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nginx两台负载均衡服务器之间使用keepalived实现高可用

news 2025/7/8 14:35:33

高可用HA

单点故障：某个重要的功能只有一份，如果他出现问题，会导致全局不能使用

“高可用性”（High Availability，缩写为HA）用于描述系统或服务在面临故障、硬件或软件问题时能够继续正常运行的能力。高可用性的目标是最大程度地减少系统中断或停机时间，确保用户可以随时访问服务或应用程序。

三个经典的高可用软件：hearbeat、keepalived、HAproxy

keepalived实现高可用

keepalived两大核心功能：
1、loadbalance 负载均衡：ipvs -> LVS软件在Linux内核里已经安装
2、high-avaliability 高可用：vrrp协议（虚拟路由冗余协议）

keepalived启动之后会有三个进程：
父进程： 内存管理，子进程管理等
子进程： VRRP子进程
子进程： healthchecker子进程，查看各自服务器的健康状况

出错了可以看日志：/var/log/messages

两台负载均衡器上都需要安装nginx，使用nginx做七层负载均衡，

VRRP协议

virtual router redundancy protocol 虚拟路由冗余协议
一组路由器协同工作，担任不同工作，担任不同角色，有master角色，也有backup角色
master角色的路由器（的接口）承担实际的数量流量转发任务
backup路由器监听master路由器的状态，并在master路由器发生故障时，接替其工作，从而保证业务流量的平滑切换

vrrp协议工作在网络层
vrrp协议使用固定的组播地址224.0.0.18进行发送
帧的组播地址：目的地址 - 01:00:5E:00:00:12
第8位为1，代表这个mac地址是一个广播地址

vrrp协议的工作原理：

所有的路由器或服务器发生vrrp宣告报文，进行选举，必须是相同vrid和认证密码，优先级高的服务器或路由器会被选举为master
master定时发生vrrp通告报文，以便向backup路由器告知自己的存活情况，默认时间间隔是1秒
接收master设备发送的vrrp通告报文，判断master设备的状态是否正常。如果超过1秒没有收到vrrp报文，就认为master挂了，开始重新选举新的master，vip会飘移到新的master上

单VIP架构

LB2：192.168.232.165

在两台LB上安装keepalived
```
yum install keepalived -y
```

修改主LB的配置文件

cd /etc/keepalived/
vim keepalived.conf! Configuration File for keepalivedglobal_defs {notification_email {acassen@firewall.locfailover@firewall.locsysadmin@firewall.loc}notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.locsmtp_server 192.168.200.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS_DEVELvrrp_skip_check_adv_addr#vrrp_strict    # 注释这一行vrrp_garp_interval 0vrrp_gna_interval 0
}vrrp_instance VI_1 {state MASTER    # 主LBinterface ens33virtual_router_id 58    # 虚拟路由器idpriority 120    # 优先级（0~255）advert_int 1    # 宣告消息的间隔事件为1秒authentication {    # 认证auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {    # VIP192.168.232.111}
}

修改从LB的配置文件

cd /etc/keepalived/
vim keepalived.conf! Configuration File for keepalivedglobal_defs {notification_email {acassen@firewall.locfailover@firewall.locsysadmin@firewall.loc}notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.locsmtp_server 192.168.200.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS_DEVELvrrp_skip_check_adv_addr#vrrp_strictvrrp_garp_interval 0vrrp_gna_interval 0
}vrrp_instance VI_1 {state BACKUP    # 从LBinterface ens33virtual_router_id 58priority 100    # 优先级要比主LB小advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.232.111}
}

配置完成之后刷新服务
```
service keepalived restart 
```
这个时候就可以在主LB服务器上看到VIP，而从LB服务器上没有这个VIP。VIP在哪一个服务器上，就由哪一个服务器对外提供服务

VIP飘移

master挂了（或keepalived服务关闭），VIP就会飘移到slave上，这个时候就可以在从LB上看到这个VIP。如果master恢复，VIP就会飘会主LB上（优先级更高）

脑裂

多台机器出现同一个VIP

脑裂出现的原因：
1、vrid（虚拟路由id）不一样
2、网络通信有问题（防火墙组织了vrrp报文的通信）
3、认证密码不一样

双VIP架构（互为主从）

双VIP的架构可以实现负载均衡

只要将以下代码加入主LB的配置文件，作为第二个VIP的从服务器

vrrp_instance VI_2 {state BACKUPinterface ens33virtual_router_id 59priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.232.112}
}

将以下代码加入从LB的配置文件，作为第二个VIP的主服务器

vrrp_instance VI_2 {state BACKUPinterface ens33virtual_router_id 59priority 120advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.232.112}
}

这个时候就可以在主LB上看到192.168.232.111这个VIP，在从LB上看到192.168.232.112

完成高可用之后就可以在DNS服务器里添加这两个IP的记录了

keepalived监控、执行脚本

Keepalived 可以通过检查状态来了解当前主服务器和备用服务器的状态

keepalived的基础是nginx服务，nginx服务停止了，就会检测为状态异常

实例：监控本机的nginx进程是否运行，如果nginx进程不运行就立马将优先级降低30

如何判断nginx是否运行
1、pidof nginx
2、查看kiilall -0 nginx这条命令的返回值

编写监控nginx脚本，授予可执行权限，也可以直接写在keepalived里

mkdir /nginx
cd /nginx
vim check_nginx.sh#!/bin/bash
if /usr/sbin/pidof nginx &>/dev/null ;thenexit 0
elseexit 1
fichmod +x check_nginx.sh

在keepalived里定义并调用监控脚本

# 在global_defts部分后面加：
# 定义监控脚本chk_nginx
# 当脚本执行返回值为1时才会执行下面权重值-30的操作
vrrp_script chk_nginx {script "/nginx/check_nginx.sh"interval 1    # 每隔一秒执行weight -30    # 返回值为0时就把优先级-30
}#主LB在vrrp_instance VI_1中添加，从在VI_2中添加：
# 调用监控脚本
track_script {chk_nginx
}

是master的那个vrrp实例调用vrrp监控脚本

notify

notify脚本是当本节点服务器成为某个角色的时候，就会去执行某个脚本

# 状态改变为master后执行的脚本
notify_master "/mail/master.sh"# 状态改变为backup后执行的脚本
notify_backup "/mail/backup.sh"# vrrp停止后执行的脚本
notify_stop "/mail/stop.sh"

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