Nginx+Keepalived實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)高可用
公司內(nèi)部 OA 系統(tǒng)要做線上高可用，避免單點(diǎn)故障，所以計(jì)劃使用2臺(tái)虛擬機(jī)通過(guò) Keepalived 工具來(lái)實(shí)現(xiàn) nginx 的高可用（High Avaiability），達(dá)到一臺(tái)nginx入口服務(wù)器宕機(jī)，另一臺(tái)備機(jī)自動(dòng)接管服務(wù)的效果。（nginx做反向代理，實(shí)現(xiàn)后端應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載均衡）快速搭建請(qǐng)直接跳至 第2節(jié)。
Keepalived是一個(gè)基于VRRP協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)的服務(wù)高可用方案，可以利用其來(lái)避免IP單點(diǎn)故障，類似的工具還有heartbeat、corosync、pacemaker。但是它一般不會(huì)單獨(dú)出現(xiàn)，而是與其它負(fù)載均衡技術(shù)（如lvs、haproxy、nginx）一起工作來(lái)達(dá)到集群的高可用。
VRRP全稱 Virtual Router Redundancy Protocol，即虛擬路由冗余協(xié)議?？梢哉J(rèn)為它是實(shí)現(xiàn)路由器高可用的容錯(cuò)協(xié)議，即將N臺(tái)提供相同功能的路由器組成一個(gè)路由器組(Router Group)，這個(gè)組里面有一個(gè)master和多個(gè)backup，但在外界看來(lái)就像一臺(tái)一樣，構(gòu)成虛擬路由器，擁有一個(gè)虛擬IP（vip，也就是路由器所在局域網(wǎng)內(nèi)其他機(jī)器的默認(rèn)路由），占有這個(gè)IP的master實(shí)際負(fù)責(zé)ARP相應(yīng)和轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包，組中的其它路由器作為備份的角色處于待命狀態(tài)。master會(huì)發(fā)組播消息，當(dāng)backup在超時(shí)時(shí)間內(nèi)收不到vrrp包時(shí)就認(rèn)為master宕掉了，這時(shí)就需要根據(jù)VRRP的優(yōu)先級(jí)來(lái)選舉一個(gè)backup當(dāng)master，保證路由器的高可用。
在VRRP協(xié)議實(shí)現(xiàn)里，虛擬路由器使用 00-00-5E-00-01-XX 作為虛擬MAC地址，XX就是唯一的 VRID （Virtual Router IDentifier），這個(gè)地址同一時(shí)間只有一個(gè)物理路由器占用。在虛擬路由器里面的物理路由器組里面通過(guò)多播IP地址 224.0.0.18 來(lái)定時(shí)發(fā)送通告消息。每個(gè)Router都有一個(gè) 1-255 之間的優(yōu)先級(jí)別，級(jí)別最高的（highest priority）將成為主控（master）路由器。通過(guò)降低master的優(yōu)先權(quán)可以讓處于backup狀態(tài)的路由器搶占（pro-empt）主路由器的狀態(tài)，兩個(gè)backup優(yōu)先級(jí)相同的IP地址較大者為master，接管虛擬IP。
直接摘抄自http://www.linuxidc.com/Linux/2013-08/89227.htm：
Heartbeat、Corosync、Keepalived這三個(gè)集群組件我們到底選哪個(gè)好，首先我想說(shuō)明的是，Heartbeat、Corosync是屬于同一類型，Keepalived與Heartbeat、Corosync，根本不是同一類型的。Keepalived使用的vrrp協(xié)議方式，虛擬路由冗余協(xié)議 (Virtual Router Redundancy Protocol，簡(jiǎn)稱VRRP)；Heartbeat或Corosync是基于主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的高可用方式；簡(jiǎn)單的說(shuō)就是，Keepalived的目的是模擬路由器的高可用，Heartbeat或Corosync的目的是實(shí)現(xiàn)Service的高可用。
所以一般Keepalived是實(shí)現(xiàn)前端高可用，常用的前端高可用的組合有，就是我們常見(jiàn)的LVS+Keepalived、Nginx+Keepalived、HAproxy+Keepalived。而Heartbeat或Corosync是實(shí)現(xiàn)服務(wù)的高可用，常見(jiàn)的組合有Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+Httpd 實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)器的高可用、Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+MySQL 實(shí)現(xiàn)MySQL服務(wù)器的高可用?？偨Y(jié)一下，Keepalived中實(shí)現(xiàn)輕量級(jí)的高可用，一般用于前端高可用，且不需要共享存儲(chǔ)，一般常用于兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的高可用。而Heartbeat(或Corosync)一般用于服務(wù)的高可用，且需要共享存儲(chǔ)，一般用于多節(jié)點(diǎn)的高可用。這個(gè)問(wèn)題我們說(shuō)明白了。
又有博友會(huì)問(wèn)了，那heartbaet與corosync我們又應(yīng)該選擇哪個(gè)好啊，我想說(shuō)我們一般用corosync，因?yàn)閏orosync的運(yùn)行機(jī)制更優(yōu)于heartbeat，就連從heartbeat分離出來(lái)的pacemaker都說(shuō)在以后的開(kāi)發(fā)當(dāng)中更傾向于corosync，所以現(xiàn)在corosync+pacemaker是最佳組合。
keepalived可以認(rèn)為是VRRP協(xié)議在Linux上的實(shí)現(xiàn)，主要有三個(gè)模塊，分別是core、check和vrrp。core模塊為keepalived的核心，負(fù)責(zé)主進(jìn)程的啟動(dòng)、維護(hù)以及全局配置文件的加載和解析。check負(fù)責(zé)健康檢查，包括常見(jiàn)的各種檢查方式。vrrp模塊是來(lái)實(shí)現(xiàn)VRRP協(xié)議的。本文基于如下的拓?fù)鋱D：
+-------------+
|uplink|
+-------------+
|
+
MASTER? ? ? ? ? ? keep|alived? ? ? ? BACKUP
172.29.88.224? ? ? 172.29.88.222? ? ? 172.29.88.225
+-------------+? ? +-------------+? ? +-------------+
|nginx01|----|virtualIP|----|nginx02|
+-------------+? ? +-------------+? ? +-------------+
|
+------------------+------------------+
|||
+-------------+? ? +-------------+? ? +-------------+
|web01||web02||web03|
+-------------+? ? +-------------+? ? +-------------+
2. keepalived實(shí)現(xiàn)nginx高可用
我的環(huán)境是CentOS 6.2 X86_64，直接通過(guò)yum方式安裝最簡(jiǎn)單：
# yum install -y keepalived
# keepalived -v
Keepalived v1.2.13(03/19,2015)
該腳本檢測(cè)ngnix的運(yùn)行狀態(tài)，并在nginx進(jìn)程不存在時(shí)嘗試重新啟動(dòng)ngnix，如果啟動(dòng)失敗則停止keepalived，準(zhǔn)備讓其它機(jī)器接管。
/etc/keepalived/check_nginx.sh：
#!/bin/bash
counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc-l)
if["${counter}"="0"];then
/usr/local/bin/nginx
sleep 2
counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc-l)
if["${counter}"="0"];then
/etc/init.d/keepalived stop
fi
fi
你也可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求，總結(jié)出在什么情形下關(guān)閉keepalived，如 curl 主頁(yè)連續(xù)2個(gè)5s沒(méi)有響應(yīng)則切換：
#!/bin/bash
# curl -IL http://localhost/member/login.htm
# curl --data "memberName=fengkan&password=22" http://localhost/member/login.htm
count = 0
for(( k=0; k<2; k++ ))
do
check_code=$( curl --connect-timeout 3-sL -w"%{http_code}\\n"http://localhost/login.html -o /dev/null )
if["$check_code"!="200"];then
count = count +1
continue
else
count = 0
break
fi
done
if["$count"!="0"];then
#? /etc/init.d/keepalived stop
exit1
else
exit0
fi
! Configuration File for keepalived
global_defs{
notification_email {
zhouxiao@example.com
itsection@example.com
}
notification_email_fromitsection@example.com
smtp_server mail.example.com
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_scriptchk_nginx{
#? ? script "killall -0 nginx"
script"/etc/keepalived/check_nginx.sh"
interval2
weight -5
fall3
rise2
}
vrrp_instanceVI_1{
state MASTER
interface eth0
mcast_src_ip172.29.88.224
virtual_router_id51
priority101
advert_int2
authentication {
auth_typePASS
auth_pass1111
}
virtual_ipaddress{
172.29.88.222
}
track_script{
chk_nginx
}
}
在其它備機(jī)BACKUP上，只需要改變state MASTER->state BACKUP，priority 101->priority 100，mcast_src_ip 172.29.88.224->mcast_src_ip 172.29.88.225即可。
service keepalived restart
global_defs
notification_email： keepalived在發(fā)生諸如切換操作時(shí)需要發(fā)送email通知地址，后面的 smtp_server 相比也都知道是郵件服務(wù)器地址。也可以通過(guò)其它方式報(bào)警，畢竟郵件不是實(shí)時(shí)通知的。
router_id： 機(jī)器標(biāo)識(shí)，通常可設(shè)為hostname。故障發(fā)生時(shí)，郵件通知會(huì)用到
vrrp_instance
state： 指定instance(Initial)的初始狀態(tài)，就是說(shuō)在配置好后，這臺(tái)服務(wù)器的初始狀態(tài)就是這里指定的，但這里指定的不算，還是得要通過(guò)競(jìng)選通過(guò)優(yōu)先級(jí)來(lái)確定。如果這里設(shè)置為MASTER，但如若他的優(yōu)先級(jí)不及另外一臺(tái)，那么這臺(tái)在發(fā)送通告時(shí)，會(huì)發(fā)送自己的優(yōu)先級(jí)，另外一臺(tái)發(fā)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)不如自己的高，那么他會(huì)就回?fù)屨紴镸ASTER
interface： 實(shí)例綁定的網(wǎng)卡，因?yàn)樵谂渲锰摂MIP的時(shí)候必須是在已有的網(wǎng)卡上添加的
mcast_src_ip： 發(fā)送多播數(shù)據(jù)包時(shí)的源IP地址，這里注意了，這里實(shí)際上就是在那個(gè)地址上發(fā)送VRRP通告，這個(gè)非常重要，一定要選擇穩(wěn)定的網(wǎng)卡端口來(lái)發(fā)送，這里相當(dāng)于heartbeat的心跳端口，如果沒(méi)有設(shè)置那么就用默認(rèn)的綁定的網(wǎng)卡的IP，也就是interface指定的IP地址
virtual_router_id： 這里設(shè)置VRID，這里非常重要，相同的VRID為一個(gè)組，他將決定多播的MAC地址
priority： 設(shè)置本節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)高的為master
advert_int： 檢查間隔，默認(rèn)為1秒。這就是VRRP的定時(shí)器，MASTER每隔這樣一個(gè)時(shí)間間隔，就會(huì)發(fā)送一個(gè)advertisement報(bào)文以通知組內(nèi)其他路由器自己工作正常
authentication： 定義認(rèn)證方式和密碼，主從必須一樣
virtual_ipaddress： 這里設(shè)置的就是VIP，也就是虛擬IP地址，他隨著state的變化而增加刪除，當(dāng)state為master的時(shí)候就添加，當(dāng)state為backup的時(shí)候刪除，這里主要是有優(yōu)先級(jí)來(lái)決定的，和state設(shè)置的值沒(méi)有多大關(guān)系，這里可以設(shè)置多個(gè)IP地址
track_script： 引用VRRP腳本，即在 vrrp_script 部分指定的名字。定期運(yùn)行它們來(lái)改變優(yōu)先級(jí)，并最終引發(fā)主備切換。
vrrp_script
告訴 keepalived 在什么情況下切換，所以尤為重要。可以有多個(gè) vrrp_script
script： 自己寫的檢測(cè)腳本。也可以是一行命令如killall -0 nginx
interval 2： 每2s檢測(cè)一次
weight -5： 檢測(cè)失?。_本返回非0）則優(yōu)先級(jí) -5
fall 2： 檢測(cè)連續(xù) 2 次失敗才算確定是真失敗。會(huì)用weight減少優(yōu)先級(jí)（1-255之間）
rise 1： 檢測(cè) 1 次成功就算成功。但不修改優(yōu)先級(jí)
這里要提示一下script一般有2種寫法：
通過(guò)腳本執(zhí)行的返回結(jié)果，改變優(yōu)先級(jí)，keepalived繼續(xù)發(fā)送通告消息，backup比較優(yōu)先級(jí)再?zèng)Q定
腳本里面檢測(cè)到異常，直接關(guān)閉keepalived進(jìn)程，backup機(jī)器接收不到advertisement會(huì)搶占IP
上文 vrrp_script 配置部分，killall -0 nginx屬于第1種情況，/etc/keepalived/check_nginx.sh屬于第2種情況（腳本中關(guān)閉keepalived）。個(gè)人更傾向于通過(guò)shell腳本判斷，但有異常時(shí)exit 1，正常退出exit 0，然后keepalived根據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整的 vrrp_instance 優(yōu)先級(jí)選舉決定是否搶占VIP：
如果腳本執(zhí)行結(jié)果為0，并且weight配置的值大于0，則優(yōu)先級(jí)相應(yīng)的增加
如果腳本執(zhí)行結(jié)果非0，并且weight配置的值小于0，則優(yōu)先級(jí)相應(yīng)的減少
其他情況，原本配置的優(yōu)先級(jí)不變，即配置文件中priority對(duì)應(yīng)的值。
提示：
優(yōu)先級(jí)不會(huì)不斷的提高或者降低
可以編寫多個(gè)檢測(cè)腳本并為每個(gè)檢測(cè)腳本設(shè)置不同的weight（在配置中列出就行）
不管提高優(yōu)先級(jí)還是降低優(yōu)先級(jí)，最終優(yōu)先級(jí)的范圍是在[1,254]，不會(huì)出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)小于等于0或者優(yōu)先級(jí)大于等于255的情況
在MASTER節(jié)點(diǎn)的 vrrp_instance 中 配置nopreempt，當(dāng)它異?；謴?fù)后，即使它 prio 更高也不會(huì)搶占，這樣可以避免正常情況下做無(wú)謂的切換
以上可以做到利用腳本檢測(cè)業(yè)務(wù)進(jìn)程的狀態(tài)，并動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)先級(jí)從而實(shí)現(xiàn)主備切換。
配置結(jié)束
在默認(rèn)的keepalive.conf里面還有 virtual_server,real_server 這樣的配置，我們這用不到，它是為lvs準(zhǔn)備的。notify可以定義在切換成MASTER或BACKUP時(shí)執(zhí)行的腳本，如有需求請(qǐng)自行g(shù)oogle。
notify
當(dāng)然nginx沒(méi)有什么可配置的，因?yàn)樗ckeepalived并沒(méi)有聯(lián)系。但記住，2臺(tái)nginx服務(wù)器上的配置應(yīng)該是完全一樣的（rsync同步），這樣才能做到對(duì)用戶透明，nginx.conf 里面的server_name盡量使用域名來(lái)代替，然后dns解析這個(gè)域名到虛擬IP 172.29.88.222。
更多關(guān)于nginx內(nèi)容配置請(qǐng)參考這里。
根據(jù)上面的配置，初始化狀態(tài)：172.29.88.224 (itoatest1,MASTER,101)，172.29.88.222（itoatest2,BACKUP,100），nginx和keepalived都啟動(dòng)，虛擬IP 172.29.88.222 在 itoatest1 上：
# 使用ip命令配置的地址，ifconfig查看不了
[root@itoatest1 nginx-1.6]# ip a|grep eth0
2: eth0:mtu1500qdisc pfifo_faststateUP qlen1000
inet172.29.88.224/24brd172.29.88.255scopeglobaleth0
inet172.29.88.222/32scopeglobaleth0
瀏覽器訪問(wèn) 172.29.88.222 或域名，OK。
直接關(guān)閉 itoatest1 上的nginx：/usr/local/nginx-1.6/sbin/nginx -s stop：
[root@localhost keepalived]# ip a|grep eth0
2: eth0:mtu1500qdisc pfifo_faststateUP qlen1000
inet172.29.88.224/24brd172.29.88.255scopeglobaleth0
vip消失，漂移到 itoatest2：
同時(shí)可以看到兩臺(tái)服務(wù)器上/var/log/messages：
##itoatest1
Jun5 16:44:01itoatest1Keepalived_vrrp[44875]:VRRP_Instance(VI_1)SendinggratuitousARPsoneth0for172.29.88.222
Jun5 16:44:06itoatest1Keepalived_vrrp[44875]:VRRP_Instance(VI_1)SendinggratuitousARPsoneth0for172.29.88.222
Jun5 16:44:46itoatest1Keepalived_vrrp[44875]:VRRP_Script(chk_nginx)failed
Jun5 16:44:48itoatest1Keepalived_vrrp[44875]:VRRP_Instance(VI_1)Receivedhigherprioadvert
Jun5 16:44:48itoatest1Keepalived_vrrp[44875]:VRRP_Instance(VI_1)EnteringBACKUPSTATE
Jun5 16:44:48itoatest1Keepalived_vrrp[44875]:VRRP_Instance(VI_1)removingprotocolVIPs.
Jun5 16:44:48itoatest1Keepalived_healthcheckers[44874]:NetlinkreflectorreportsIP172.29.88.222removed
##itoatest2
Jun5 16:44:00itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)TransitiontoMASTERSTATE
Jun5 16:44:00itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)Receivedhigherprioadvert
Jun5 16:44:00itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)EnteringBACKUPSTATE
Jun5 16:44:48itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)forcinganewMASTERelection
Jun5 16:44:48itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)forcinganewMASTERelection
Jun5 16:44:49itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)TransitiontoMASTERSTATE
Jun5 16:44:50itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)EnteringMASTERSTATE
Jun5 16:44:50itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)settingprotocolVIPs.
Jun5 16:44:50itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)SendinggratuitousARPsoneth0for172.29.88.222
Jun5 16:44:50itoatest2Keepalived_healthcheckers[35554]:NetlinkreflectorreportsIP172.29.88.222added
Jun5 16:44:55itoatest2Keepalived_vrrp[35555]:VRRP_Instance(VI_1)SendinggratuitousARPsoneth0for172.29.88.222
你也可以通過(guò)在兩臺(tái)服務(wù)器上抓包來(lái)查看 優(yōu)先級(jí)priority 的變化：
1
2
3
##itoatest1上
## 直接輸出，或后加-witoatest-kl.cap存入文件用wireshark查看
#tcpdump-vvv-n-ieth0dst224.0.0.18andsrc172.29.88.224
參考
使用Keepalived實(shí)現(xiàn)Nginx高可用性
High Availability Support Based on keepalived
nginx+keepalived實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備的高可用
LVS原理詳解及部署之五：LVS+keepalived實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡&高可用
