天天看点

Nginx+Keepalived实现站点高可用1. Keepalived介绍2. keepalived实现nginx高可用3. 测试

公司内部 oa 系统要做线上高可用,避免单点故障,所以计划使用2台虚拟机通过 keepalived 工具来实现 nginx 的高可用(high avaiability),达到一台nginx入口服务器宕机,另一台备机自动接管服务的效果。(nginx做反向代理,实现后端应用服务器的负载均衡)快速搭建请直接跳至 第2节。

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。

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。

Nginx+Keepalived实现站点高可用1. Keepalived介绍2. keepalived实现nginx高可用3. 测试
heartbeat、corosync、keepalived这三个集群组件我们到底选哪个好,首先我想说明的是,heartbeat、corosync是属于同一类型,keepalived与heartbeat、corosync,根本不是同一类型的。keepalived使用的vrrp协议方式,虚拟路由冗余协议 (virtual router redundancy protocol,简称vrrp);heartbeat或corosync是基于主机或网络服务的高可用方式;简单的说就是,keepalived的目的是模拟路由器的高可用,heartbeat或corosync的目的是实现service的高可用。 所以一般keepalived是实现前端高可用,常用的前端高可用的组合有,就是我们常见的lvs+keepalived、nginx+keepalived、haproxy+keepalived。而heartbeat或corosync是实现服务的高可用,常见的组合有heartbeat v3(corosync)+pacemaker+nfs+httpd 实现web服务器的高可用、heartbeat v3(corosync)+pacemaker+nfs+mysql 实现mysql服务器的高可用。总结一下,keepalived中实现轻量级的高可用,一般用于前端高可用,且不需要共享存储,一般常用于两个节点的高可用。而heartbeat(或corosync)一般用于服务的高可用,且需要共享存储,一般用于多节点的高可用。这个问题我们说明白了。 又有博友会问了,那heartbaet与corosync我们又应该选择哪个好啊,我想说我们一般用corosync,因为corosync的运行机制更优于heartbeat,就连从heartbeat分离出来的pacemaker都说在以后的开发当中更倾向于corosync,所以现在corosync+pacemaker是最佳组合。

keepalived可以认为是vrrp协议在linux上的实现,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。本文基于如下的拓扑图:

我的环境是centos 6.2 x86_64,直接通过yum方式安装最简单:

该脚本检测ngnix的运行状态,并在nginx进程不存在时尝试重新启动ngnix,如果启动失败则停止keepalived,准备让其它机器接管。

<code>/etc/keepalived/check_nginx.sh</code> :

你也可以根据自己的业务需求,总结出在什么情形下关闭keepalived,如 curl 主页连续2个5s没有响应则切换:

在其它备机backup上,只需要改变 <code>state master</code> -&gt; <code>state backup</code>,<code>priority 101</code> -&gt; <code>priority 100</code>,<code>mcast_src_ip 172.29.88.224</code> -&gt; <code>mcast_src_ip 172.29.88.225</code>即可。

global_defs

<code>notification_email</code> : 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。

<code>router_id</code> : 机器标识,通常可设为hostname。故障发生时,邮件通知会用到

vrrp_instance

<code>state</code> : 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

<code>interface</code> : 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

<code>mcast_src_ip</code> : 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

<code>virtual_router_id</code> : 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

<code>priority</code> : 设置本节点的优先级,优先级高的为master

<code>advert_int</code> : 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

<code>authentication</code> : 定义认证方式和密码,主从必须一样

<code>virtual_ipaddress</code> : 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

<code>track_script</code> : 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

<code>script</code> : 自己写的检测脚本。也可以是一行命令如<code>killall -0 nginx</code>

<code>interval 2</code> : 每2s检测一次

<code>weight -5</code> : 检测失败(脚本返回非0)则优先级 -5

<code>fall 2</code> : 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)

<code>rise 1</code> : 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:

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

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,<code>killall -0 nginx</code>属于第1种情况,<code>/etc/keepalived/check_nginx.sh</code>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:

优先级不会不断的提高或者降低

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)

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

在master节点的 vrrp_instance 中 配置 <code>nopreempt</code> ,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。 <code>notify</code> 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。

notify

当然nginx没有什么可配置的,因为它与keepalived并没有联系。但记住,2台nginx服务器上的配置应该是完全一样的(rsync同步),这样才能做到对用户透明,nginx.conf 里面的 <code>server_name</code> 尽量使用域名来代替,然后dns解析这个域名到虚拟ip 172.29.88.222。

根据上面的配置,初始化状态:172.29.88.224 (itoatest1,master,101),172.29.88.222(itoatest2,backup,100),nginx和keepalived都启动,虚拟ip 172.29.88.222 在 itoatest1 上:

浏览器访问 172.29.88.222 或域名,ok。

直接关闭 itoatest1 上的nginx:<code>/usr/local/nginx-1.6/sbin/nginx -s stop</code>:

vip消失,漂移到 itoatest2:

Nginx+Keepalived实现站点高可用1. Keepalived介绍2. keepalived实现nginx高可用3. 测试

同时可以看到两台服务器上 <code>/var/log/messages</code>:

你也可以通过在两台服务器上抓包来查看 优先级priority 的变化:

Nginx+Keepalived实现站点高可用1. Keepalived介绍2. keepalived实现nginx高可用3. 测试

继续阅读