ngnix+keepalived 实现N主高可用负载均衡web群集

ngnix+keepalived 实现N主高可用负载均衡web群集

 

思路：
总结一下最近学习的nginx+keepalived 的负载均衡架构，发现linux的群集系统都是负载均衡层加服务器群组层，实现负载均衡高可用的话就需要一主一备，备的那台机就空闲了，为了合理使用资源,想通过keepalived把备用的也当做web服务器,当主的挂掉后，备的接管负载均衡任务。（想实现类似 于windowns的NLB群集)


原理：
各台nginx用80端口做负载均衡，81端口提供web服务，通过keepalived将全部服务器做高可用。
当master挂掉后，backup服务器通过优先级选举新的master接管vip,新的master使用80端口做负载，继续访问其他服务器群的81端口，把自己的web服务（81端口)备用。
修复好的服务器，要上线成为master就把keepalived的优先级设高点，只加入提供web服务就把优先级设置得比现有master低即可。

缺点：
每台服务器都要公网ip,如果只使用一个公网ip（做VIP)，就要在路由器上指定到这个ip的静态路由
中心交换机负荷重，数据流：client->master:80->web1:81->master->client

注意：真实环境还是大多会用前端负载均衡的架构，两台负载均衡器做高可用。

 

实验步骤：
Server 1
Eth0: 192.168.1.1/24
Server 2
Eth0:192.168.1.2/24
Server 3
Eth0: 192.168.1.10/24
Server 4
Eth0: 192.168.1.11/24

软件：
Nginx 1.22
Keepalived v1.1.19

安装过程：
网上大把。

需要配置的文件:
/etc/keepalived/keepalived.conf
/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
 

设置好一台服务器的配置文件，可以使用scp 命令复制到其他服务器里:

scp /usr/local/nginx/conf/nginx.conf 192.168.1.2:/usr/local/nginx/conf/ 

scp /etc/keepalived/keepalived.conf 192.168.1.2:/etc/keepalived/ 

.....

开始配置nginx Server 1 的/usr/local/nginx/conf/nginx.conf文件如下：

#运行用户 

    user  www www; 

#启动进程,通常设置成和cpu的数量相等 

    worker_processes  1;   

#最好与ulimit -n的值保持一致 

    worker_rlimit_nofile 65535; 

 

#全局错误日志及PID文件 

    #error_log  logs/error.log; 

    #error_log  logs/error.log  notice; 

    #error_log  logs/error.log  info; 

    #pid        logs/nginx.pid; 

 

#google加速 

google_perftools_profiles /tmp/tcmalloc; 

 

#工作模式及连接数上限 

  events { 

    worker_connections  65535; 

#epoll是多路复用IO(I/O Multiplexing)中的一种方式,但是仅用于linux2.6以上内核,可以大大提高nginx的性能 

    use epoll; 

   } 

 

#设定http服务器，利用它的方向代理功能提供负载均衡 

  http { 

#设定mime类型，类型由mime.type文件定义 

    include       mime.types; 

    default_type  application/octet-stream; 

#隐藏nginx版本 

server_tokens off; 

 

# 设定日志格式 

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ' 

                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" ' 

                 '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"'; 

#使用日志格式 

    access_log  logs/access.log  main; 

 

#允许客户端请求的最大单文件字节数 

        client_max_body_size 10m; 

##缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数， 

        client_body_buffer_size 128k; 

 

#防止网络阻塞 

    #tcp_nopush     on; 

#sendfile 指令指定 nginx 是否调用 sendfile 函数（zero copy 方式）来输出文件，对于普通应用， 

#必须设为 on,如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为 off，以平衡磁盘与网络I/O处理速度，降低系统的uptime. 

    sendfile on; 

#连接超时时间 

    keepalive_timeout  65; 

#允许客户端请求的最大单文件字节数 

##缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数， 

#开启gzip压缩  

    gzip  on; 

#设置允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头得content-length中进行获取。默认值是0，不管页面多大都压缩。>建议设置大于1k的字节数，小于1k可能会越压越大。 

    gzip_min_length 1k; 

#设置系统获取几个单位的缓存用于存储gzip的压缩结果数据流。4 16k代表以16k为单位，安装原始数据大小以16k为单位的4倍申请内存。 

    gzip_buffers 16 64k; 

#识别http的协议版本(1.0/1.1) 

    gzip_http_version 1.1; 

#gzip压缩比，1压缩比最小处理速度最快，9压缩比最大但处理速度最慢(传输快但比较消耗cpu) 

    gzip_comp_level 6; 

#匹配mime类型进行压缩，无论是否指定,”text/html”类型总是会被压缩的。 

    gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml; 

#和http头有关系，加个vary头，给代理服务器用的，有的浏览器支持压缩，有的不支持，所以避免浪费不支持的也压缩，所以根据客户端的HTTP头来判断，是否需要压缩 

    gzip_vary on; 

 

#指定连接到后端FastCGI的超时时间。 

fastcgi_connect_timeout 300; 

#向FastCGI传送请求的超时时间，这个值是指已经完成两次握手后向FastCGI传送请求的超时时间。 

fastcgi_send_timeout 300; 

#接收FastCGI应答的超时时间，这个值是指已经完成两次握手后接收FastCGI应答的超时时间。 

fastcgi_read_timeout 300; 

#定读取FastCGI应答第一部分需要用多大的缓冲区，一般第一部分应答不会超过1k，由于页面大小为4k，所以这里设置为4k。 

fastcgi_buffer_size 64k; 

#指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI的应答。 

fastcgi_buffers 4 64k; 

#只知道默认值是fastcgi_buffers的两倍。 

fastcgi_busy_buffers_size 128k; 

#在写入fastcgi_temp_path时将用多大的数据块，默认值是fastcgi_buffers的两倍。 

fastcgi_temp_file_write_size 128k; 

#这个指令为Nginx配置FastCGI缓存指定一个路径，目录结构等级，关键字区域存储时间和非活动删除时间。 

fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10m inactive=5m; 

#指定读取FastCGI应答第一部分需要用多大的缓冲区，一般第一部分应答不会超过1k，由于页面大小为4k，所以这里设置为4k。 

fastcgi_cache TEST; 

#为指定的应答代码指定缓存时间，如上例中将200，302应答缓存一小时，301应答缓存1天，其他为1分钟。 

#fastcgi_cache_valid 200 302 1h; 

#fastcgi_cache_valid 301 1d; 

#fastcgi_cache_valid any 1m; 

 

 

#添加一组真实的服务器地址池mysrv 端口为81 

  upstream mysrv { 

#后台如果有动态应用的时候,ip_hash指令可以通过hash算法将客户端请求定位到同一台后端服务器上,解决session共享, 

# 但建议用动态应用做session共享 

    #ip_hash;  

#server用于指定一个后端服务器的名称和参数 

#weight代表权,重默认为1,权重越高被分配的客户端越多 

#max_fails 指定时间内对后端请求失败的次数 

#fail_timeout 达到max_fails指定的失败次数后暂停的时间 

#down参数用来标记为离线,不参与负载均衡.在ip_hash下使用 

#backup仅仅在非backup服务器宕机或繁忙的时候使用 

    server  192.168.1.10:81 ; 

    server  192.168.1.11:81 ; 

    server  192.168.1.2:81 ; 

#自己为备用服务器，当其他服务器都故障了才使用本机的web服务 

    server  192.168.1.1:81 backup; 

    }  

 

server { 

#设置80端口负责负载均衡 

        listen       80; 

        server_name  www.xzr.com; 

location / { 

    root /var/www/html; 

#将根负载调度到后端web服务器的81端口 

    proxy_pass http://mysrv;  

    proxy_redirect off; 

#如果后端的服务器返回502，504，执行超时错误等信息，自动将请求转发到upstream负载均衡池中 

    proxy_next_upstream http_404 http_502 http_504 error timeout invalid_header; 

# #后端的Web服务器可以通过X-Forwarded-For获取用户真实IP 

        proxy_set_header Host $host; 

        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; 

        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; 

#nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时) 

        proxy_connect_timeout 90; 

#后端服务器数据回传时间(代理发送超时) 

        proxy_send_timeout 90; 

#连接成功后，后端服务器响应时间(代理接收超时) 

        proxy_read_timeout 90; 

#设置代理服务器（nginx）保存用户头信息的缓冲区大小 

        proxy_buffer_size 4k; 

#proxy_buffers缓冲区，网页平均在32k以下的话，这样设置 

        proxy_buffers 4 32k; 

##高负荷下缓冲大小（proxy_buffers*2） 

        proxy_busy_buffers_size 64k; 

#设定缓存文件夹大小，大于这个值，将从upstream服务器传 

        proxy_temp_file_write_size 64k; 

 

}  

    error_page   500 502 503 504  /50x.html; 

        location = /50x.html { 

    root   html; 

        } 

} 

#定义本机81端口提供web服务 

server { 

        listen       81; 

        server_name  www.xzr.com; 

        root /var/www/html; 

        index  index.php index.html index.htm index.jsp; 

##设定查看Nginx状态的地址 

    location /status { 

    stub_status on; 

    access_log off; 

    auth_basic  "NginxStatus"; 

#认证登录使用htpasswd命令 -c 指定文件 用户 

#0.6.7版本以后这里指定的文件是nginx.conf所在目录的相对路径，而不是--prefix指定的路径。 

    auth_basic_user_file htpasswd; 

    } 

#静态文件直接读取 

    location ~* \.(jpg|gif|png|swf|flv|wma|wmv|asf|mp3|mmf|zip|rar)$ {  

    expires 1d;  

    }  

#所有php后缀的，都通过fastcgi发送到9000端口上 

  location ~ \.php$ { 

    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000; 

    fastcgi_index  index.php; 

    include        fastcgi.conf; 

    } 

} 

}

Server 2的/usr/local/nginx/conf/nginx.conf需要修改的地方

#去掉服务器1的backup，设置自己为backup   

server  192.168.1.2:81 backup; 

Server 3的/usr/local/nginx/conf/nginx.conf需要修改的地方

#去掉服务器1的backup，设置自己为backup   

server  192.168.1.10:81 backup; 

Server 4的/usr/local/nginx/conf/nginx.conf需要修改的地方

#去掉服务器1的backup，设置自己为backup    

server  192.168.1.11:81 backup; 

开始配置:keepalived Server 1的/etc/keepalived/keepalived.conf文件如下：

! Configuration File for keepalived 

global_defs { 

     notification_email { #发生事件切换的时候，发送的邮箱，可以有多个，每行一个 

     xzrgg@21cn.com 

     } 

     notification_email_from xzrgg@21cn.com  #指定发件人 

     smtp_server 127.0.0.1  #指定smtp服务器地址 

     smtp_connect_timeout 30    #指定smtp连接超时时间 

     router_id nginx_1  #运行keepalived机器的一个标识主备不能相同 

     } 

 

#vrrp_script区域定义脚本名字和脚本执行的间隔和脚本执行的优先级变更 

vrrp_script check_nginx { 

#定义监控nginx的命令，命令的$?返回1就改变优先级。 

        script "ps -C nginx --no-header" 

        interval 5     #脚本执行间隔 

        weight -10   #脚本结果1导致的优先级变更：10表示优先级+10；-10则表示优先级-10 

    fall   2     # 检测几次返回1为失败 

    rise   1     # 检测几次返回0成功为ok 

        } 

 

#VIP 

vrrp_instance VI_1 {    #监控多个网段的实例 

     state BACKUP     #全部服务器都设为BACKUP，让优先级高的自动为master 

#    dont track primary     #忽略VRRP的interface错误 

     track_interface { 

     eth0                 #跟踪接口，设置额外的监控，里面任意一块网卡出现问题，都会进入故障(FAULT)状态 

     #eth1 

     } 

     interface eth0         #实例绑定的网卡 

     virtual_router_id 51   #这里非常重要，相同的VRID为一个组 

     priority 100           #优先级， 

     advert_int 1           #检查间隔，默认1s 

#     nopreempt            #设置抢占，优先级高就做master 

     authentication {       #认证 

     auth_type PASS         #认证的方式，支持PASS和AH 

     auth_pass 123         #认证的密码 

     } 

     virtual_ipaddress {     #指定漂移地址（VIP) 

     192.168.1.100         #如果有多个VIP，继续换行填写 

     } 

    track_script {     #执行定义的命令 

    check_nginx 

    } 

} 

Server 2的/etc/keepalived/keepalived.conf 需要修改的地方

router_id nginx_2       #运行keepalived机器的一个标识主备不能相同 

priority 99           #优先级 

Server 3的/etc/keepalived/keepalived.conf 需要修改的地方

router_id nginx_3       #运行keepalived机器的一个标识主备不能相同 

priority 98           #优先级 

Server 4的/etc/keepalived/keepalived.conf 需要修改的地方

router_id nginx_4       #运行keepalived机器的一个标识主备不能相同 

iority 97           #优先级 

启动nginx和keepalived服务:

nginx 

service keepalived start

客户机验证：一直刷新，始终看不到server 1提供的web页面，因为负载均衡设置本机为
backup，这时server 1就只做为一个负载均衡器。

客户机验证：一直刷新，始终看不到server 1提供的web页面，因为负载均衡设置本机为
backup，这时server 1就只做为一个负载均衡器。

测试keepalived
在server 1 上关掉nginx进程，server 1自动成为backup状态。

看server 2能否成为master:，这里server2 接管了vip，server 2成为了负载均衡器

客户机刷新网页，只能看到server 3 和server 4 的页面。（因为前面server 1的nginx进程关掉了所以看不到server 1的页面）

这时把server 1的nginx进程启动,server 1检测到ngxin进程在就开始抢占vip成为master

客户机浏览：server 2 优先级不够server1高，只好乖乖的成为web服务器。

把server 1,2,3的nginx 进程关掉,server 4成为了负载均衡器,不过这时web服务器群
只剩servr4,客户机只能浏览server4 到的页面！

至此，ngnix+keepalivd 实现N主高可用负载均衡web群集的实验结束。

网上的nginx+keepalived 都是通过脚本实现nginx进程的监控，其实不用那么麻烦，用keepalived 自带就命令定义就可以了，这里检测到nginx进程不在了，就会降低优先级（-10），让高优先级的成为master接管vip，并没有关闭keepalived。

 

#vrrp_script区域定义脚本名字和脚本执行的间隔和脚本执行的优先级变更 

vrrp_script check_nginx { 

#定义监控nginx的命令，命令的$?返回1就改变优先级。 

        script "ps -C nginx --no-header" 

        interval 5     #脚本执行间隔 

        weight -10   #脚本结果1导致的优先级变更：10表示优先级+10；-10则表示优先级-10 

    fall   2     # 检测几次返回1为失败 

    rise   1     # 检测几次返回0成功为ok 

        } 

 

转载于:https://blog.51cto.com/xzregg/976793

总结

以上是生活随笔为你收集整理的ngnix+keepalived 实现N主高可用负载均衡web群集的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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