Nginx极简实战—如何实现Nginx负载均衡高可用

之前讲了Nginx 如何实现负载均衡，以及如何实现动静分离。但是还确少Nginx 高可用的部分。因为Nginx 处于整个系统非常重要的位置，Nginx的高可用影响到整个系统的稳定性。如果nginx服务器宕机后端web服务将无法提供服务，影响严重。所以，接下来就来介绍Nginx + keepalived 实现高可用的方案。

一、什么是负载均衡高可用

nginx作为负载均衡器，所有请求都到了nginx，可见nginx处于非常重点的位置，如果nginx服务器宕机后端web服务将无法提供服务，影响严重。

为了屏蔽负载均衡服务器的宕机，需要建立一个备份机。主服务器和备份机上都运行高可用（High Availability）监控程序，通过传送诸如“I am alive”这样的信息来监控对方的运行状况。当备份机不能在一定的时间内收到这样的信息时，它就接管主服务器的服务IP并继续提供负载均衡服务；当备份管理器又从主管理器收到“I am alive”这样的信息时，它就释放服务IP地址，这样的主服务器就开始再次提供负载均衡服务。

二、Nginx高可用方案

目前，比较流行的实现Nginx高可用方案就是：keepalived+nginx实现主备方案。

1、什么是keepalived

keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，用来防止单点故障。

Keepalived的作用是检测web服务器的状态，如果有一台web服务器死机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的web服务器从系统中剔除，当web服务器工作正常后Keepalived自动将web服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障的web服务器。

2、keepalived工作原理

keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。

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（VIP = Virtual IP Address，虚拟IP地址，该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该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。

3、keepalived+nginx实现主备过程

下图是keepalived + nginx 实现主备的过程。

从上图可以看到，主Nginx健康时，系统所有的请求通过主Nginx 转发到Tomcat服务器集群。当主Nginx 宕机后，会立马切换到备Nginx ，由备Nginx 提供转发服务。这样就保证系统的正常运行。

三、环境准备

1、两天Nginx服务器和两台web服务器

两台nginx，一主一备：192.168.101.3和192.168.101.4

两台tomcat服务器：192.168.101.5、192.168.101.6

2、安装keepalived

分别在主备nginx上安装keepalived，这里就讲解keepalived的安装了。

3、配置虚拟IP（vip：192.168.101.100）

四、配置Nginx高可用

1、配置主nginx

修改主nginx下/etc/keepalived/keepalived.conf文件，配置主Nginx。

#全局配置
global_defs {
   notification_email {  #指定keepalived在发生切换时需要发送email到的对象，一行一个
     XXX@XXX.com
   }
   notification_email_from XXX@XXX.com  #指定发件人
   #smtp_server XXX.smtp.com                             #指定smtp服务器地址
   #smtp_connect_timeout 30                               #指定smtp连接超时时间
   router_id LVS_DEVEL                                    #运行keepalived机器的一个标识
}
vrrp_instance VI_1 { 
    state MASTER           #标示状态为MASTER 备份机为BACKUP
    interface eth0         #设置实例绑定的网卡
    virtual_router_id 51   #同一实例下virtual_router_id必须相同
    priority 100           #MASTER权重要高于BACKUP 比如BACKUP为99  
    advert_int 1           #MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
    authentication {       #设置认证
        auth_type PASS     #主从服务器验证方式
        auth_pass 8888
    }
    virtual_ipaddress {    #设置vip
        192.168.101.100       #可以多个虚拟IP，换行即可
    }
}

2、配置备nginx

修改备nginx下/etc/keepalived/keepalived.conf文件，配置备Nginx

配置备nginx时需要注意：需要修改state为BACKUP , priority比MASTER低，virtual_router_id和master的值一致

#全局配置
global_defs {
   notification_email {  #指定keepalived在发生切换时需要发送email到的对象，一行一个
    XXX@XXX.com
   }
   notification_email_from XXX@XXX.com                  #指定发件人
   #smtp_server XXX.smtp.com                                 #指定smtp服务器地址
   #smtp_connect_timeout 30                               #指定smtp连接超时时间
   router_id LVS_DEVEL                                    #运行keepalived机器的一个标识
}
vrrp_instance VI_1 { 
    state BACKUP           #标示状态为MASTER 备份机为BACKUP
    interface eth0         #设置实例绑定的网卡
    virtual_router_id 51   #同一实例下virtual_router_id必须相同
    priority 99            #MASTER权重要高于BACKUP 比如BACKUP为99  
    advert_int 1           #MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
    authentication {       #设置认证
        auth_type PASS     #主从服务器验证方式
        auth_pass 8888
    }
    virtual_ipaddress {    #设置vip
        192.168.101.100       #可以多个虚拟IP，换行即可
    }
}

3、验证测试

1、主备nginx都启动keepalived及nginx。

service keepalived start
./nginx

2、启动之后，主Nginx正常工作，分别查看主nginx和 备nginx的eth0设置，vip（192.168.101.100）绑定在主nginx的eth0上。

访问http://192.168.101.100，访问成功。

3、将主nginx的keepalived停止或将主nginx关机(相当于模拟宕机)，再次查看主nginx和 备nginx的eth0设置，vip（192.168.101.100）已经漂移到备nginx 上。

再次访问http://192.168.101.100，发现系统依然可以访问。说明使用keepalived 成功实现了Nginx的高可用。

最后

以上，keepalived+nginx 系统高可用的解决方案介绍完了，看上去复杂，其实配置还是比较简单的。