Keepalived+Nginx 实现双机热备

一.拓扑图：





二.拓扑图的规划：







三.此架构考虑的问题：

1）、Master没挂，则Master占有vip且nginx运行在Master上
2）、Master挂了，则Backup抢占vip且在Backup上运行nginx服务
3）、如果Master服务器上的nginx服务挂了，则vip资源转移到Backup服务器上
4）、检测后端服务器的健康状态

Master和Backup两边都开启nginx服务，无论Master还是Backup，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。

首先必须明确后端服务器（apache）的健康状态检测keepalived在这种架构上是无法检测的，后端服务器的健康状态检测是有nginx来判断的，但是nginx 的检测机制有一定的缺陷，后端服务器某一个宕机之后，nginx还是会分发请求给它，在一定的时间内后端服务响应不了，nginx则会发给另外一个服务 器，然后当客户的请求来了，nginx会一段时间内不会把请求分发给已经宕机的服务器，但是过一段时间后，nginx还是会把分发请求发给宕机的服务器 上。


四.实验环境：

Master：

OS  ：CentOS 6.3
RIP ：172.16.11.14
Software ：
   keepalived-1.2.12
   nginx-1.8.0
   ipvsadm

Backup：

OS  ：CentOS 6.3
RIP ：172.16.11.15
Software ：
   keepalived-1.2.12
   nginx-1.8.0
   ipvsadm

VIP ：172.16.11.16

五. 配置文件：

Master 的 nginx.conf 部分：

    ..........

    upstream localhost { 
      server 172.16.11.11:80; 
      server 172.16.11.12:80; 
     }

    server {
        listen       8080;
        server_name  172.16.11.14;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

       location / {
                   proxy_set_header Host $host:8080;                 
                   proxy_connect_timeout   3; 
                   proxy_send_timeout      30; 
                   proxy_read_timeout      30; 
                   proxy_pass http://localhost; 
        }
    }

    ...........

Backup 的 nginx.conf 部分：

    ........

    upstream localhost { 
      server 172.16.11.11:80; 
      server 172.16.11.12:80; 
     }
  
    server {
        listen       8080;
        server_name  172.16.11.15;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
                   proxy_set_header Host $host:8080;                 
                   proxy_connect_timeout   3; 
                   proxy_send_timeout      30; 
                   proxy_read_timeout      30; 
                   proxy_pass http://localhost; 
        }
    }

    ........


Master 的 keepalived.conf：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     root@localhost
   }
   notification_email_from keepalived@localhost
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL_1
}

vrrp_script chk_http_port {
    script "</dev/tcp/127.0.0.1/8080"  #用shell命令检查nginx服务是否运行
    interval 1                         #时间间隔为1秒检测一次
    weight -2                          #当nginx的服务不存在了，就把当前的权重-2
    fall 2                             #测试失败的次数
    rise 1                             #测试成功的次数
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER         #只有 MASTER 和 BACKUP 两种状态
    interface eth0                          #进行通信的端口
    virtual_router_id 51 #同一个vrrp实例的唯一标识。即同一个vrrp_stance,MASTER和BACKUP的virtual_router_id是一致的。在整个vrrp内也唯一。
    priority 101         #权重，数值越大，权重越大。MASTER大于SLAVE
    advert_int 1                            #MASTER和SLAVE负载均衡器之间同步检查的时间间隔。单位是：秒
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.16.11.16
    }
    track_script {
        chk_http_port                  #引用上面的vrrp_script定义的脚本名称
    }
}

virtual_server 172.16.11.16 8080 {
    delay_loop 6
    lb_algo wlc                       #负载均衡调度算法rr|wrr|lc|wlc|sh|dh|lblc
    lb_kind DR                        #负载均衡转发规则NAT|DR|TUN
    nat_mask 255.255.255.0
   #persistence_timeout 60
    protocol TCP

    sorry_server 127.0.0.1 80

    real_server 172.16.11.14 8080 {
        weight 1                   #权重，数值越大，权重越高。分发的可能越大
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }

            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

}


Backup 的 keepalived.conf：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     root@localhost
   }
   notification_email_from keepalived@localhost
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL_2
}

vrrp_script chk_http_port { 
    script "</dev/tcp/127.0.0.1/8080" 
    interval 1 
    weight -2
    fall 2
    rise 1 
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.16.11.16
    }

    track_script { 
        chk_http_port 
    }
}

virtual_server 172.16.11.16 8080 {
    delay_loop 6
    lb_algo wlc
    lb_kind DR
    nat_mask 255.255.255.0
   #persistence_timeout 50
    protocol TCP

   sorry_server 127.0.0.1 80

   real_server 172.16.11.15 8080 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }

            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}


注意：

state            ： 都是MASTER（不是一个MASTER，一个BACKUP）
priority         ： Master 的 > Backup 的
virtual_router_id： 参数值要一样

为什么主备的参数state都是MASTER，state都设置成MASTER后，会根据priority的值大小竞争来决定谁是真正的MASTER，脚本检测也是在失败的时候会把权重减去相应的值（-2），比如原来 Master(14) 的priority=101，如果脚本检测到端口8080无法连接，就会 priority-2=99，小于 Backup(15) 的priority（100），此时 Backup 将竞争成为MASTER，这样就实现了Nginx应用的热备


验证：

# ip addr

# ipvsadm -L -n

如果想知道当前测试机（159.226.240.63）的访问请求被转发到那个服务器去了，可以在ipvsadm 命令后带一个选项，其完整形式为：ipvsadm –lcn | grep 159.226.240.63

[root@hld081028-mk ~]# ipvsadm -lcn | grep 159.226.240.63
TCP 14:56 ESTABLISHED 159.226.240.63:39783 172.16.11.16:8080 172.16.11.14:8080


六.测试场景

1.服务器层的双机热备
  1）其中一个服务器宕机
  2）其中一个服务器上的Keepalived宕掉
  3）其中一个服务器网络不通

2.应用层的双机热备
  1）其中一个服务器上的Nginx进程被意外kill
  2) 其中一个服务器上的应用端口（8080）不通