解决方案之关于Nginx高可用方案

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解决方案:Nginx高可用方案

关键词

KeepAlived(主服务器 和 备份服务器 故障时 IP 瞬间无缝交接)VRRP协议(路由器组,提供虚拟IP,一个master和多个backup,组播消息,选举backup当master)Nginx+keepalived 双机主主模式(俩公网虚拟IP,负载);双机主从模式(热备服务器)

解决方案之关于Nginx高可用方案插图

需求:

由于业务扩展,网站的访问量不断加大,负载越来越高。现需要在web前端放置nginx负载均衡。

在生产环境下,Nginx作为流量的入口,如果Nginx不能正常工作或服务器宕机,将导致整个微服务架构的不可用。

所以结合keepalived对前端nginx实现HA高可用

一、Nginx & KeepAlived

Nginx 进程基于Master+Slave(worker)多进程模型,自身具有非常稳定的子进程管理功能。在Master进程分配模式下,Master进程永远不进行业务处理,只是进行任务分发,从而达到Master进程的存活高可靠性,Slave(worker)进程所有的业务信号都 由主进程发出,Slave(worker)进程所有的超时任务都会被Master中止,属于非阻塞式任务模型。

KeepAlived是Linux下面实现VRRP备份路由的高可靠性运行件。基于KeepAlived设计的服务模式能够真正做到主服务器和备份服务器故障时IP瞬间无缝交接。二者结合,可以构架出比较稳定的软件LB(Load Balance)方案。

KeepAlived的作用是检测服务器的状态,如果有一台web服务器宕机,或工作出现故障,KeepAlived将检测到,并将有故障的服务器从系统中剔除,同时使用其他服务器代替该服务器的工作,当服务器工作正常后KeepAlived自动将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服务器。

KeepAlived是一个基于VRRP协议来实现的服务高可用方案,可以利用其来避免IP单点故障,类似的工具还有Heartbeat 、Corosync、Pacemaker。但是它一般不会单独出现,而是与其它负载均衡技术(如LVS、Haproxy、Nginx)一起工作来达到集群的高可用。

二、VRRP协议

VRRP全称 Virtual Router Redundancy Protocol,即”虚拟路由冗余协议“。可以认为它是实现路由器高可用的容错协议,即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组(Router Group),这个组里面有一个master和多个backup,但在外界看来就像一台一样,构成虚拟路由器,拥有一个虚拟IP(VIP – Virtual IP,也就是路由器所在局域网内其他机器的默认路由),占有这个IP的master实际负责ARP相应和转发IP数据包,组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。master会发组播消息,当backup在超时时间内收不到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,保证路由器的高可用。

在VRRP协议实现里,虚拟路由器使用 00-00-5E-00-01-XX 作为虚拟MAC地址,XX就是唯一的 VRID (Virtual Router IDentifier),这个地址同一时间只有一个物理路由器占用。在虚拟路由器里面的物理路由器组里面通过多播IP地址 224.0.0.18 来定时发送通告消息。每个Router都有一个 1-255之间的优先级别,级别最高的(highest priority)将成为主控(master)路由器。通过降低master的优先权可以让处于backup状态的路由器抢占(pro-empt)主路由器的状态,两个backup优先级相同的IP地址较大者为master,接管虚拟IP。

解决方案之关于Nginx高可用方案插图1

解决方案之关于Nginx高可用方案插图2

三、双机高可用解决方案

(1)Nginx+keepalived 双机主从模式:

即前端使用两台服务器,一台主服务器和一台热备服务器,正常情况下,主服务器绑定一个公网虚拟IP,提供负载均衡服务,热备服务器处于空闲状态;当主服务器发生故障时,热备服务器接管主服务器的公网虚拟IP,提供负载均衡服务;但是热备服务器在主机器不出现故障的时候,永远处于浪费状态,对于服务器不多的网站,该方案不经济实惠。

(2)Nginx+keepalived 双机主主模式:

即前端使用两台负载均衡服务器,互为主备,且都处于活动状态,同时各自绑定一个公网虚拟IP,提供负载均衡服务;当其中一台发生故障时,另一台接管发生故障服务器的公网虚拟IP(这时由非故障机器一台负担所有的请求)。

四、基础环境准备

两台服务器:192.168.253.11(主), 192.168.253.12(从),每台服务器上分别安装Nginx 、KeepAlived。

cd /usr/local/openresty/nginx/sbin ./nginx -s stop

(1)安装Nginx:

# 添加源 sudo rpm -Uvh http://nginx.org/packages/centos/7/noarch/RPMS/nginx-release-centos-7-0.el7.ngx.noarch.rpm # 安装Nginx sudo yum install -y nginx # 启动Nginx sudo systemctl start nginx.service # 浏览器访问测试 http://192.168.253.11/ http://192.168.253.12/

(2)安装KeepAlived可使用yum直接安装:

yum -y install keepalived

查看KeepAlived配置文件:

cat /etc/keepalived/keepalived.conf

接下来就是要对该配置文件进行修改,该配置文件在/etc/keepalived/路径下。在默认的keepalive.conf里面还有 virtual_server,real_server 这样的配置,它是为lvs准备的。

(3)关闭防火墙(默认关闭) 

(4)关闭selinux(如果不关闭,KeepAlived不生效)

临时关闭:

[root@localhost ~]# getenforce Enforcing [root@localhost ~]# setenforce 0 [root@localhost ~]# getenforce Permissive

永久关闭:

[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/selinux SELINUX=enforcing 改为 SELINUX=disabled 重启服务reboot

五、配置主备模式

解决方案之关于Nginx高可用方案插图3

(1)修改主配置文件:

! Configuration File for keepalived global_defs { notification_email { acassen@firewall.loc failover@firewall.loc sysadmin@firewall.loc } notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc smtp_server 127.0.0.1 smtp_connect_timeout 30 router_id master11 } # nginx挂了,实现vip自动漂移,使用如下脚本控制 vrrp_script check_nginx { script “/usr/local/nginx/nginx_check.sh” interval 2 # 机器宕机执行的次数 weight 2 } # 当前实例配置 vrrp_instance VI_1 { state MASTER # 主机 interface ens33 # 绑定的网卡 virtual_router_id 51 # 组id,需要一致 priority 100 # 优先级 advert_int 1 # 检查间隔,默认1s # 调用nginx挂了之后进行vip漂移的函数 track_script { check_nginx } authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } # 配置vip virtual_ipaddress { 192.168.253.50/24 dev ens33 label ens33:1 scope global } }

在默认的keepalive.conf里面还有 virtual_server,real_server 这样的配置,我们这用不到,它是为lvs准备的。

(2)/usr/local/nginx/nginx_check.sh :

# 在/usr/local下新建目录nginx mkdir nginx # 新建文件 touch nginx_check.sh # 编辑内容 #!/bin/bash A=`ps -C nginx –no-header |wc -l` #查看nginx进程是否存在 #if [ $A -eq 0 ];then /usr/sbin/nginx #重启nginx if [ $A -eq 0 ];then #nginx重启失败 exit 1 # keepalived执行脚本,返回非0结果,ip漂移 else exit 0 # keepalived执行脚本,返回0,ip不漂移 fi #else # exit 0 #fi

需要给nginx_check.sh文件加可执行权限:

chmod +x nginx_check.sh

(3)修改从机keepalived.conf配置文件:

! Configuration File for keepalived global_defs { notification_email { acassen@firewall.loc failover@firewall.loc sysadmin@firewall.loc } notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc smtp_server 127.0.0.1 smtp_connect_timeout 30 router_id backup } vrrp_script check_nginx { script “/usr/local/nginx/nginx_check.sh” interval 2 weight 2 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP # 从机 interface ens33 virtual_router_id 51 # 组id,需要一致 priority 99 # 优先级 advert_int 1 # 调用nginx挂了之后进行vip漂移的函数 track_script { check_nginx } authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } # 配置vip virtual_ipaddress { 192.168.253.50/24 dev eth0 label ens33:1 scope global } }

同样需要在/usr/local/nginx/路径下放上nginx_check.sh脚本文件。 

(4) 启动nginx、keepalived

#主从启动 sudo systemctl restart nginx.service #主从启动 systemctl start keepalived

(5)访问测试

为效果明显,可以修改Nginx首页,将主从IP地址放置首页以便区分。

访问http://192.168.253.50 or curl 192.168.253.50

查看Nginx日志:

cd /var/log/nginx/ cat access.log

查看主服务器keepalived日志:

Keepalived默认所有的日志都是写入到/var/log/message ,

你可以使用命令 tail -f /var/log/messages|grep Keepalived 进行查看

查看ens33网卡信息:

ip addr | grep ens33 2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN group default qlen 1000 inet 192.168.253.11/24 brd 192.168.253.255 scope global noprefixroute ens33 inet 192.168.253.50/24 scope global secondary ens33:1 #VIP已漂移到主机,vip只能选择一个机器进行绑定

(6)停掉主服务器的nginx

通过浏览器访问:http://192.168.253.50

查看主机KeepAlived日志:

tail -f /var/log/messages|grep Keepalived # 强制停止 pkill -9 nginx # 查看Nginx进程 ps -ef | grep nginx # 等待几秒后再次查看Nginx进程,发现已经通过检查脚本自启 # 因为在keepalived脚本中,进行了nginx重启操作

则会执行脚本nginx_check.sh进行nginx启动!

如果master上的nginx服务挂了,则nginx会自动重启,重启失败后会自动关闭keepalived,这样vip资源也会转移到slave上。master和slave两边都开启nginx服务,无论master还是slave,当其中的一个keepalived服务停止后,vip都会漂移到keepalived服务还在的节点上;如果要想使nginx服务挂了,vip也漂移到另一个节点,则必须用脚本或者在配置文件里面用shell命令来控制。(nginx服务宕停后会自动启动,启动失败后会会致使vip资源漂移到另一台机器上)

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。


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THE END
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