@example.com
    }
    notification_email_from test@example.com
    smtp_server smtp.example.com
    smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
    interval 2
    weight -5
    fall 3 
    rise 2
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    mcast_src_ip 192.168.241.32
    virtual_router_id 51
    priority 101
    advert_int 2
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.241.200
    }
    track_script {
       check_nginx
    }
}

BACKUP配置文件信息

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#只需要改变将主机配置中的3项,如下:
state MASTER -> state BACKUP,
priority 101 -> priority 100,
mcast_src_ip 192.168.241.132 -> mcast_src_ip 192.168.241.133

check_nginx.sh脚本文件

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

注意:脚本需要添加设置权限,需要执行 chmod +x check_nginx.sh

启动Keepalived

1
service keepalived  restart/stop/start    重启/停止/启动

测试Keepalived

务都起来之后,在MASTER和BACKUP上分别指向如下命令:

1
ip  a<br><br>或指定网卡<br><br>ip  a|grep ens33

备注:就会看到虚拟ip在MASTER上绑定了,然后停掉主机的nginx(# killall nginx),如果nginx没有故障,keepalived就会尝试重新启动nginx服务。如果nginx发生故障,无法重新启动,那么就会自动切换到备机上,如果在用192.168.0.222访问的话,就会访问到BACKUP的页面(用# ip a  命令查看,虚拟ip绑定在BACKUP上)

配置选项说明

global_defs

  • notification_email : keepalived在发生诸如切换操作时需要发送email通知地址,后面的 smtp_server 相比也都知道是邮件服务器地址。也可以通过其它方式报警,毕竟邮件不是实时通知的。
  • router_id : 机器标识,通常可设为hostname。故障发生时,邮件通知会用到

vrrp_instance

  • 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 : 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 : 发送多播数据包时的源IP地址,这里注意了,这里实际上就是在那个地址上发送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 : 这里设置VRID,这里非常重要,相同的VRID为一个组,他将决定多播的MAC地址
  • priority : 设置本节点的优先级,优先级高的为master
  • advert_int : 检查间隔,默认为1秒。这就是VRRP的定时器,MASTER每隔这样一个时间间隔,就会发送一个advertisement报文以通知组内其他路由器自己工作正常
  • authentication : 定义认证方式和密码,主从必须一样
  • virtual_ipaddress : 这里设置的就是VIP,也就是虚拟IP地址,他随着state的变化而增加删除,当state为master的时候就添加,当state为backup的时候删除,这里主要是有优先级来决定的,和state设置的值没有多大关系,这里可以设置多个IP地址
  • track_script : 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。

vrrp_script
告诉 keepalived 在什么情况下切换,所以尤为重要。可以有多个 vrrp_script

  • script : 自己写的检测脚本。也可以是一行命令如killall -0 nginx
  • interval 2 : 每2s检测一次
  • weight -5 : 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

这里要提示一下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
  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

上文 vrrp_script 配置部分,killall -0 nginx属于第1种情况,/etc/keepalived/check_nginx.sh属于第2种情况(脚本中关闭keepalived)。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:

  1. 优先级不会不断的提高或者降低
  2. 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)
  3. 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
  4. 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。

配置结束

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。 notify 可以定义在切换成MASTER或BACKUP时执行的脚本,如有需求请自行google。

天使

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