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keepalived+nginx实现高可用实战全(双机主备，双主热备)

arlanguage3个月前 (01-31)技术文章26

Keepalived的作用是检测服务器的状态，如果有一台web服务器宕机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中剔除，同时使用其他服务器代替该服务器的工作，当服务器工作正常后Keepalived自动将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服务器。

下面这里我们就用keepalived+nginx来测试下。

一、环境

这里准备两台机器，一台是主一台是备

#nginx11
192.168.192.11 MASTER
#nginx02
192.168.192.12 BACKUP
然后keepalive用的虚拟ip是
192.168.192.13

我们的目的就是通过访问192.168.192.13，会去到192.168.192.11，当192.168.192.11挂了后就会去到192.168.192.12

nginx环境搭建可以参考Nginx实战

虚拟机的安装和克隆可以参考一个Java程序员从事网站开发要了解和掌握的基本技术
中的Linux服务器准备

二、keepalived+nginx实现高可用实战

1、官网下载

https://www.keepalived.org/download.html
这里下载Release版本：keepalived-2.0.6.tar.gz

注：开始我用keepalived-2.1.0.tar.gz版本，报如下错误，找不到解决办法，就只能换低一点的版本了，望知道的说下！

make[1]: Entering directory `/usr/local/keepalived-2.1.0/keepalived'
Making all in core
make[2]: Entering directory `/usr/local/keepalived-2.1.0/keepalived/core'
  CC       namespaces.o
In file included from /usr/include/netlink/handlers.h:19:0,
                 from /usr/include/netlink/socket.h:16,
                 from namespaces.c:171:
/usr/include/netlink/netlink-kernel.h:193:2: error: unknown type name ‘__u32’
  __u32 group;
  ^
make[2]: *** [namespaces.o] Error 1
make[2]: Leaving directory `/usr/local/keepalived-2.1.0/keepalived/core'
make[1]: *** [all-recursive] Error 1
make[1]: Leaving directory `/usr/local/keepalived-2.1.0/keepalived'
make: *** [all-recursive] Error 1

2、解压

上传到/usr/local目录下面解压

tar -zxvf keepalived-2.1.0.tar.gz

3、configure配置

cd /usr/local/keepalived-2.1.0
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
  • prefix：keepalived安装的位置
  • sysconf：keepalived核心配置文件所在位置，固定位置，改成其他位置则keepalived启动不了，/var/log/messages中会报错

执行完后会有警告

*** WARNING - this build will not support IPVS with IPv6. Please install libnl/libnl-3 dev libraries to support IPv6 with IPVS.

安装 libnl/libnl-3 依赖

yum -y install libnl libnl-devel

重新执行

./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc

发现没有警告了。

4、安装

make && make install

5、Keepalived 配置

cd /etc/keepalived
[root@localhost keepalived]# ip addr
1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:50:56:36:1a:25 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.192.11/24 brd 192.168.192.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a4ce:6997:d06a:d685/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever

我们用的网卡是ens33

修改配置文件，假设我们这里的VIP为192.168.192.13，并且这台节点为MASTER,配置文件为

global_defs {
   # 路由id：当前安装keepalived的节点主机标识符，保证全局唯一
   router_id keep_11
}

vrrp_instance VI_1 {
    # 表示状态是MASTER主机还是备用机BACKUP
    state MASTER
    # 该实例绑定的网卡名称
    interface ens33
    # 保证主备节点一致即可
    virtual_router_id 13
    # 权重，master权重一般高于backup，如果有多个，那就是选举，谁的权重高，谁就当选
    priority 100
    # 主备之间同步检查时间间隔，单位秒
    advert_int 2
    # 认证权限密码，防止非法节点进入
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    # 虚拟出来的ip，可以有多个（vip）
    virtual_ipaddress {
        192.168.192.13
    }
}

然后我们克隆一台机器，修改另一台机器的配置文件为BACKUP

global_defs {
   # 路由id：当前安装keepalived的节点主机标识符，保证全局唯一
   router_id keep_12
}

vrrp_instance VI_1 {
    # 表示状态是MASTER主机还是备用机BACKUP
    state BACKUP
    # 该实例绑定的网卡名称
    interface ens33
    # 保证主备节点一致即可
    virtual_router_id 13
    # 权重，master权重一般高于backup，如果有多个，那就是选举，谁的权重高，谁就当选
    priority 80
    # 主备之间同步检查时间间隔，单位秒
    advert_int 2
    # 认证权限密码，防止非法节点进入
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    # 虚拟出来的ip，可以有多个（vip）
    virtual_ipaddress {
        192.168.192.13
    }
}

6、启动MASTER

cd /usr/local/keepalived/sbin
./keepalived
[root@localhost sbin]# ip addr
1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:50:56:36:1a:25 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.192.11/24 brd 192.168.192.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.192.13/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a4ce:6997:d06a:d685/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@localhost sbin]#

可以看到ens33多了一个192.168.192.13

7、启动BACKUP

cd /usr/local/keepalived/sbin
./keepalived
[root@localhost sbin]# ip addr
1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:50:56:3c:89:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.192.12/24 brd 192.168.192.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.192.13/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a4ce:6997:d06a:d685/64 scope link tentative noprefixroute dadfailed 
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::137c:d64d:c120:b79e/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@localhost sbin]#

可以看到ens33也多了一个192.168.192.13

8、访问

我们访问192.168.192.13，会发现

Welcome to nginx MASTER 11!

页面显示这个，表面目前是在MASTER的

9、模拟服务中断
正常我们定义某个节点有故障了，就是keepalived的进程都不在了，所以我们可以在MASTER执行

killall keepalived

要是没有这命令可以先安装

yum -y  install psmisc

kill后我们发现

[root@localhost html]# ip addr
1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:50:56:36:1a:25 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.192.11/24 brd 192.168.192.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a4ce:6997:d06a:d685/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@localhost html]#

192.168.192.13就不见了。

再访问192.168.192.13

Welcome to nginx BACKUP 12!

成功切到了备用机！

我们再启动MASTER的keepalived后，再访问192.168.192.13

Welcome to nginx MASTER 11!

10、那我们监控的好像都是keepalived？不是nginx啊？

正常我们都会在keepalived配置中配置一个检查脚本，定时检查nginx进程是否存在，若是不存在则同时killall keepalived，这样就相当于监控了nginx.

11、keepalived相关命令

# 启动keepalived
systemctl start keepalived
# 停止keepalived
systemctl stop keepalived
# 重启keepalived
systemctl restart keepalived

12、Keepalived 配置 Nginx 自动重启

1、增加Nginx重启检测脚本

vim /etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh
#!/bin/bash

A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
# 判断nginx是否宕机，如果宕机了，尝试重启
if [ $A -eq 0 ];then
    /usr/local/nginx/sbin/nginx
    # 等待一小会再次检查nginx，如果没有启动成功，则停止keepalived，使其启动备用机
    sleep 3
    if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
        killall keepalived
    fi
fi

增加运行权限

chmod +x /etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh

2、在 keepalived.conf 配置定时监听 nginx 状态脚本

vrrp_script check_nginx_alive {
    script "/etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh"
    interval 2 # 每隔两秒运行上一行脚本
    weight 10 # 如果脚本运行成功，则升级权重+10
    # weight -10 # 如果脚本运行失败，则升级权重-10
}

3、在vrrp_instance中新增监控的脚本

track_script {
    check_nginx_alive   # 追踪 nginx 脚本
}

4、重启Keepalived使得配置文件生效

systemctl restart keepalived

5、测试Nginx是否会自动重启

cd /usr/local/nginx/sbin
#停止
./nginx -s stop
#查看进程是否存在
ps -ef|grep nginx

这里我们配置脚本是每隔两秒运行一次，所以手速要快,当然如果你手速不快的话，可以把运行时间加长，就会看到效果。我们已停止nginx，马上查进程是查不到的，过一会再查又有了。

6、加上监控的配置文件

global_defs {
   # 路由id：当前安装keepalived的节点主机标识符，保证全局唯一
   router_id keep_11
}
vrrp_script check_nginx_alive {
    script "/etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh"
    interval 2 # 每隔两秒运行上一行脚本
    weight 10 # 如果脚本运行成功，则升级权重+10
    # weight -10 # 如果脚本运行失败，则升级权重-10
}
vrrp_instance VI_1 {
    # 表示状态是MASTER主机还是备用机BACKUP
    state MASTER
    # 该实例绑定的网卡名称
    interface ens33
    # 保证主备节点一致即可
    virtual_router_id 13
    # 权重，master权重一般高于backup，如果有多个，那就是选举，谁的权重高，谁就当选
    priority 100
    # 主备之间同步检查时间间隔，单位秒
    advert_int 2
    # 认证权限密码，防止非法节点进入
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    # 虚拟出来的ip，可以有多个（vip）
    virtual_ipaddress {
        192.168.192.13
    }
    track_script {
        check_nginx_alive   # 追踪 nginx 脚本
    }
}

13、脑裂问题

我们上面可以看到，MASTER和BACKUP上执行ip addr都可以看到VIP，很明显是有问题的。

数据包抓取看看

安装tcpdump命令（没有的话）

yum install tcpdump
[root@localhost sbin]# tcpdump -i ens33 vrrp -n
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on ens33, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
04:13:38.770655 IP 192.168.192.12 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 13, prio 80, authtype simple, intvl 2s, length 20
04:13:39.484837 IP 192.168.192.11 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 13, prio 110, authtype simple, intvl 2s, length

检查发现 11和12都在对224.0.0.18发送消息。Keepalived使用vrrp组播，默认地址是224.0.0.18.但是在正常情况下，备节点如果收到主节点的心跳消息时，优先级高于自己，就不会主动对外发送消息。

考虑到，该主机启用了firewalld防火墙,因此要防火墙配置放过vrrp协议。

firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT
firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter OUTPUT 0 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT
firewall-cmd --reload

完成后再用ip addr查看，集群已经正常了，只有主节点绑定虚拟IP，备份节点不会绑定了。

tcpdump -i ens33 vrrp -n
[root@localhost sbin]# tcpdump -i ens33 vrrp -n
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on ens33, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
04:25:26.669848 IP 192.168.192.11 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 13, prio 110, authtype simple, intvl 2s, length 20
04:25:28.679560 IP 192.168.192.11 > 224.0.0.18: VRRPv2, Advertisement, vrid 13, prio 110, authtype simple, intvl 2s, length 20

发现12就不会对224.0.0.18发送消息了。

再看ip addr 发现只有11Master才有虚拟IP 13了。

三、实现双主热备

上面实现的是双机主备，也就是有一台备用机其实是浪费了的，所以正常情况下我们会实现双主热备，什么意思呢？就是两台服务器互为主备，也就是有两个vip。然后我们再DNS中配置两个vip即可，DNS会根据轮训策略选取一个vip进行访问，这样就都不会浪费资源啦。

话说配置DNS轮训貌似只有云服务可以配置。比如腾讯云或者阿里云，在配置域名解析的时候，配置两个ip即可。

下面我们在上面双机主备的环境下继续搭建双主热备，这里规划下ip:

#nginx11
192.168.192.11 MASTER
#nginx02
192.168.192.12 BACKUP
然后keepalive用的虚拟ip是
192.168.192.13/192.168.192.14

vip192.168.192.13中我们配置192.168.192.11 MASTER，192.168.192.12 BACKUP，vip192.168.192.14中我们配置192.168.192.11 BACKUP，192.168.192.12 MASTER.

1、192.168.192.11配置文件

global_defs {
   # 路由id：当前安装keepalived的节点主机标识符，保证全局唯一
   router_id keep_11
}
vrrp_script check_nginx_alive {
    script "/etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh"
    interval 2 # 每隔两秒运行上一行脚本
    weight 10 # 如果脚本运行成功，则升级权重+10
    # weight -10 # 如果脚本运行失败，则升级权重-10
}
vrrp_instance VI_1 {
    # 表示状态是MASTER主机还是备用机BACKUP
    state MASTER
    # 该实例绑定的网卡名称
    interface ens33
    # 保证主备节点一致即可
    virtual_router_id 13
    # 权重，master权重一般高于backup，如果有多个，那就是选举，谁的权重高，谁就当选
    priority 100
    # 主备之间同步检查时间间隔，单位秒
    advert_int 2
    # 认证权限密码，防止非法节点进入
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    # 虚拟出来的ip，可以有多个（vip）
    virtual_ipaddress {
        192.168.192.13
    }
    track_script {
        check_nginx_alive   # 追踪 nginx 脚本
    }
}


vrrp_instance VI_2 {
    # 表示状态是MASTER主机还是备用机BACKUP:这里是BACKUP
    state BACKUP
    # 该实例绑定的网卡名称
    interface ens33
    # 保证主备节点一致即可:第二个vip
    virtual_router_id 14
    # 权重：这里是backup
    priority 80
    # 主备之间同步检查时间间隔，单位秒
    advert_int 2
    # 认证权限密码，防止非法节点进入
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    # 虚拟出来的ip，可以有多个（vip）:这里是第二个vip，用户14
    virtual_ipaddress {
        192.168.192.14
    }
    track_script {
        check_nginx_alive   # 追踪 nginx 脚本
    }
}

可以看到有了两个vrrp_instance VI_1和vrrp_instance VI_2，其中 VI_1 对应vip192.168.192.13,该节点为MASTER， VI_2对应vip192.168.192.13,该节点为BACKUP.

2、192.168.192.12配置文件

global_defs {
   # 路由id：当前安装keepalived的节点主机标识符，保证全局唯一
   router_id keep_12
}
vrrp_script check_nginx_alive {
    script "/etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh"
    interval 2 # 每隔两秒运行上一行脚本
    weight 10 # 如果脚本运行成功，则升级权重+10
    # weight -10 # 如果脚本运行失败，则升级权重-10
}
vrrp_instance VI_1 {
    # 表示状态是MASTER主机还是备用机BACKUP
    state BACKUP
    # 该实例绑定的网卡名称
    interface ens33
    # 保证主备节点一致即可
    virtual_router_id 13
    # 权重，master权重一般高于backup，如果有多个，那就是选举，谁的权重高，谁就当选
    priority 80
    # 主备之间同步检查时间间隔，单位秒
    advert_int 2
    # 认证权限密码，防止非法节点进入
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    # 虚拟出来的ip，可以有多个（vip）
    virtual_ipaddress {
        192.168.192.13
    }
    track_script {
        check_nginx_alive   # 追踪 nginx 脚本
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    # 表示状态是MASTER主机还是备用机BACKUP
    state MASTER
    # 该实例绑定的网卡名称
    interface ens33
    # 保证主备节点一致即可
    virtual_router_id 14
    # 权重：这里是MASTER用100
    priority 100
    # 主备之间同步检查时间间隔，单位秒
    advert_int 2
    # 认证权限密码，防止非法节点进入
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    # 虚拟出来的ip，可以有多个（vip）：这里是另一个vip
    virtual_ipaddress {
        192.168.192.14
    }
    track_script {
        check_nginx_alive   # 追踪 nginx 脚本
    }
}

可以看到有了两个vrrp_instance VI_1和vrrp_instance VI_2，其中 VI_1 对应vip192.168.192.13,该节点为BACKUP， VI_2对应vip192.168.192.14,该节点为MASTER.配置刚好跟另一个节点相反。

3、重启

systemctl restart keepalived

注：这里我安装好keepalived并没有将系统配置文件拷贝至系统 etc文件依然可以直接用这个命令，可能是我这个版本比较高的原因，如果发现用不了这个命令，建议拷贝下

cp init.d/keepalived /etc/init.d/
cp sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
#刷新系统服务
systemctl daemon-reload

4、检查

重启后，通过ip addr查看ens33中的ip，根据上面的配置，理论上11上会有11和13,12上会有12和14.

192.168.192.11

inet 192.168.192.11/24 brd 192.168.192.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.192.13/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever

192.168.192.12

inet 192.168.192.12/24 brd 192.168.192.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.192.14/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever

跟预期一样，接下来我们直接在浏览器访问192.168.192.13和192.168.192.14（这里假设已经通过DNS轮训获取了对应的ip）

看结果是跟预期一样的，毕竟配置的13对应11是MASTER,14对应的12是MASTER

5、模拟异常

我们有做健康检测脚本，只要nginx挂了，keepalived会尝试去拉取，拉取失败会kill掉自己，这里就不搞那么复杂，直接把11的keepalived给关了

systemctl stop keepalived

我们再看12的ip，肯定会发现13,14都在

inet 192.168.192.12/24 brd 192.168.192.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.192.14/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.192.13/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever

浏览器访问也会发现只剩下12了。

完结！

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标签: nginx 定时
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