Nginx高可用——keepalived组件实用指南
通过前几节课程，我们已经对nginx的基本配置，使用nginx能够实现的功能，包括反向代理、负载均衡、动静分离等进行了讲解。本次课程继续nginx入门的重要知识点，即nginx的高可用性配置。
众所周知，网络设备、服务器、应用、数据库等的规划建设时，必须要考虑软硬件系统的冗余度和高可用性，避免出现单点故障的情况，以下通过一张网络规划拓扑图，来展示网络设计规划中的冗余特性。
图1
图中我们可以看到，网络设备都是采用双机部署的形式，那么即使通过双机部署，也仅仅是完成了物理意义上的冗余，如何做到双机主-备、主-主等形式对外提供服务，并且双机能够实时感知到对端的状态，从而在主机（本文均已主-备形式讨论）发生故障时，备机能够快速感知，并自动切换。这就需要不同的协议和配置来实现，针对不同设备、不同服务，所采用的主备高可用性技术也完全不同，以下列举常用的主备技术：
1.交换机：堆叠、M-LAG、VSS等；
2.路由器（网关）：VRRP、HSRP等；
3.防火墙、负载均衡等：通过设备厂商自身的HA心跳线感知状态，通过设定好的协议或算法执行主备切换；
4.服务器：一般采用双机做网卡绑定bond的方式；
5.数据库：例如oracle数据库使用RAC做集群，mysql使用像keepalived、MHA等工具实现集群。
一、Nginx主备高可用性
通过nginx代理服务器，可以对后端的具体应用实现反向代理或负载均衡等功能，并且nginx可以对应用进行健康检查，将故障节点从负载均衡池中排出，从而实现对后端应用的高可用性保障。
但是，如果nginx服务器出现问题，则无法对外提供服务：
图2
因此，我们要考虑到nginx服务的高可用性，采用主-备，或主-主的形式安装部署nginx服务，nginx的主备高可用性，依靠keepalived组件实现：
图3
主机不仅负责对后端两台服务进行健康检查，并且对外提供服务，接受客户端的请求，如图中红线所示；备机尽对后端服务进行健康检查，不对外提供服务，当主机故障发生切换时，才接管工作，如图中紫线所示：
图4
客户端访问nginx服务器集群的虚拟IP。
综上所述，nginx的主备高可用性需要：（1）两台nginx服务器；（2）keepalived组件；（3）对外提供服务的虚拟IP地址。
二、配置高可用的准备工作
1．所需资源：
（1）需要两台nginx服务器：192.168.116.11和192.168.116.14；
（2）在两台服务器上安装nginx服务；
（3）在两台服务器上安装keepalived组件。
图5
2．安装所需资源
（1）Nginx具体安装过程，请查阅之前课程，结果如下：
图6
（2）通过yum方式安装keepalived组件：
命令：yum install keepalived，如图所示：
图7
安装完成后，路径为/etc/keepalived，并且生成配置文件，查看安装结果以及安装位置：
图8
三、高可用性配置
1．修改高可用keepalived组件的配置文件：
编辑keepalived.conf文件，修改相关参数如下，按照如下配置，只保留以下内容就可以：
! Configuration File for keepalived
#全局定义
global_defs {
router_id NodeA #设备标识
script_user root #赋予检测脚本的权限
enable_script_security
}
vrrp_script chk_nginx
{
script "/etc/keepalived/nginx_check.sh" #健康检查nginx状态的脚本文件
interval 2 #检测脚本执行的间隔时间
weight 2
}
#虚拟IP的配置
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #服务器属性（主/备）
interface ens33 #网卡名称
virtual_router_id 50 #主备机的虚拟路由器ID即VRRP-ID必须相同
priority 250 #主备机配置不同优先级，主机优先级>备机优先级
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.116.15/24 #对外服务的VRRP虚拟IP地址
}
track_script { #调用健康监测模板，一定要放在vip的配置下面
chk_nginx
}
}
查看网卡信息：ifconfig，以及稍后查看连接情况：netstat
如果发现你的linux服务器没有ifconfig命令，则需要通过yum安装net-tools服务，以下是安装方法：
图9
图10
2．新建对nginx的健康检查脚本文件
该脚本文件的作用是，探测nginx进程是否存在，如果不存在，则尝试启动nginx，启动不成功后，则停止keepalived服务，让服务切换到备份服务器。
在/etc/keepalived路径新建nginx_check.sh脚本文件如下：
#!/bin/bash
if [ "$(ps -ef | grep "nginx: master process"| grep -v grep )" == "" ]
then
/usr/local/nginx/sbin/nginx #以上作用：如果进程没有nginx，则启动
sleep 5 #间隔时间
if [ "$(ps -ef | grep "nginx: master process"| grep -v grep )" == "" ]
then
killall keepalived #以上作用：如果进程没有nginx，则停止keepalived
fi
fi
第一个大坑预警！！
做这个实验，一共卡了我半天的时间，这里是一个大坑，编辑完此脚本文件，尝试执行，发现有报错：
图11
因为在dos/window下按一次回车键实际上输入的是“回车（CR)”和“换行（LF）”，而Linux/unix下按一次回车键只输入“换行（LF）”，所以修改的sh文件在每行都会多了一个CR，所以Linux下运行时就会报错找不到命令。
编辑文件，查看编码类型：
图12
发现编码为dos：
图13
将编码修改为unix即可解决问题：
图14
如果使用的linux系统没有查看进程的命令，则通过yum安装的方式，安装psmisc服务：
图15
3．启动服务
启动nginx以及keepalived：systemctl start keepalived.service
注意两台都需要启动。
图16
通过log查看启动过程，以及vrrp选取主备的结果等：
图17
通过log我们可以看到keepalived的启动过程，其实本质就是用的vrrp，至于vrrp什么原理，他其实是网络工程上，路由器或者交换机配置网关虚拟化的常用协议：
两台设备，通过比较优先级，选取主设备，并且将虚拟出来的地址应用在这台主设备上，通过双方HA的探测，感知对方状态。
具体想了解的，可以私信我，我讲一下VRRP的原理。
第二个大坑预警！！
上述log第二个红圈部分，可以看到，keepalived配置文件中，所配置的nginx进程检测脚本没有执行成功。
研究了半天，真的是半天！！
反复对比过脚本是不是配错了，多个空格，少个括号什么的，然后上网搜。。。都是一些扯淡的答案，最后发现，还是我技艺不精，linux好久不用都生疏了。
查看检测脚本nginx_check.sh的属性，发现，他没有执行的权限，他竟然没有执行的权限！！
图18
心态直接爆炸！！把权限修改后，再次重新启动，所有问题顺利解决，心情大好！
图19
可以看到，脚本已经帮我把nginx启动了。
查看网卡生成的虚拟ip地址：192.168.116.15：
图20
4．验证服务
通过浏览器访问虚拟地址，http://192.168.116.15，可以看到能够正常打开nginx网页：
图21
查看两台服务器的tcp连接情况，发现始终只有主节点192.168.116.11存在80端口的http连接，备份服务器则没有，使用命令：netstat -an | grep 192.168.116.15:80
图22
5．双机切换验证
停止主服务器nginx服务：
图23
可以看到nginx服务还是启动状态，查看log，我们发现，是keepalived的探测脚本，在检测到nginx进程停止后，重新启动了nginx进程：
图24
这次直接把nginx铲了！
不过做之前，切记备份一下，或者做个快照，生产环境还是不要这样测试了。。
图25
铲！
图26
然后将nginx进程kill掉：
图27
查看log，发现keepalived探测失效后，进程已经关闭：
图28
再次打开网页http://192.168.116.15，发现正常访问，查看备份服务器192.168.116.16，看到vrrp虚地址，以及http连接均切换到了该服务器：
图29
经过不懈努力，终于大功告成，建议各位小伙伴，研究nginx之前，一定要打好linux的基础，要不然，学起来会很痛苦！！！
本系列nginx入门课程已经全部结束了，接下来会以一个网络工程师的角度，陪同大家学习python，希望继续关注和支持我，谢谢！
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我是CCIE_佟老板，一个让你沉溺于网络学习世界的好伙伴。