Keepalived實現Nginx負載均衡高可用的示例代碼

這篇文章主要介紹了Keepalived實現Nginx負載均衡高可用的示例代碼，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

第一章：keepalived介紹



VRRP協議

目的就是為了解決靜態路由單點故障問題的

第二章： keepalived工作原理



2.1 作為系統網絡服務的高可用功能(failover)



keepalived高可用功能實現的基本原理為:

兩臺主機同時安裝好keepalived軟件並啟動服務,開始正常工作時

角色為Master的主機獲得所有資源並對用戶提供服務

角色為Backup的主機作為Master主機的熱備;

當角色為Master的主機失效或出現故障時

角色為Backup的主機將自動接管Master主機的所有工作,包括接管VIP資源及相應資源服務

而當角色為Master的主機故障修復後,又會自動接管回他原來處理的工作

角色為Backup的主機則同時釋放Master主機失效時他接管的工作

此時,兩臺主機將恢復到啟動時各自的原始角色及工作狀態



2.2 什麼是VRRP

VRRP,全稱Virtual Router Redundancy Protocol,中文名為虛擬路由冗餘協議

VRRP的出現就是為了解決靜態路由的單點故障問題

VRRP是通過一種競選機制來將路由的任務交給某臺VRRP路由器的.

VRRP通過競選機制來實現虛擬路由器的功能,所有的協議報文都是通過IP多播(Multicast)包(默認的多播地址224.0.0.18)形式發送的

虛擬路由器由VRID(範圍0-255)和一組IP地址組成,對外表現為一個周知的MAC地址,:00-00-5E-00-01-{VRID}.

所以,在一個虛擬路由器中,不管誰是Master,對外都是相同的MAC和IP(稱之為VIP).

客戶端主機並不需要因Master的改變修改自己的路由配置.對它們來說,這種切換是透明的.

在一組虛擬路由器中,只有作為Master的VRRP路由器會一直髮送VRRP廣播包,此時Backup不會搶佔Master

當Master不可用時,Backup就收不到來自Master的廣播包了,此時多臺Backup中優先級最高的路由器會搶佔為Master.

這種搶佔是非常快速的(可能只有1秒甚至更少),以保證服務的連續性,處於安全性考慮,VRRP數據包使用了加密協議進行了加密.



2.3 面試的時候怎麼說

解答:

keepalived高可用對之間是通過VRRP通信的,因此,我從VRRP開始給您講起.

1)VRRP,全稱Virtual Router Reduancy Protocol,中文名為虛擬路由器冗餘協議,VRRP的出現是為了解決靜態路由的單點故障,

2)VRRP是通過一種競選協議來將路由任務交給某臺VRRP路由器的,

3)VRRP用IP多播的方式,(默認多播地址(224.0.0.18))實現高可用對之間通信.

4)工作時主節點發包,備節點接包,當備節點接收不到主節點發的包的時候,就啟動接管程序接管主節點的資源.備節點可以有多個,通過優先級競選,但一般keepalived系統運維工作中都是一對.

5)VRRP使用了加密協議加密數據,但keepalived官方目前還是推薦用明文的方式配置認證類型和密碼.

介紹完了VRRP,接下來我在介紹一下keepalived服務的工作原理;

keepalived高可用對之間是通過VRRP進行通信的,VRRP是通過競選機制來確定主備的,主的優先級高於備,因此,工作時會優先獲得所有的資源,備節點處於等待狀態,當主掛了的時候,備節點就會接管主節點的資源,然後頂替主節點對外提供服務.

在keepalived服務對之間,只有作為主的服務器會一直髮送VRRP廣播包,告訴備他還活著,此時備不會搶佔主,當主不可用時,即備監聽不到主發送的廣播包時,就會啟動相關服務接管資源,保證業務的連續性,接管速度最快可以小於一秒



第三章： VRRP協議

VRRP通過競選機制來實現虛擬路由器的功能

所有的協議報文都是通過IP多播(Multicast)包

默認的多播地址224.0.0.18

VIP前提條件：

1.虛擬公網IP必須是真實可用的

2.虛擬公網IP不能重複

3.組播地址必須是可以通訊的

第四章：keepalived安裝配置



1.安裝keepalived



yum install keepalived -y

2.配置文件解釋



global_defs { router_id lb01 #設置路由ID，每個主機不一樣 } vrrp_instance VI_1 { #設置VRRP組名，同一組組名相同 state MASTER #設置角色狀態，分為MASTER BACKUP interface eth0 #VIP綁定的網卡 virtual_router_id 50 #虛擬路由id，同一組一樣 priority 150 #權重，權重越高，優先級越高 advert_int 1 #發送組播間隔 authentication { #設置驗證，密碼為明文 auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { #設定的虛擬IP，這個虛擬IP必須是存在且合法且沒有被使用的。 10.0.0.3 } }

3.lb01配置



[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf global_defs { router_id lb01 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER interface eth0 virtual_router_id 50 priority 150 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 10.0.0.3 } }

4.lb02配置



[root@lb02 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf global_defs { router_id lb02 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface eth0 virtual_router_id 50 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 10.0.0.3 } }

5.啟動



systemctl start keepalived

6.測試

關掉任意一臺，觀察VIP是否會漂移

恢復MASTER觀察BACKUP的VIP是否會消失

第五章：腦裂現象



1.安裝抓包工具



yum install tcpdump -y

2.lb02抓包查看



tcpdump -nn -i any host 224.0.0.18

3.lb02新開一個終端，然後開啟防火牆



systemctl start firewalld.service

4.lb02觀察抓包現象

觀察是否兩邊都有VIP

5.添加放行規則



firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0 --in-interface eth0 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0 --in-interface eth1 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT systemctl reload firewalld

6.lb02觀察抓包現象

觀察是否兩邊都有VIP

第六章：keepalived雙主實驗

1.lb01配置文件



[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf global_defs { router_id lb01 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER interface eth0 virtual_router_id 50 priority 150 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 10.0.0.3 } } vrrp_instance VI_2 { state BACKUP interface eth0 virtual_router_id 51 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 2222 } virtual_ipaddress { 10.0.0.4 } }

2.lb02配置文件



[root@lb02 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf global_defs { router_id lb02 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface eth0 virtual_router_id 50 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 10.0.0.3 } } vrrp_instance VI_2 { state MASTER interface eth0 virtual_router_id 51 priority 150 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 2222 } virtual_ipaddress { 10.0.0.4 } }

3.重啟keepalived並觀察現象



systemctl restart keepalived

第七章：keepalived結合nginx反向代理負載均衡

lb服務器的Nginx配置：

注意！兩臺lb服務器的Nginx配置一模一樣

1.備份原有配置



mkdir /backup cd /etc/nginx/conf.d mv * /backup

2.編寫Nginx配置文件



[root@lb01 /etc/nginx/conf.d]# cat proxy.conf upstream web_pools { server 172.16.1.7; server 172.16.1.8; } server { listen 80; server_name (www|bbs).mysun.com ; location / { proxy_pass http://web_pools; include proxy_params; } }

3.測試並重啟nginx



nginx -t systemctl restart nginx

lb服務器的keepalived配置：



1.lb01的keepalived配置



[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf global_defs { router_id lb01 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER interface eth0 virtual_router_id 50 priority 150 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 10.0.0.3 } }

2.lb02的keepalived配置



[root@lb02 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf global_defs { router_id lb02 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface eth0 virtual_router_id 50 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 10.0.0.3 } }

web服務器配置：



注意！兩臺web服務器配置一模一樣

1.nginx配置



[root@web01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/www.conf server { listen 80; server_name www.mysun.com; location / { root /code; index www.html; } }

2.寫入測試文件



echo "$(hostname)" >/code/index.html

第八章： 防裂腦腳本



1.問題現象：

1.nginx掛了，但是keep還活著

2.兩邊都有VIP

2.思路：

解決nginx掛了問題：

1.編寫一個腳本

啟動nginx

如果啟動2次都失敗了，停掉自己的keepalived

2.keepalived定時去調用這個腳本

3.實現：

1.命令如何實現

systemctl start nginx

2.檢查nginx進程

[root@lb01 ~]# ps -ef|grep nginx|grep -v "grep" root 1210 1 0 11:21 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf nginx 1211 1210 0 11:21 ? 00:00:00 nginx: worker process [root@lb01 ~]# ps -ef|grep nginx|grep -v "grep"|wc -l 2 [root@lb01 ~]# ps -ef|grep nginx|grep -v "grep"|wc -l 0

腳本內容：

[root@lb01 ~]# cat check_web.sh !/bin/bash nginx_status=$(ps -C nginx --no-header|wc -l) if [[ ${nginx_status} == 0 ]] then systemctl start nginx &> /dev/null sleep 1 nginx_status=$(ps -C nginx --no-header|wc -l) if [[ ${nginx_status} == 0 ]] then systemctl stop keepalived fi fi

keepalived調用腳本：

[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf global_defs { router_id lb01 } vrrp_script check_web { script "/server/scripts/check_web.sh" interval 5 weight 50 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER interface eth0 virtual_router_id 50 priority 150 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 10.0.0.3 } track_script { check_web } }

4.第二個問題：腦裂問題

兩邊都有VIP

現象：

2邊都有VIP

2邊Nginx都活著

對面的MASTER的Nginx還活著

curl -I -s -w "%{http_code}

" -o /dev/null 10.0.0.5

但是我又有了VIP

ip a |grep "10.0.0.3"|wc -l

我就把自己幹掉

systemctl stop nginx systemctl stop keepalived

腳本內容：

[root@lb02 /server/scripts]# cat check_vip.sh #!/bin/bash master_status=$(curl -I -s -w "%{http_code}

" -o /dev/null 10.0.0.5) my_vip=$(ip a |grep "10.0.0.3"|wc -l) if [ ${master_status} == 200 -a ${my_vip} == 1 ] then systemctl stop nginx systemctl stop keepalived fi

keepalived配置：

[root@lb02 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf global_defs { router_id lb02 } vrrp_script check_web { script "/server/scripts/check_web.sh" interval 5 weight 50 } vrrp_script check_vip { script "/server/scripts/check_vip.sh" interval 5 weight 50 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface eth0 virtual_router_id 50 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 10.0.0.3 } track_script { check_web check_vip } }