用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡

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1 规划和准备

  • 需要统一接入的应用系统
 
应用系统 域名/虚拟目录 应用服务器及URL
svn dev.mycompany.com/svn http://50.1.1.21/svn
svn web管理 dev.mycompany.com/submin http://50.1.1.21/submin
网站 www.mycompany.com http://50.1.1.10http://50.1.1.11http://50.1.1.12
OA oa.mycompany.com http://50.1.1.13:8080http://50.1.1.14:8080
  • 接入服务器
 
用途 IP
MASTER 50.1.1.3
BACKUP 50.1.1.4

操作系统: RHEL5.6x64,配置了yum 私服

两台接入服务器公用一个虚拟IP(VIP):50.1.1.2

2 安装

两台接入服务器分别安装NginX和keepalived:

  • 准备依赖包:
yum -y install gcc pcre-devel zlib-devel openssl-devel
  • 下载
wget http://nginx.org/download/nginx-1.2.4.tar.gz
wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.7.tar.gz
  • 安装NginX
用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
tar zxvf nginx-1.2.4.tar.gz

cd nginx-1.2.4

./configure --with-http_stub_status_module

make && make install
用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
  • 安装keepalived
用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
tar zxvf keepalived-1.2.7.tar.gz
cd keepalived-1.2.7
./configure
make
make install cp /usr/local/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/
cp /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
mkdir /etc/keepalived
cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/
用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
  • 加入启动服务

echo "/usr/local/nginx/sbin/nginx" >> /etc/rc.local
echo "/etc/init.d/keepalived start" >> /etc/rc.local

3 配置

 

3.1 配置NginX

两台接入服务器的NginX的配置完全一样,主要是配置/usr/local/nginx/conf/nginx.conf的http。其中多域名指向是通过虚拟主机(配置http下面的server)实现;同一域名的不同虚拟目录通过每个server下面的不同location实现;到后端的服务器在http下面配置upstream,然后在server或location中通过proxypass引用。要实现前面规划的接入方式,http的配置如下:

用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream; sendfile on; upstream dev.hysec.com {
server 50.1.1.21:80;
} upstream www.hysec.com {
ip_hash;
server 50.1.1.10:80;
server 50.1.1.11:80;
server 50.1.1.12:80;
} upstream oa.hysec.com {
ip_hash;
server 50.1.1.13:8080;
server 50.1.1.14:8080; server {
listen 80;
server_name dev.hysec.com;
location /svn {
proxy_pass http://dev.hysec.com;
} location /submin {
proxy_pass http://dev.hysec.com;
}
} server {
listen 80;
server_name www.hysec.com;
location / {
proxy_pass http://www.hysec.com;
}
server {
listen 80;
server_name oa.hysec.com;
location / {
proxy_pass http://oa.hysec.com;
}
}
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验证方法:

  • 首先用IP访问前表中各个应用服务器的url
  • 再用域名和路径访问前表中各个应用系统的域名/虚拟路径

3.2 配置keepalived

按照上面的安装方法,keepalived的配置文件在/etc/keepalived/keepalived.conf。主、从服务器的配置相关联但有所不同。如下:

Master:

用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
! Configuration File for keepalived

global_defs {
notification_email {
wanghaikuo@hysec.com
wanghaikuo@gmail.com
} notification_email_from wanghaikuo@hysec.com
smtp_server smtp.hysec.com
smtp_connect_timeout 30
router_id nginx_master } vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 101
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
50.1.1.2
}
}
用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡

Backup:

用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
! Configuration File for keepalived

global_defs {
notification_email {
wanghaikuo@hysec.com
wanghaikuo@gmail.com
} notification_email_from wanghaikuo@hysec.com
smtp_server smtp.hysec.com
smtp_connect_timeout 30
router_id nginx_backup } vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 99
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
50.1.1.2
}
}
用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡

验证:

  • 先后在主、从服务器上启动keepalived: /etc/init.d/keepalived start
  • 在主服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP: ip addr
  • 停止主服务器上的keepalived: /etc/init.d/keepalived stop 然后在从服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP:
  • 启动主服务器上的keepalived,看看主服务器能否重新接管虚拟IP

3.3 让keepalived监控NginX的状态

经过前面的配置,如果主服务器的keepalived停止服务,从服务器会自动接管VIP对外服务;一旦主服务器的keepalived恢复,会重新接管VIP。 但这并不是我们需要的,我们需要的是当NginX停止服务的时候能够自动切换。

keepalived支持配置监控脚本,我们可以通过脚本监控NginX的状态,如果状态不正常则进行一系列的操作,最终仍不能恢复NginX则杀掉keepalived,使得从服务器能够接管服务。

  • 如何监控NginX的状态

最简单的做法是监控NginX进程,更靠谱的做法是检查NginX端口,最靠谱的做法是检查多个url能否获取到页面。

  • 如何尝试恢复服务

如果发现NginX不正常,重启之。等待3秒再次校验,仍然失败则不再尝试。

根据上述策略很容易写出监控脚本。这里使用nmap检查nginx端口来判断nginx的状态,记得要首先安装nmap。监控脚本如下:

用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
#!/bin/sh
# check nginx server status
NGINX=/usr/local/nginx/sbin/nginx
PORT=80 nmap localhost -p $PORT | grep "$PORT/tcp open"
#echo $?
if [ $? -ne 0 ];then
$NGINX -s stop
$NGINX
sleep 3
nmap localhost -p $PORT | grep "$PORT/tcp open"
[ $? -ne 0 ] && /etc/init.d/keepalived stop
fi
用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡

不要忘了设置脚本的执行权限,否则不起作用。

假设上述脚本放在/opt/chk_nginx.sh,则keepalived.conf中增加如下配置:

用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
vrrp_script chk_http_port {
script "/opt/chk_nginx.sh"
interval 2
weight 2
} track_script {
chk_http_port
}
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更进一步,为了避免启动keepalived之前没有启动nginx , 可以在/etc/init.d/keepalived的start中首先启动nginx:

用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
start() {
/usr/local/nginx/sbin/nginx
sleep 3
echo -n $"Starting $prog: "
daemon keepalived ${KEEPALIVED_OPTIONS}
RETVAL=$?
echo
[ $RETVAL -eq 0 ] && touch /var/lock/subsys/$prog
}
用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡

4 还可以做什么

对于简单重复性劳动,人总是容易犯错,这种事情最好交给机器去做。 比如,在这个案例中,作为统一接入服务器,可能经常要修改nginx的配置、nginx下面的html文件等。而且,一定要保证集群中的每台服务器的配置相同。 最好的做法是由配置管理服务器来管理,如果没有,也可以使用简单的linux文件同步来解决。

5 SSL配置

在nginx/conf下生成秘钥:

用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
#生成RSA密钥
openssl dsaparam -rand -genkey -out myRSA.key 1024 #生成CA密钥:(要输入一个自己记得的密码)
openssl gendsa -des3 -out cert.key myRSA.key #用这个CA密钥来创建证书,需要上一步创建的密码
openssl req -new -x509 -days 365 -key cert.key -out cert.pem #把证书设置为root专用
chmod 700 cert.*
#生成免密码文件
openssl rsa -in cert.key -out cert.key.unsecure
用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡

如果要启用SSL,在nginx中进行如下配置:

用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡
# 这里是SSL的相关配置
server {
listen 443;
server_name www.example.com; # 你自己的域名
root /home/www;
ssl on;
ssl_certificate cert.perm;
#使用.unsecure文件可以在nginx启动时不输入密码
ssl_certificate_key cert.key.unsecure;
location / {
#...
}
}
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