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Keepalived實(shí)現(xiàn)Nginx負(fù)載均衡高可用的方法

發(fā)布時(shí)間：2020-08-01 14:53:49 來源：億速云 閱讀：202 作者：小豬 欄目：服務(wù)器

這篇文章主要講解了Keepalived實(shí)現(xiàn)Nginx負(fù)載均衡高可用的方法，內(nèi)容清晰明了，對(duì)此有興趣的小伙伴可以學(xué)習(xí)一下，相信大家閱讀完之后會(huì)有幫助。

第一章：keepalived介紹

VRRP協(xié)議
目的就是為了解決靜態(tài)路由單點(diǎn)故障問題的

第二章： keepalived工作原理

2.1 作為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的高可用功能(failover)

keepalived高可用功能實(shí)現(xiàn)的基本原理為:
兩臺(tái)主機(jī)同時(shí)安裝好keepalived軟件并啟動(dòng)服務(wù),開始正常工作時(shí)
角色為Master的主機(jī)獲得所有資源并對(duì)用戶提供服務(wù)
角色為Backup的主機(jī)作為Master主機(jī)的熱備;

當(dāng)角色為Master的主機(jī)失效或出現(xiàn)故障時(shí)
角色為Backup的主機(jī)將自動(dòng)接管Master主機(jī)的所有工作,包括接管VIP資源及相應(yīng)資源服務(wù)

而當(dāng)角色為Master的主機(jī)故障修復(fù)后,又會(huì)自動(dòng)接管回他原來處理的工作
角色為Backup的主機(jī)則同時(shí)釋放Master主機(jī)失效時(shí)他接管的工作
此時(shí),兩臺(tái)主機(jī)將恢復(fù)到啟動(dòng)時(shí)各自的原始角色及工作狀態(tài)

2.2 什么是VRRP
VRRP,全稱Virtual Router Redundancy Protocol,中文名為虛擬路由冗余協(xié)議
 VRRP的出現(xiàn)就是為了解決靜態(tài)路由的單點(diǎn)故障問題
 VRRP是通過一種競(jìng)選機(jī)制來將路由的任務(wù)交給某臺(tái)VRRP路由器的.

VRRP通過競(jìng)選機(jī)制來實(shí)現(xiàn)虛擬路由器的功能,所有的協(xié)議報(bào)文都是通過IP多播(Multicast)包(默認(rèn)的多播地址224.0.0.18)形式發(fā)送的
 虛擬路由器由VRID(范圍0-255)和一組IP地址組成,對(duì)外表現(xiàn)為一個(gè)周知的MAC地址,:00-00-5E-00-01-{VRID}.
 所以,在一個(gè)虛擬路由器中,不管誰(shuí)是Master,對(duì)外都是相同的MAC和IP(稱之為VIP).
 客戶端主機(jī)并不需要因Master的改變修改自己的路由配置.對(duì)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(huì)一直發(fā)送VRRP廣播包,此時(shí)Backup不會(huì)搶占Master
 當(dāng)Master不可用時(shí),Backup就收不到來自Master的廣播包了,此時(shí)多臺(tái)Backup中優(yōu)先級(jí)最高的路由器會(huì)搶占為Master.
 這種搶占是非?？焖俚?可能只有1秒甚至更少),以保證服務(wù)的連續(xù)性,處于安全性考慮,VRRP數(shù)據(jù)包使用了加密協(xié)議進(jìn)行了加密.

2.3 面試的時(shí)候怎么說
解答:
keepalived高可用對(duì)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余協(xié)議,VRRP的出現(xiàn)是為了解決靜態(tài)路由的單點(diǎn)故障,
2)VRRP是通過一種競(jìng)選協(xié)議來將路由任務(wù)交給某臺(tái)VRRP路由器的,
3)VRRP用IP多播的方式,(默認(rèn)多播地址(224.0.0.18))實(shí)現(xiàn)高可用對(duì)之間通信.
4)工作時(shí)主節(jié)點(diǎn)發(fā)包,備節(jié)點(diǎn)接包,當(dāng)備節(jié)點(diǎn)接收不到主節(jié)點(diǎn)發(fā)的包的時(shí)候,就啟動(dòng)接管程序接管主節(jié)點(diǎn)的資源.備節(jié)點(diǎn)可以有多個(gè),通過優(yōu)先級(jí)競(jìng)選,但一般keepalived系統(tǒng)運(yùn)維工作中都是一對(duì).
5)VRRP使用了加密協(xié)議加密數(shù)據(jù),但keepalived官方目前還是推薦用明文的方式配置認(rèn)證類型和密碼.
介紹完了VRRP,接下來我在介紹一下keepalived服務(wù)的工作原理;
keepalived高可用對(duì)之間是通過VRRP進(jìn)行通信的,VRRP是通過競(jìng)選機(jī)制來確定主備的,主的優(yōu)先級(jí)高于備,因此,工作時(shí)會(huì)優(yōu)先獲得所有的資源,備節(jié)點(diǎn)處于等待狀態(tài),當(dāng)主掛了的時(shí)候,備節(jié)點(diǎn)就會(huì)接管主節(jié)點(diǎn)的資源,然后頂替主節(jié)點(diǎn)對(duì)外提供服務(wù).
在keepalived服務(wù)對(duì)之間,只有作為主的服務(wù)器會(huì)一直發(fā)送VRRP廣播包,告訴備他還活著,此時(shí)備不會(huì)搶占主,當(dāng)主不可用時(shí),即備監(jiān)聽不到主發(fā)送的廣播包時(shí),就會(huì)啟動(dòng)相關(guān)服務(wù)接管資源,保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性,接管速度最快可以小于一秒

第三章： VRRP協(xié)議
VRRP通過競(jìng)選機(jī)制來實(shí)現(xiàn)虛擬路由器的功能
所有的協(xié)議報(bào)文都是通過IP多播(Multicast)包
默認(rèn)的多播地址224.0.0.18

VIP前提條件：
1.虛擬公網(wǎng)IP必須是真實(shí)可用的
2.虛擬公網(wǎng)IP不能重復(fù)
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(shè)置路由ID，每個(gè)主機(jī)不一樣
} 

vrrp_instance VI_1 { #設(shè)置VRRP組名，同一組組名相同
  state MASTER  #設(shè)置角色狀態(tài)，分為MASTER BACKUP
    interface eth0 #VIP綁定的網(wǎng)卡
    virtual_router_id 50 #虛擬路由id，同一組一樣
    priority 150 #權(quán)重，權(quán)重越高，優(yōu)先級(jí)越高
    advert_int 1 #發(fā)送組播間隔
    authentication { #設(shè)置驗(yàn)證，密碼為明文
      auth_type PASS 
      auth_pass 1111 
    }
    virtual_ipaddress { #設(shè)定的虛擬IP，這個(gè)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(dòng)

systemctl start keepalived

6.測(cè)試
關(guān)掉任意一臺(tái)，觀察VIP是否會(huì)漂移
恢復(fù)MASTER觀察BACKUP的VIP是否會(huì)消失

第五章：腦裂現(xiàn)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(gè)終端，然后開啟防火墻

systemctl start firewalld.service

4.lb02觀察抓包現(xiàn)象
觀察是否兩邊都有VIP

5.添加放行規(guī)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 eth2 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT
systemctl reload firewalld

6.lb02觀察抓包現(xiàn)象
觀察是否兩邊都有VIP

第六章：keepalived雙主實(shí)驗(yàn)
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并觀察現(xiàn)象

systemctl restart keepalived

第七章：keepalived結(jié)合nginx反向代理負(fù)載均衡
lb服務(wù)器的Nginx配置：
注意！兩臺(tái)lb服務(wù)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(cè)試并重啟nginx

nginx -t
systemctl restart nginx

lb服務(wù)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(wù)器配置：

注意！兩臺(tái)web服務(wù)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(cè)試文件

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

第八章： 防裂腦腳本

1.問題現(xiàn)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(gè)腳本

  • 啟動(dòng)nginx
  • 如果啟動(dòng)2次都失敗了，停掉自己的keepalived

2.keepalived定時(shí)去調(diào)用這個(gè)腳本

3.實(shí)現(xiàn)：

1.命令如何實(shí)現(xiàn)

systemctl start nginx

2.檢查nginx進(jìn)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(nèi)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(diào)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(gè)問題：腦裂問題
兩邊都有VIP

現(xiàn)象：
2邊都有VIP
2邊Nginx都活著

對(duì)面的MASTER的Nginx還活著

curl -I -s -w "%{http_code}\n" -o /dev/null 10.0.0.5

但是我又有了VIP

ip a |grep "10.0.0.3"|wc -l

我就把自己干掉

systemctl stop nginx 
systemctl stop keepalived

腳本內(nèi)容：

[root@lb02 /server/scripts]# cat check_vip.sh 

#!/bin/bash

master_status=$(curl -I -s -w "%{http_code}\n" -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
  }
}

看完上述內(nèi)容，是不是對(duì)Keepalived實(shí)現(xiàn)Nginx負(fù)載均衡高可用的方法有進(jìn)一步的了解，如果還想學(xué)習(xí)更多內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。

向AI問一下細(xì)節(jié)

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