Keepalived實現(xiàn)Nginx負載均衡高可用的示例代碼
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高可用功能實現(xiàn)的基本原理為:
兩臺主機同時安裝好keepalived軟件并啟動服務(wù),開始正常工作時
角色為Master的主機獲得所有資源并對用戶提供服務(wù)
角色為Backup的主機作為Master主機的熱備;
當角色為Master的主機失效或出現(xiàn)故障時
角色為Backup的主機將自動接管Master主機的所有工作,包括接管VIP資源及相應(yīng)資源服務(wù)
而當角色為Master的主機故障修復后,又會自動接管回他原來處理的工作
角色為Backup的主機則同時釋放Master主機失效時他接管的工作
此時,兩臺主機將恢復到啟動時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)路由的單點故障問題
VRRP是通過一種競選機制來將路由的任務(wù)交給某臺VRRP路由器的.
VRRP通過競選機制來實現(xiàn)虛擬路由器的功能,所有的協(xié)議報文都是通過IP多播(Multicast)包(默認的多播地址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,對外表現(xiàn)為一個周知的MAC地址,:00-00-5E-00-01-{VRID}.
所以,在一個虛擬路由器中,不管誰是Master,對外都是相同的MAC和IP(稱之為VIP).
客戶端主機并不需要因Master的改變修改自己的路由配置.對它們來說,這種切換是透明的.
在一組虛擬路由器中,只有作為Master的VRRP路由器會一直發(fā)送VRRP廣播包,此時Backup不會搶占Master
當Master不可用時,Backup就收不到來自Master的廣播包了,此時多臺Backup中優(yōu)先級最高的路由器會搶占為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)議進行了加密.
2.3 面試的時候怎么說
解答:
keepalived高可用對之間是通過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)路由的單點故障,
2)VRRP是通過一種競選協(xié)議來將路由任務(wù)交給某臺VRRP路由器的,
3)VRRP用IP多播的方式,(默認多播地址(224.0.0.18))實現(xiàn)高可用對之間通信.
4)工作時主節(jié)點發(fā)包,備節(jié)點接包,當備節(jié)點接收不到主節(jié)點發(fā)的包的時候,就啟動接管程序接管主節(jié)點的資源.備節(jié)點可以有多個,通過優(yōu)先級競選,但一般keepalived系統(tǒng)運維工作中都是一對.
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高可用對之間是通過VRRP進行通信的,VRRP是通過競選機制來確定主備的,主的優(yōu)先級高于備,因此,工作時會優(yōu)先獲得所有的資源,備節(jié)點處于等待狀態(tài),當主掛了的時候,備節(jié)點就會接管主節(jié)點的資源,然后頂替主節(jié)點對外提供服務(wù).
在keepalived服務(wù)對之間,只有作為主的服務(wù)器會一直發(fā)送VRRP廣播包,告訴備他還活著,此時備不會搶占主,當主不可用時,即備監(jiān)聽不到主發(fā)送的廣播包時,就會啟動相關(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通過競選機制來實現(xiàn)虛擬路由器的功能
所有的協(xié)議報文都是通過IP多播(Multicast)包
默認的多播地址224.0.0.18
VIP前提條件：
1.虛擬公網(wǎng)IP必須是真實可用的
2.虛擬公網(wǎng)IP不能重復
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，每個主機不一樣
}
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)先級越高
advert_int 1 #發(fā)送組播間隔
authentication { #設(shè)置驗證，密碼為明文
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress { #設(shè)定的虛擬IP，這個虛擬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
systemctl start keepalived
6.測試
關(guān)掉任意一臺，觀察VIP是否會漂移
恢復MASTER觀察BACKUP的VIP是否會消失
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 eth1 --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雙主實驗
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反向代理負載均衡
lb服務(wù)器的Nginx配置：
注意！兩臺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 "$(hostname)" >/code/index.html
第八章： 防裂腦腳本
1.問題現(xiàn)象：
1.nginx掛了，但是keep還活著
2.兩邊都有VIP
2.思路：
解決nginx掛了問題：
1.編寫一個腳本
- 啟動nginx
- 如果啟動2次都失敗了，停掉自己的keepalived
2.keepalived定時去調(diào)用這個腳本
3.實現(xiàn)：
1.命令如何實現(xiàn)
systemctl start nginx
2.檢查nginx進程
[root@lb01 ~]# ps -ef|grep nginx|grep -v "grep" root 1210 1 0 11:21 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf nginx 1211 1210 0 11:21 ? 00:00:00 nginx: worker process [root@lb01 ~]# ps -ef|grep nginx|grep -v "grep"|wc -l 2 [root@lb01 ~]# ps -ef|grep nginx|grep -v "grep"|wc -l 0
腳本內(nèi)容：
[root@lb01 ~]# cat check_web.sh
!/bin/bash
nginx_status=$(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
}
}
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