Nginx高可用Keepalived的具體使用

更新時間：2024年12月26日 11:43:53 作者：第八學(xué)期

Keepalived是一種實現(xiàn)高可用的軟件,基于VRRP協(xié)議,可以自動將虛擬IP地址切換到備用服務(wù)器,具有一定的參考價值,感興趣的可以了解一下

1.Keepalived講解

高可用是指2臺機(jī)器啟動著完全相同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，一臺機(jī)器宕機(jī)后，另一臺可以快速啟用，用戶是無感知的。高可用硬件通常使用F5，軟件通常使用keepalived。keepalived軟件是基于VRRP協(xié)議實現(xiàn)的，VRRP虛擬路由冗余協(xié)議，主要用于解決單點故障。

2.VRRP實現(xiàn)原理

一般我們會選擇增加一臺路由器，但是我們主路由器故障后，用戶需要手動指向備用路由器，如果用戶多的話修改起來會非常麻煩，另外我們的主路由器修好后，主路由器用不用；主路由器故障后我們把備用路由器的網(wǎng)關(guān)配置改成主路由器是否可以，等等，涉及問題很多。

實際上，我們?nèi)绻麊渭兩闲薷木W(wǎng)關(guān)配置，是行不通的，我們的PC第一次通過ARP廣播尋找到主路由器的MAC地址和IP地址，會將信息寫到ARP的緩存表，那么PC在之后的連接中都是根據(jù)緩存表信息去連接，在進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，即使我們修改了IP，但是Mac地址是唯一的，PC的數(shù)據(jù)包依舊會發(fā)給主路由器（除非PC的ARP緩存表過期，再次發(fā)起ARP廣播的時候才能獲取新的備用路由器的MAC的地址和IP地址）

那么我們就需要VRRP了，通過軟件或硬件的形式在主路由器和副路由器外面增加一個虛擬的MAC地址（VMAC）和虛擬IP地址（VIP），那么在這種情況下，PC請求VIP的時候，不管是主路由器處理還是備用路由器處理，PC只是在ARP緩存表中記錄VMAC和VIP的信息。

3.Keepalived核心概念

要掌握Keepalived之前，我們需要先知道它的核心概念。

1、如何確定誰是主節(jié)點誰是備用節(jié)點（誰的效率高，速度快就用誰，類似選舉投票；手動干預(yù)是通過優(yōu)先級的方式）

2、如果主節(jié)點故障，備用節(jié)點自動接管，如果主節(jié)點恢復(fù)了，那么搶占式的方式主節(jié)點會自動接管，類似于奪權(quán)，而非搶占式的方式，主節(jié)點恢復(fù)了，并不會自動接管。

3、主節(jié)點和備用節(jié)點在1個小組，主節(jié)點正常時，1秒鐘向小組內(nèi)發(fā)送一次心跳（時間可以自定義），表示它還正常，如果沒有發(fā)送心跳，則備用節(jié)點自動接管，如果主節(jié)點和備用節(jié)點都沒發(fā)送心跳，則兩臺服務(wù)器都會認(rèn)為自己是主節(jié)點，從而形成腦裂。

4.Keepalived安裝配置

（1）我們準(zhǔn)備一臺web01（10.0.0.5）和一臺web02（10.0.0.6）兩臺虛擬主機(jī)

（2）兩臺主機(jī)都安裝Keepalived

[root@web01 ~]# yum -y install keepalived
 
[root@web02 ~]# yum -y install keepalived

（3）配置web01

[root@web01 ~]# rpm -qc keepalived    #查詢keepalived的配置文件
/etc/keepalived/keepalived.conf
/etc/sysconfig/keepalived
[root@web01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {                   #全局配置
    router_id web01              #標(biāo)識身份->名稱
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                #標(biāo)識角色狀態(tài)
    interface eth0              #網(wǎng)卡綁定接口
    virtual_router_id 50        #虛擬路由id
    priority 150                #優(yōu)先級
    advert_int 1                #監(jiān)測間隔時間
    authentication {            #認(rèn)證
        auth_type PASS          #認(rèn)證方式
        auth_pass 1111          #認(rèn)證密碼
    }
    virtual_ipaddress {         
        10.0.0.3                #虛擬的VIP地址
    }
}

（4）配置web02

[root@web02 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf 
global_defs {
    router_id web02            #與主結(jié)點區(qū)別1：唯一標(biāo)識
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP              #與主節(jié)點區(qū)別2：角色狀態(tài)   
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    priority 100              #與主節(jié)點區(qū)別3：競選優(yōu)先級
    advert_int 1
    authentication {    
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
}

（5）啟動兩個節(jié)點的Keepalived

[root@web01 ~]# systemctl start keepalived
[root@web01 ~]# systemctl enable keepalived
 
[root@web02 ~]# systemctl start keepalived
[root@web02 ~]# systemctl enable keepalived

5.Keepalived測試搶占式和非搶占式

（1）LB01的優(yōu)先級高于LB02，所以VIP在LB01上面

[root@web01 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

（2）關(guān)閉web01的Keepalived，發(fā)現(xiàn)web01自動接管

[root@web01 ~]# systemctl stop keepalived
[root@web01 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
 
[root@web02 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

（3）重啟web01的keepalived，發(fā)現(xiàn)VIP被強(qiáng)行搶占

[root@web01 ~]# systemctl start keepalived
[root@web01 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
 
[root@web02 ~]# ip add | grep 10.0.0.3

（4）配置非搶占式

兩個節(jié)點的state都必須配置為BACKUP，都必須加上配置nopreempt，其中一個節(jié)點的優(yōu)先級必須高于另外一個節(jié)點的優(yōu)先級。

[root@web01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {                   #全局配置
    router_id web01              #標(biāo)識身份->名稱
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP                #標(biāo)識角色狀態(tài)
    nopreempt
    interface eth0              #網(wǎng)卡綁定接口
    virtual_router_id 50        #虛擬路由id
    priority 150                #優(yōu)先級
    advert_int 1                #監(jiān)測間隔時間
    authentication {            #認(rèn)證
        auth_type PASS          #認(rèn)證方式
        auth_pass 1111          #認(rèn)證密碼
    }
    virtual_ipaddress {         
        10.0.0.3                #虛擬的VIP地址
    }
}
[root@web01 ~]# systemctl restart keepalived
 
[root@web02 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id web02
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    nopreempt        
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {    
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
}
[root@web02 ~]# systemctl restart keepalived

（5）通過windows的arp去驗證，是否會切換MAC地址

[root@web01 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

Windows本地hosts到10.0.0.3，瀏覽器訪問blog.koten.com（LB01分配到Web01里面的域名）

WIN+R調(diào)用運行窗口，輸入cmd打開命令提示符arp -a，查看arp緩存區(qū)，此時物理地址與LB01上10.0.0.3MAC地址一致

節(jié)點1的Keepalived停掉

[root@web01 ~]# systemctl stop keepalived

節(jié)點2接管VIP

[root@web02 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

再次查看mac地址，此時物理地址與LB02上10.0.0.3MAC地址一致

6.Keepalived故障腦裂

由于某些原因，導(dǎo)致兩臺keepalived服務(wù)器在指定的時間內(nèi)，無法檢測到對方的心跳，但是兩臺服務(wù)器都可以正常使用。

（1）常見故障原因

服務(wù)器網(wǎng)線松動等網(wǎng)絡(luò)故障

服務(wù)器硬件故障發(fā)生損壞現(xiàn)象而崩潰

主備都開啟了firewalld防火墻

（2）腦裂故障測試

將主備主機(jī)的防火墻都打開

[root@web01 ~]# systemctl start firewalld
[root@web02 ~]# systemctl start firewalld

將剛剛的配置文件改回去

[root@web01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf  
global_defs {
    router_id web01
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    #nopreempt
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
}
[root@web01 ~]# systemctl restart keepalived
 
[root@web02 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf  
global_defs {
    router_id web02
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    #nopreempt        
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {    
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
}
[root@web02 ~]# systemctl restart keepalived

查看web01和web02中的IP，發(fā)現(xiàn)都有10.0.0.3

[root@web01 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
 
[root@web02 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

7.腦裂故障解決方案

解決思路：發(fā)生了腦裂，我們隨便kill掉一臺即可，可以通過編寫腳本的方式，我們認(rèn)為兩邊的ip add都有10.0.0.3，則發(fā)生了腦裂。我們在web01上寫腳本。

（1）做免密鑰方便獲取web02的ip信息：

[root@web01 ~]# ssh-keygen
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa): 
Enter passphrase (empty for no passphrase): 
Enter same passphrase again: 
Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:+NyOCiY7aBX8nEPwGeNQHjTLY2EXPKU1o33LTBrm1zk root@LB01
The key's randomart image is:
+---[RSA 2048]----+
|    oB.oo=       |
|   o+o*o= o      |
|  . =*+o.+ o     |
|   o.=..o B o .  |
|    = o So = E   |
|   . = o ..   .  |
| .o o . o .      |
|...+ .   o       |
|. ..  ... .      |
+----[SHA256]-----+
[root@web01 ~]# 
[root@web01 ~]# ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa 10.0.0.6
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: ".ssh/id_rsa.pub"
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter out any that are already installed
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are prompted now it is to install the new keys
root@10.0.0.6's password: 
 
Number of key(s) added: 1
 
Now try logging into the machine, with:   "ssh '10.0.0.6'"
and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.
 
[root@web01 ~]# ssh '10.0.0.6' ip add | grep 10.0.0.3 | wc -l    #免密鑰測試
1

（2）腳本編寫并執(zhí)行

[root@web01 ~]# cat check_split_brain.sh
web01_VIP_Number=`ip add | grep 10.0.0.3 | wc -l`
web02_VIP_Number=`ssh '10.0.0.6' ip add | grep 10.0.0.3 | wc -l`
if [ $web01_VIP_Number -eq 1 -a $web02_VIP_Number -eq 1 ]
then
	systemctl stop keepalived
fi	
[root@web01 ~]# sh check_split_brain.sh

[root@web01 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
 
[root@web02 ~]# ip add | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

8.Keepalived與Nginx

Nginx默認(rèn)監(jiān)聽在所有的IP地址上，VIP飄到一臺節(jié)點上，相當(dāng)于Nginx多了VIP這個網(wǎng)卡，所以可以訪問到Nginx所在的機(jī)器，但是如果Nginx宕機(jī)，會導(dǎo)致用戶請求失敗，但是keepalived沒有掛掉不會進(jìn)行切換，就需要編寫腳本檢測Nginx存活狀態(tài)，如果不存活則kill掉keepalived，讓VIP自動飄到備用服務(wù)器。
（1）腳本編寫并增加權(quán)限

[root@web01 ~]# cat check_nginx.sh
nginxpid=`ps -C nginx --no-header|wc -l`
if [ $nginxpid -eq 0 ]
then
	systemctl restart nginx &>/etc/null
	if [ $? -ne 0 ]
	then
		systemctl stop keepalived
	fi
fi
	
[root@web01 ~]# chmod +x check_nginx.sh
[root@web01 ~]# ll check_nginx.sh
-rwxr-xr-x 1 root root 150 Apr 12 17:37 check_nginx.sh

（2）腳本測試

[root@web02 ~]# ip add|grep 10.0.0.3            #當(dāng)前VIP不在web02
 
[root@web01 ~]# ip add|grep 10.0.0.3            #當(dāng)前VIP在web01上
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
[root@LB01 ~]# systemctl stop nginx            #關(guān)閉Nginx
[root@web01 ~]# ip add|grep 10.0.0.3            #VIP依舊在web01上，因為Nginx對keepalived沒有影響
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
[root@web01 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf       #修改Nginx配置文件，讓其無法重啟，查看是否會飄到web02上
 
ser  nginx;
 
[root@web01 ~]# sh check_nginx.sh               #執(zhí)行腳本
[root@web01 ~]# ip add|grep 10.0.0.3            #發(fā)現(xiàn)VIP已經(jīng)不在web02了
 
[root@web02 ~]# ip add | grep 10.0.0.3          #VIP飄移到web02上了
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

（3）在配置文件內(nèi)中調(diào)用此腳本

[root@web01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf 
global_defs {        
    router_id web01  
}
 
#每5秒執(zhí)行一次腳本，腳本執(zhí)行內(nèi)容不能超過5秒，否則會中斷再次重新執(zhí)行腳本
vrrp_script check_nginx {
    script "/root/check_nginx.sh"
    interval 5
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    #nopreempt
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {         
        10.0.0.3
    }
    #調(diào)用并運行腳本
    track_script {
    	check_nginx
    }
}

注意：在Master的keepalived中調(diào)用腳本，搶占式，僅需在Master配置即可。如果配置為非搶占式，那么需要兩臺服務(wù)器都使用該腳本。

到此這篇關(guān)于Nginx高可用Keepalived的具體使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Nginx高可用Keepalived內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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