Keepalived+Nginx架构

keepalived是一个类似于layer3、4、7交换机制的软件,也就是我们平时说的第3层、第4层和第7层交换。Keepalived的作用是检测web服务器的状态,如果有一台web服务器、Mysql服务器宕机,或工作出现故障,Keepalived将检测到后,会将有故障的web服务器或者Mysql服务器从系统中剔除,当服务器工作正常后Keepalived自动将web、Mysql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和Mysql服务器。

keepalived的工作方式

keepalived在Layer3、4、7工作在IP/TCP协议栈的IP层,TCP层,及应用层,原理分别如下

  •  layer3:Keepalived使用Layer3的方式工作式时,Keepalived会定期向服务器群中的服务器发送一个ICMP的数据包(既我们平时用的Ping程序),如果发现某台服务的IP地址没有激活,Keepalived便报告这台服务器失效,并将它从服务器群中剔除,这种情况的典型例子是某台服务器被非法关机。Layer3的方式是以服务器的IP地址是否有效作为服务器工作正常与否的标准。

  •  Layer4: Layer4主要以TCP端口的状态来决定服务器工作正常与否。如web server的服务端口一般是80,如果Keepalived检测到80端口没有启动,则Keepalived将把这台服务器从服务器群中剔除。

  •  Layer7:Layer7就是工作在具体的应用层了,比Layer3,Layer4要复杂一点,在网络上占用的带宽也要大一些。Keepalived将根据用户的设定检查服务器程序的URL运行是否正常,如果与用户的设定不相符,则Keepalived将把服务器从服务器群中剔除。

keepalived的工作原理

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(该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip),master会发组播给backup,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。

keepalived配置文件详解:

完整的keepalived的配置文件,其配置文件keepalived.conf可以包含三个文本块:全局定义块、VRRP实例定义块及虚拟服务器定义块。全局定义块和虚拟服务器定义块是必须的,如果在只有一个负载均衡器的场合,就不须VRRP实例定义块。

#全局定义块global_defs {      notification_email {           		     #指定keepalived在发生切换时需要发送email到的邮箱,一行一个         admin@gmail.com	      }	     notification_email_from  localhost	#指定发件人     smtp_server 127.0.0.1      #指定smtp服务器地址     smtp_connect_timeout 3     #指定smtp连接超时时间     router_id LVS_DEVEL        #运行keepalived机器的一个标识}	#监控Nginx进程			vrrp_script	chk_nginx {	    script "/data/script/nginx.sh"   #监控服务脚本地址;    interval 2                   #检测时间间隔(执行脚步间隔)    weight 2	}				#VRRP实例定义块				vrrp_sync_group VG_1{                	#监控多个网段的实例        group {			 	  VI_1                     #实例名  VI_2	 }	 notify_master /data/sh/nginx.sh    #指定当切换到master时,执行的脚本 notify_backup /data/sh/nginx.sh    #指定当切换到backup时,执行的脚本 notify /data/sh/nginx.sh	#发生任何切换,均执行的脚本 smtp_alert                     #使用global_defs中提供的邮件地址和smtp服务器发送邮件通知}		vrrp_instance VI_1 {		state BACKUP            #设置主机状态,MASTER|BACKUPnopreempt          #设置为不抢占interface eth0                  #对外提供服务的网络接口lvs_sync_daemon_inteface eth0       #负载均衡器之间监控接口; track_interface{     #设置额外的监控,网卡出现问题都会切换; eth0	 eth1	}	mcast_src_ip                #发送多播包的地址,如果不设置默认使用绑定网卡的primary ip    garp_master_delay       #在切换到master状态后,延迟进行gratuitous ARP请求    virtual_router_id 50        #VRID标记 ,路由ID,可通过#tcpdump vrrp查看    priority 90                 #优先级,高优先级竞选为master    advert_int 1                #检查间隔,默认1秒    preempt_delay           #抢占延时,默认5分钟    debug                   #debug级别    authentication {        #设置认证        auth_type PASS      #认证方式        auth_pass 22222     #认证密码    }	track_script {     #以脚本为监控chk_nginx;        chk_nginx		    }		    virtual_ipaddress {         #设置vip        192.168.111.188    }}注意:使用了脚本监控Nginx或者MYSQL,不需要如下虚拟服务器设置块。#虚拟服务器定义块virtual_server 192.168.111.188 3306 {    delay_loop 6                   	#健康检查时间间隔    lb_algo rr                     	#调度算法rr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh    lb_kind DR                     	#负载均衡转发规则NAT|DR|RUN    persistence_timeout  5        	#会话保持时间    protocol TCP                   	#使用的协议    real_server 192.168.1.12 3306 {	               weight 1            	#默认为1,0为失效               notify_up   
 | 
 #在检测到server up后执行脚本;               notify_down 
 | 
 #在检测到server down后执行脚本;               TCP_CHECK {               connect_timeout 3    #连接超时时间;               nb_get_retry 3        #重连次数;               delay_before_retry 3  #重连间隔时间;               connect_port 3306   #健康检查的端口的端口;               }              HTTP_GET{              url{                  #检查url,可以指定多个              path /              digest ATM        #检查后的摘要信息              status_code 200       #检查的返回状态码                 }      }}

keepalived+Nginx架构实例:

环境准备:

操作系统 2 台centos6.6
nginx-master 192.168.1.21
nginx-backup 192.168.1.22
vip 192.168.1.190

安装keepalived:

在Nginx-master和Nginx-backup上同时进行:

wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.24.tar.gztar -xf keepalived-1.2.24.tar.gzcd keepalived-1.2.24 ./configure --prefix=/usr/local/keepalivedmake && make installln -s /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/keepalivedln -s /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/bin/keepalivedln -s /usr/local/keepalived/etc/keepalived/ /etc/keepalivedln -s /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/keepalivedchmod +x /etc/init.d/keepalived

修改Nginx-master配置文件:

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalivedglobal_defs {   notification_email {     acassen@firewall.loc   }   notification_email_from localhost   smtp_server 127.0.0.1   smtp_connect_timeout 30   router_id LVS_DEVEL}vrrp_script chk_nginx {script "/usr/local/keepalived/sbin/check_nginx.sh"interval 2weight 2}vrrp_instance VI_1 {    state MASTER    interface eth0    virtual_router_id 51    priority 100    advert_int 1    #设置成非抢占   authentication {    auth_type PASS    auth_pass linux123}virtual_ipaddress {    192.168.1.190}track_script {chk_nginx}}

修改Nginx-backup的配置文件:

! Configuration File for keepalivedglobal_defs {   notification_email {     acassen@firewall.loc   }   notification_email_from localhost   smtp_server 127.0.0.1   smtp_connect_timeout 30   router_id LVS_DEVEL}vrrp_script chk_nginx {        script "/usr/local/keepalived/sbin/check_nginx.sh"        interval 2        weight 2}vrrp_instance VI_1 {    state BACKUP    interface eth0    virtual_router_id 51    #和master相同的优先级    priority 100    advert_int 1    authentication {    auth_type PASS    auth_pass linux123}virtual_ipaddress {    192.168.1.190}track_script {chk_nginx}}

检测脚本:

vim /usr/local/keepalived/sbin/check_nginx.sh #!/bin/bash#num=$(ps -ef|grep nginx|grep -v grep|grep -v check_nginx.sh)if [ "$(ps -ef|grep nginx|grep -v grep|grep -v check_nginx.sh)" == "" ];then        /usr/local/nginx/sbin/nginx        sleep 5        if [ "$(ps -ef|grep nginx|grep -v grep|grep -v check_nginx.sh)" == "" ];then        /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop                fifi

脚本加上可执行权限,不加会报错:

chmod +x /usr/local/keepalived/sbin/check_nginx.sh

验证结果:

上述实验结果,如果nginx-master挂掉之后,keepalived会尝试启动Nginx,如果5秒后没有起来就会关闭Nginx,发生vip漂移到backup上。如果突然ngixn-master起来了,但是只能Nginx-master自动切换成backup。因为我们设置了Nginx-master为nopreempt。

keepalived几种设置状态总结:

  1. 如果状态相同(都是master或者backup),优先级高的为master。

  2. 如果优先级一样,状态是master的就是master。

  3. 两台master,优先级相同,后起的为master。

  4. 两台backup,优先级相同,先起的为master。

  5. 一台master,一台backup,优先级相同,但是将master设置成nopreempt,谁先起谁是master。(生产环境运用)

报错总结:

错误1.

Keepalived_vrrp[8204]: pid 8445 exited with status 32256解决:该脚本没有给权限script "/usr/local/keepalived/sbin/check_nginx.sh"

错误2.

(VI_1): unknown state 'backup', defaulting to BACKUP解决:BACKUP必须要大写

错误3.

Unknown keyword 'track_script{'解决:在track_script和{之间留个空格就好了