Nginx+Keepalived实现web服务器高可用

1、Nginx

业务背景

现公司需求快速搭建web服务器，对外提供给用户web服务。

需求拆分

需要基于http协议的软件，搭建服务实现

介绍

常见用法：

1) web服务器软件 httpd http协议

同类的web服务器软件：apache(老牌) nginx(俄罗斯) IIS(微软)

2)代理服务器 反向代理

3)邮箱代理服务器 IMAP POP3 SMTP

4)负载均衡功能 LB loadblance

Nginx架构的特点：

• ①高可靠：稳定性 master进程 管理调度请求分发到哪一个worker=> worker进程 响应请求 一master多worker
• ②热部署 ：（1）平滑升级 （2）可以快速重载配置
• ③高并发：可以同时响应更多的请求 事件 epoll模型 几万
• ④响应快：尤其在处理静态文件上，响应速度很快 sendfile
• ⑤低消耗：cpu和内存 1w个请求 内存2-3MB
• ⑥分布式支持 ：反向代理 七层负载均衡

官方网址：​​http://nginx.org/​​

1.2、安装

常见安装方式：

• ①yum安装配置，需使用Nginx官方源或者EPEL源
• ②源码编译

#添加运行用户
 shell > useradd -s/sbin/nologin -M www
 #安装依赖
 shell > yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel
 #编译安装
 shell > cd /root/soft
 shell > tar xvf nginx-1.14.2.tar.gz
 shell > cd nginx-1.14.2
 shell > ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_realip_module && make && make install

编译参数说明

1.3、目录介绍

查看安装目录/usr/local/nginx

1.4、软件操作参数

查看nginx的二进制可执行文件的相关参数

shell > cd /usr/local/nginx/sbin
 shell > ./nginx -h

执行后显示

nginx version: nginx/1.14.2
 Usage: nginx [-?hvVtTq] [-s signal] [-c filename] [-p prefix] [-g directives]
 
 Options:
 #查看帮助
   -?,-h         : this help
 #查看版本并退出
   -v            : show version and exit
 #查看版本和配置选项并退出
   -V            : show version and configure options then exit
 #检测配置文件语法并退出
   -t            : test configuration and exit
 #检测配置文件语法打印它并退出
   -T            : test configuration, dump it and exit
 #在配置测试期间禁止显示非错误信息
   -q            : suppress non-error messages during configuration testing
 #发送信号给主进程  stop强制退出  quit优雅的退出  reopen重开日志   reload重载配置
   -s signal     : send signal to a master process: stop, quit, reopen, reload
 #设置nginx目录  $prefix路径
   -p prefix     : set prefix path (default: /usr/local/nginx/)
 #指定启动使用的配置文件
   -c filename   : set configuration file (default: conf/nginx.conf)
 #在配置文件之外设置全局指令
   -g directives : set global directives out of configuration file

一般主要使用：

• -s参数控制管理nginx服务
• -V参数查看nginx开启的模块和编译参数
• -t参数检测配置文件是否有错误

2、Keepalived实现高可用

业务背景

单例web服务器能够满足业务基本需求，提供web服务。但是，存在单点故障的问题，即当服务器宕机后，用户将无法获取到服务响应。

为了能够提高用户体验度，能够持续得给用户提供优质的服务，当web服务器不可用时，可以有备用服务器接替web服务器的工作，继续为用户提供响应。其中，还要解决一个问题，需要备用服务器能够快速自动切换过来。

一般将以上业务需求，称为实现服务的高可用HA。

需求拆分

也就是高可用的实现核心：

①冗余服务器（备份服务器）

②自动切换 可以通过绑定虚拟IP的方式 用户通过VIP访问服务

2.1、介绍

Keepalived软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的，用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态，后来又加入了可以实现高可用的VRRP功能。因此，Keepalived除了能够管理LVS软件外，还可以作为其他服务（例如：Nginx、Haproxy、MySQL等）的高可用解决方案软件。

keepalived主要使用三个模块，分别是core、check和vrrp。

core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。

check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。

vrrp模块是来实现VRRP协议的。

2.2、安装

master和backup都需要进行安装，也就是server01和server03机器

#安装keepalived
 shell > yum -y install keepalived

keepalived需要使用的目录和文件：

2.3、配置

①备份主备服务器的配置文件

shell > cd  /etc/keepalived
 shell > cp keepalived.conf keepalived.conf_bak

②分别修改主备服务器配置文件

shell > vim keepalived.conf

示例配置文件说明

! Configuration File for keepalived
 #发送邮件的配置
 global_defs {
    notification_email {
      [email protected]
      [email protected]
      [email protected]
    }
    notification_email_from [email protected]
    smtp_server 192.168.200.1
    smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL
 }
 #vrrp协议的配置
 vrrp_instance VI_1 {
     #工作模式
     state MASTER
     #监听的网卡
     interface eth0
     #虚拟路由id 需要和备服务器一致
     virtual_router_id 51
     #权重 优先级
     priority 100
     #vrrp包的发送周期  1s
     advert_int 1
     #权限验证
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 1111
     }
     #需要绑定切换的VIP
     virtual_ipaddress {
         192.168.200.16
         192.168.200.17
         192.168.200.18
     }
 }

主服务器

! Configuration File for keepalived
 global_defs {
    notification_email {
      [email protected]
      [email protected]
      [email protected]
    }
    notification_email_from [email protected]
    smtp_server 192.168.200.1
    smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL
 }
 vrrp_instance VI_1 {
     state MASTER
     interface eth0
     virtual_router_id 51
     priority 100
     advert_int 1
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 1111
     }
     #master默认只需要修改使用VIP即可
     virtual_ipaddress {
         192.168.17.200
     }
 }

备服务器

! Configuration File for keepalived
 global_defs {
    notification_email {
      [email protected]
      [email protected]
      [email protected]
    }
    notification_email_from [email protected]
    smtp_server 192.168.200.1
    smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL
 }
 vrrp_instance VI_1 {
     #修改工作模式为备
     state BACKUP
     interface eth0
     virtual_router_id 51
     priority 100
     advert_int 1
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 1111
     }
     #注意修改VIP
     virtual_ipaddress {
         192.168.17.200
     }
 }

③分别按照顺序启动主服务器和备服务器的keepalived

shell > service keepalived start

④查看主备服务器的网卡信息

#需要通过ip a命令查看  分别在server01和server03查看
 shell > ip a

2.4、模拟故障

模拟服务器故障宕机，查看是否可以切换服务到备用机器。

模拟宕机，关闭server01 master服务器，VIP自动切换到server03 backup服务器

#抓包vrrp
 shell > yum -y install tcpdump
 shell > tcpdump vrrp -n