Nginx系列教程(5)如何保障nginx的高可用性(keepalived)

简介: 了解keepalived 基于VRRP协议:路由器和操作系统层面的协议,虚拟路由器动态转移IP; 需要安装keepalived软件; 需要配置:有主备(master/backup)两个角色,可以配置多重定期监控来实现应用的高可用性; keepalived命令直接指定配置文件启动,生产环境需要配置自启动。

更新:本次更新是修复本文图片不显示问题。

了解keepalived

  • 基于VRRP协议:路由器和操作系统层面的协议,虚拟路由器动态转移IP;
  • 需要安装keepalived软件;
  • 需要配置:有主备(master/backup)两个角色,可以配置多重定期监控来实现应用的高可用性;
  • keepalived命令直接指定配置文件启动,生产环境需要配置自启动。

不仅可以做Nginx的高可用,也可以做其他的例如Mysql高可用。

一个机器可以绑定多个IP,可以在Nginx上使用keepalived绑定一个虚拟IP,当某一台Nginx出现问题,这个虚拟IP就会自动转移到另一台。

高可用故障切换转移原理

Keepalived高可用故障切换,是通过VRRP虚拟路由器冗余协议来实现的。

在Keepalived服务正常工作时,主Master节点会不断地向备节点发送(多播的方式)心跳消息,用以告诉备Backup节点自己还活着,当主Master节点发生故障时,就无法发送心跳消息,备节点无法检测到来自主Master节点心跳了,于是调用自身的接管程序,接管主Master节点的IP资源及服务。而当主Master节点恢复时,备Backup节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源及服务,恢复到原来的备用角色。

VRRP协议

虚拟路由冗余协议,可以认为是实现路由器高可用的协议,即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组,这个组里面有一个master和多个backup,master上面有一个对外提供服务的vip(该路由器所在局域网内其他机器的默认路由/网关为该vip),master会发组播,当backup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。这样的话就可以保证路由器的高可用了。

keepalived主要有三个模块

分别是core、check和vrrp。 core模块为keepalived的核心,负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。 check负责健康检查,包括常见的各种检查方式。 vrrp模块是来实现VRRP协议的。

传统的高可用思路

tomcat的高可用的思路,是在tomcat集群前面加一层负载服务nginx。如下图

image

这种做法,解决了tomcat的高可用问题。但是引入了前面的负载机器的高可用问题(Nginx如果挂了,玩完)

如果nginx沿用此思路,总会有一个最前端是单机的,存在宕机玩完的风险(鸡生蛋蛋生鸡无穷尽)

15.2. lvs 思想解决高可用问题

image

如上图,由服务器集群虚拟出来一台 虚拟网关vip(不真实存在,自然不存在宕机问题),

此vip由两台机器共同协商生成。当有一台机器宕机时,另一台机器一样能维持vip。这保证了,只要两台机器不同时宕机,vip就存在

15.3. keepalived配置LVS过程

前提

1.关闭selinux,打开/etc/sysconfig/selinux设置其中值  à SELINUX=disabled

image

2.安装必须的依赖包

yum -y install libnl libnl-devel libnfnetlink-devel

keepalived安装

下载源码包--不能使用yum方式安装(有bug) --wget https://www.keepalived.org/software/keepalived-1.3.4.tar.gz

配置(指定安装目录和配置目录,否则文件太散乱) --./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc

make && make install

keepalived主机配置

打开/etc/keepalived/keepalived.conf,只需要配置如下一段。(其它是多余配置,删除)

image

启动keepalived,查看机器ip地址,可发现多出一个244.200的ip


image

此时,使用原ip地址244.253能打开的页面,使用244.200也能打开


image

keepalived从机配置

从机配置与主机过程完全一样,配置文件内以下标识id与优先级稍作变化即可

image

启动从机的keepalived后,可发现其ip地址无变化

keepalived校验LVS效果

1、此时,杀掉主机上的keepalived,244.200的ip将从主机上消失。而出现的从机的ip中

2、再次启动主机的keepalived,244.200的ip将被主机重新夺回

3、此效果是单主单备方式。备机资源有一定的浪费。可以重复前面的动作,虚拟出第二个ip,将主从机优先级颠倒,从而利用起备机服务

keepalived监控服务软件

以上操作中,keepalived很好的实现了LVS功能,即集群机器共同虚拟一个vip,并实现在集群中自动漂移。

但假如物理机状况良好,并不能保障其上运行的服务软件ok,因此需要借助keepalived来监控服务软件。

a、使用keepalived来监控nginx

编辑一个sh监控脚本,sh脚本:

#!/bin/bash

A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`       #统计nginx进程是否存在

if [ $A -eq 0 ];then                            #为0,表明nginx停止了

      /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keepalived自杀,进行VIP转移

              killall keepalived    #杀掉,vip就漫游到另一台机器 

      fi

fi

b、在配置文件中加入以下两处配置:

image

c、重启keepalived,测试监控效果,如下图操作:

image

nginx已变成不死鸟

本系列往期文章参考

Nginx系列教程(1) nginx基本介绍和安装入门

Nginx系列教程(2)nginx搭建静态资源web服务器

Nginx系列教程(3)nginx缓存服务器上的静态文件

Nginx系列教程(4)nginx处理web应用负载均衡问题以保证高并发

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