作者：冰河
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• 本章难度：★★☆☆☆
• 本章重点：用最简短的篇幅介绍Nginx最核心的知识，掌握基于主从模式搭建Nginx+Keepalived双机热备环境，并能够灵活运用到实际项目中，维护高可用系统。

大家好，我是冰河~~

今天给大家介绍《Nginx核心技术》的第18章：基于主从模式搭建Nginx+Keepalived双机热备环境，多一句没有，少一句不行，用最简短的篇幅讲述Nginx最核心的知识，好了，开始今天的内容。

18.1 负载均衡技术

负载均衡技术对于一个网站尤其是大型网站的web服务器集群来说是至关重要的！做好负载均衡架构，可以实现故障转移和高可用环境，避免单点故障，保证网站健康持续运行。

由于业务扩展，网站的访问量不断加大，负载越来越高。现需要在web前端放置nginx负载均衡,同时结合keepalived对前端nginx实现HA高可用。

1）nginx进程基于Master+Slave(worker)多进程模型，自身具有非常稳定的子进程管理功能。在Master进程分配模式下，Master进程永远不进行业务处理，只是进行任务分发，从而达到Master进程的存活高可靠性，Slave(worker)进程所有的业务信号都 由主进程发出，Slave(worker)进程所有的超时任务都会被Master中止，属于非阻塞式任务模型。

2）Keepalived是Linux下面实现VRRP备份路由的高可靠性运行件。基于Keepalived设计的服务模式能够真正做到主服务器和备份服务器故障时IP瞬间无缝交接。二者结合，可以构架出比较稳定的软件LB方案。

18.2 Keepalived介绍

Keepalived是一个基于VRRP协议来实现的服务高可用方案，可以利用其来避免IP单点故障，类似的工具还有heartbeat、corosync、pacemaker。但是它一般不会单独出现，而是与其它负载均衡技术（如lvs、haproxy、nginx）一起工作来达到集群的高可用。

18.3 VRRP协议

VRRP全称 Virtual Router Redundancy Protocol，即 虚拟路由冗余协议。可以认为它是实现路由器高可用的容错协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组(Router Group)，这个组里面有一个master和多个backup，但在外界看来就像一台一样，构成虚拟路由器，拥有一个虚拟IP（vip，也就是路由器所在局域网内其他机器的默认路由），占有这个IP的master实际负责ARP相应和转发IP数据包，组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。master会发组播消息，当backup在超时时间内收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master，保证路由器的高可用。

在VRRP协议实现里，虚拟路由器使用 00-00-5E-00-01-XX 作为虚拟MAC地址，XX就是唯一的 VRID （Virtual Router IDentifier），这个地址同一时间只有一个物理路由器占用。在虚拟路由器里面的物理路由器组里面通过多播IP地址 224.0.0.18 来定时发送通告消息。每个Router都有一个 1-255 之间的优先级别，级别最高的（highest priority）将成为主控（master）路由器。通过降低master的优先权可以让处于backup状态的路由器抢占（pro-empt）主路由器的状态，两个backup优先级相同的IP地址较大者为master，接管虚拟IP。

keepalived与heartbeat/corosync等比较

Heartbeat、Corosync、Keepalived这三个集群组件我们到底选哪个好呢？

首先要说明的是，Heartbeat、Corosync是属于同一类型，Keepalived与Heartbeat、Corosync，根本不是同一类型的。
Keepalived使用的vrrp协议方式，虚拟路由冗余协议 (Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP)；
Heartbeat或Corosync是基于主机或网络服务的高可用方式；

简单的说就是，Keepalived的目的是模拟路由器的高可用，Heartbeat或Corosync的目的是实现Service的高可用。
所以一般Keepalived是实现前端高可用，常用的前端高可用的组合有，就是我们常见的LVS+Keepalived、Nginx+Keepalived、HAproxy+Keepalived。而Heartbeat或Corosync是实现服务的高可用，常见的组合有Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+Httpd 实现Web服务器的高可用、Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+MySQL 实现MySQL服务器的高可用。

总结一下，Keepalived中实现轻量级的高可用，一般用于前端高可用，且不需要共享存储，一般常用于两个节点的高可用。而Heartbeat(或Corosync)一般用于服务的高可用，且需要共享存储，一般用于多节点的高可用。这个问题我们说明白了。

那heartbaet与corosync又应该选择哪个好？

一般用corosync，因为corosync的运行机制更优于heartbeat，就连从heartbeat分离出来的pacemaker都说在以后的开发当中更倾向于corosync，所以现在corosync+pacemaker是最佳组合。

双机高可用一般是通过虚拟IP（飘移IP）方法来实现的，基于Linux/Unix的IP别名技术。

双机高可用方法目前分为两种：

1）双机主从模式：即前端使用两台服务器，一台主服务器和一台热备服务器，正常情况下，主服务器绑定一个公网虚拟IP，提供负载均衡服务，热备服务器处于空闲状态；当主服务器发生故障时，热备服务器接管主服务器的公网虚拟IP，提供负载均衡服务；但是热备服务器在主机器不出现故障的时候，永远处于浪费状态，对于服务器不多的网站，该方案不经济实惠。

2）双机主主模式：即前端使用两台负载均衡服务器，互为主备，且都处于活动状态，同时各自绑定一个公网虚拟IP，提供负载均衡服务；当其中一台发生故障时，另一台接管发生故障服务器的公网虚拟IP（这时由非故障机器一台负担所有的请求）。这种方案，经济实惠，非常适合于当前架构环境。

今天在此分享下Nginx+keepalived实现高可用负载均衡的主从模式的操作记录：

keepalived可以认为是VRRP协议在Linux上的实现，主要有三个模块，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。

18.4 环境说明

操作系统：centos6.8，64位
master机器（master-node）：103.110.98.14/192.168.1.14
slave机器（slave-node）：103.110.98.24/192.168.1.24
公用的虚拟IP（VIP）：103.110.98.20 //负载均衡器上配置的域名都解析到这个VIP上

18.5 应用环境

18.6 环境安装

安装nginx和keepalive服务（master-node和slave-node两台服务器上的安装操作完全一样）。

安装依赖

[root@master-node ~]# yum -y install gcc pcre-devel zlib-devel openssl-devel

大家可以到链接：https://download.csdn.net/download/l1028386804/10376846下载nginx1.9.7+keepalive1.3.2，也可以将nginx.1.9.7更新为nginx1.19.2。nginx1.19.2与nginx1.9.7的安装方式相同，这里我以nginx1.9.7为例进行安装。

[root@master-node ~]# cd /usr/local/src/
[root@master-node src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.9.7.tar.gz
[root@master-node src]# wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.3.2.tar.gz

安装nginx

[root@master-node src]# tar -zvxf nginx-1.9.7.tar.gz
[root@master-node src]# cd nginx-1.9.7

添加www用户，其中-M参数表示不添加用户家目录，-s参数表示指定shell类型

[root@master-node nginx-1.9.7]# useradd www -M -s /sbin/nologin
[root@master-node nginx-1.9.7]# vim auto/cc/gcc
#将这句注释掉 取消Debug编译模式 大概在179行
#CFLAGS="$CFLAGS -g"
[root@master-node nginx-1.9.7]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-http_flv_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre
[root@master-node nginx-1.9.7]# make && make install

安装keepalived

[root@master-node src]# tar -zvxf keepalived-1.3.2.tar.gz
[root@master-node src]# cd keepalived-1.3.2
[root@master-node keepalived-1.3.2]# ./configure
[root@master-node keepalived-1.3.2]# make && make install
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/src/keepalived-1.3.2/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
[root@master-node keepalived-1.3.2]# mkdir /etc/keepalived
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
[root@master-node keepalived-1.3.2]# cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/

将nginx和keepalive服务加入开机启动服务

[root@master-node keepalived-1.3.2]# echo "/usr/local/nginx/sbin/nginx" >> /etc/rc.local
[root@master-node keepalived-1.3.2]# echo "/etc/init.d/keepalived start" >> /etc/rc.local

18.7 配置服务

先关闭SElinux、配置防火墙 （master和slave两台负载均衡机都要做）

[root@master-node ~]# vim /etc/sysconfig/selinux
#SELINUX=enforcing                      #注释掉
#SELINUXTYPE=targeted                #注释掉
SELINUX=disabled                           #增加
[root@master-node ~]# setenforce 0                               #使配置立即生效

[root@master-node ~]# vim /etc/sysconfig/iptables
.......
-A INPUT -s 103.110.98.0/24 -d 224.0.0.18 -j ACCEPT                        #允许组播地址通信
-A INPUT -s 192.168.1.0/24 -d 224.0.0.18 -j ACCEPT
-A INPUT -s 103.110.98.0/24 -p vrrp -j ACCEPT                                  #允许 VRRP（虚拟路由器冗余协）通信
-A INPUT -s 192.168.1.0/24 -p vrrp -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 80 -j ACCEPT      #开通80端口访问

[root@master-node ~]# /etc/init.d/iptables restart                               #重启防火墙使配置生效

18.8 配置nginx

master-node和slave-node两台服务器的nginx的配置完全一样,主要是配置/usr/local/nginx/conf/nginx.conf的http，当然也可以配置vhost虚拟主机目录，然后配置vhost下的比如LB.conf文件。

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vhost/LB.conf下面配置upstream,然后在server或location中通过proxy_pass引用。

要实现前面规划的接入方式，LB.conf的配置如下（添加proxy_cache_path和proxy_temp_path这两行，表示打开nginx的缓存功能）

[root@master-node ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
user  www;
worker_processes  8;
 
#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;
 
#pid        logs/nginx.pid;
 
 
events {
    worker_connections  65535;
}
 
 
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    charset utf-8;
       
    ######
    ## set access log format
    ######
    log_format  main  '$http_x_forwarded_for $remote_addr $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_cookie" $host $request_time';
 
    #######
    ## http setting
    #######
    sendfile       on;
    tcp_nopush     on;
    tcp_nodelay    on;
    keepalive_timeout  65;
    proxy_cache_path /var/www/cache levels=1:2 keys_zone=mycache:20m max_size=2048m inactive=60m;
    proxy_temp_path /var/www/cache/tmp;
 
    fastcgi_connect_timeout 3000;
    fastcgi_send_timeout 3000;
    fastcgi_read_timeout 3000;
    fastcgi_buffer_size 256k;
    fastcgi_buffers 8 256k;
    fastcgi_busy_buffers_size 256k;
    fastcgi_temp_file_write_size 256k;
    fastcgi_intercept_errors on;
 
    #
    client_header_timeout 600s;
    client_body_timeout 600s;
   # client_max_body_size 50m;
    client_max_body_size 100m;               #允许客户端请求的最大单个文件字节数
    client_body_buffer_size 256k;            #缓冲区代理缓冲请求的最大字节数，可以理解为先保存到本地再传给用户
 
    gzip  on;
    gzip_min_length  1k;
    gzip_buffers     4 16k;
    gzip_http_version 1.1;
    gzip_comp_level 9;
    gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/x-httpd-php;
    gzip_vary on;
 
    ## includes vhosts
    include vhosts/*.conf;
}

[root@master-node ~]# mkdir /usr/local/nginx/conf/vhosts
[root@master-node ~]# mkdir /var/www/cache
[root@master-node ~]# ulimit 65535

[root@master-node ~]# vim /usr/local/nginx/conf/vhosts/LB.conf
upstream LB-WWW {
      ip_hash;
      server 192.168.1.101:80 max_fails=3 fail_timeout=30s;     #max_fails = 3 为允许失败的次数，默认值为1
      server 192.168.1.102:80 max_fails=3 fail_timeout=30s;     #fail_timeout = 30s 当max_fails次失败后，暂停将请求分发到该后端服务器的时间
      server 192.168.1.118:80 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    }
    
upstream LB-OA {
      ip_hash;
      server 192.168.1.101:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
      server 192.168.1.102:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
}
          
  server {
      listen      80;
      server_name dev.wangshibo.com;
    
      access_log  /usr/local/nginx/logs/dev-access.log main;
      error_log  /usr/local/nginx/logs/dev-error.log;
    
      location /svn {
         proxy_pass http://192.168.1.108/svn/;
         proxy_redirect off ;
         proxy_set_header Host $host;
         proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
         proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
         proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
         proxy_connect_timeout 300;             #跟后端服务器连接超时时间，发起握手等候响应时间
         proxy_send_timeout 300;                #后端服务器回传时间，就是在规定时间内后端服务器必须传完所有数据
         proxy_read_timeout 600;                #连接成功后等待后端服务器的响应时间，已经进入后端的排队之中等候处理
         proxy_buffer_size 256k;                #代理请求缓冲区,会保存用户的头信息以供nginx进行处理
         proxy_buffers 4 256k;                  #同上，告诉nginx保存单个用几个buffer最大用多少空间
         proxy_busy_buffers_size 256k;          #如果系统很忙时候可以申请最大的proxy_buffers
         proxy_temp_file_write_size 256k;       #proxy缓存临时文件的大小
         proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
         proxy_max_temp_file_size 128m;
         proxy_cache mycache;                                
         proxy_cache_valid 200 302 60m;                      
         proxy_cache_valid 404 1m;
       }
    
      location /submin {
         proxy_pass http://192.168.1.108/submin/;
         proxy_redirect off ;
         proxy_set_header Host $host;
         proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
         proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
         proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
         proxy_connect_timeout 300;
         proxy_send_timeout 300;
         proxy_read_timeout 600;
         proxy_buffer_size 256k;
         proxy_buffers 4 256k;
         proxy_busy_buffers_size 256k;
         proxy_temp_file_write_size 256k;
         proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
         proxy_max_temp_file_size 128m;
         proxy_cache mycache;        
         proxy_cache_valid 200 302 60m;
         proxy_cache_valid 404 1m;
        }
    }
    
server {
     listen       80;
     server_name  www.wangshibo.com;
  
      access_log  /usr/local/nginx/logs/www-access.log main;
      error_log  /usr/local/nginx/logs/www-error.log;
  
     location / {
         proxy_pass http://LB-WWW;
         proxy_redirect off ;
         proxy_set_header Host $host;
         proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
         proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
         proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
         proxy_connect_timeout 300;
         proxy_send_timeout 300;
         proxy_read_timeout 600;
         proxy_buffer_size 256k;
         proxy_buffers 4 256k;
         proxy_busy_buffers_size 256k;
         proxy_temp_file_write_size 256k;
         proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
         proxy_max_temp_file_size 128m;
         proxy_cache mycache;                                
         proxy_cache_valid 200 302 60m;                      
         proxy_cache_valid 404 1m;
        }
}
   
 server {
       listen       80;
       server_name  oa.wangshibo.com;
  
      access_log  /usr/local/nginx/logs/oa-access.log main;
      error_log  /usr/local/nginx/logs/oa-error.log;
  
       location / {
         proxy_pass http://LB-OA;
         proxy_redirect off ;
         proxy_set_header Host $host;
         proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
         proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
         proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
         proxy_connect_timeout 300;
         proxy_send_timeout 300;
         proxy_read_timeout 600;
         proxy_buffer_size 256k;
         proxy_buffers 4 256k;
         proxy_busy_buffers_size 256k;
         proxy_temp_file_write_size 256k;
         proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
         proxy_max_temp_file_size 128m;
         proxy_cache mycache;                                
         proxy_cache_valid 200 302 60m;                      
         proxy_cache_valid 404 1m;
        }
}

18.9 验证Nginx配置

验证方法（保证从负载均衡器本机到后端真实服务器之间能正常通信）：
1）首先在本机用IP访问上面LB.cong中配置的各个后端真实服务器的url
2）然后在本机用域名和路径访问上面LB.cong中配置的各个后端真实服务器的域名/虚拟路径

后端应用服务器的nginx配置，这里选择192.168.1.108作为例子进行说明。

由于这里的192.168.1.108机器是openstack的虚拟机，没有外网ip，不能解析域名。所以在server_name处也将ip加上，使得用ip也可以访问。

[root@108-server ~]# cat /usr/local/nginx/conf/vhosts/svn.conf
server {
listen 80;
#server_name dev.wangshibo.com;
server_name dev.wangshibo.com 192.168.1.108;

access_log /usr/local/nginx/logs/dev.wangshibo-access.log main;
error_log /usr/local/nginx/logs/dev.wangshibo-error.log;

location / {
root /var/www/html;
index index.html index.php index.htm;
}
}

[root@108-server ~]# ll /var/www/html/
drwxr-xr-x. 2 www www 4096 Dec 7 01:46 submin
drwxr-xr-x. 2 www www 4096 Dec 7 01:45 svn
[root@108-server ~]# cat /var/www/html/svn/index.html
this is the page of svn/192.168.1.108
[root@108-server ~]# cat /var/www/html/submin/index.html
this is the page of submin/192.168.1.108

[root@108-server ~]# cat /etc/hosts
127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.1.108 dev.wangshibo.com

[root@108-server ~]# curl http://dev.wangshibo.com       //由于是内网机器不能联网，亦不能解析域名。所以用域名访问没有反应。只能用ip访问
[root@ops-server4 vhosts]# curl http://192.168.1.108
this is 192.168.1.108 page!!!
[root@ops-server4 vhosts]# curl http://192.168.1.108/svn/           //最后一个/符号要加上，否则访问不了。
this is the page of svn/192.168.1.108
[root@ops-server4 vhosts]# curl http://192.168.1.108/submin/
this is the page of submin/192.168.1.108

然后在master-node和slave-node两台负载机器上进行测试（iptables防火墙要开通80端口）：

[root@master-node ~]# curl http://192.168.1.108/svn/
this is the page of svn/192.168.1.108
[root@master-node ~]# curl http://192.168.1.108/submin/
this is the page of submin/192.168.1.108

浏览器访问：
在本机host绑定dev.wangshibo.com，如下，即绑定到master和slave机器的公网ip上测试是否能正常访问（nginx+keepalive环境正式完成后，域名解析到的真正地址是VIP地址）
103.110.98.14 dev.wangshibo.com
103.110.98.24 dev.wangshibo.com

18.10 keepalived配置

1）master-node负载机上的keepalived配置

[root@master-node ~]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak
[root@master-node ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived     #全局定义
  
global_defs {
notification_email {     #指定keepalived在发生事件时(比如切换)发送通知邮件的邮箱
ops@wangshibo.cn   #设置报警邮件地址，可以设置多个，每行一个。 需开启本机的sendmail服务
tech@wangshibo.cn
}
  
notification_email_from ops@wangshibo.cn   #keepalived在发生诸如切换操作时需要发送email通知地址
smtp_server 127.0.0.1      #指定发送email的smtp服务器
smtp_connect_timeout 30    #设置连接smtp server的超时时间
router_id master-node     #运行keepalived的机器的一个标识，通常可设为hostname。故障发生时，发邮件时显示在邮件主题中的信息。
}
  
vrrp_script chk_http_port {      #检测nginx服务是否在运行。有很多方式，比如进程，用脚本检测等等
    script "/opt/chk_nginx.sh"   #这里通过脚本监测
    interval 2                   #脚本执行间隔，每2s检测一次
    weight -5                    #脚本结果导致的优先级变更，检测失败（脚本返回非0）则优先级 -5
    fall 2                    #检测连续2次失败才算确定是真失败。会用weight减少优先级（1-255之间）
    rise 1                    #检测1次成功就算成功。但不修改优先级
}
  
vrrp_instance VI_1 {    #keepalived在同一virtual_router_id中priority（0-255）最大的会成为master，也就是接管VIP，当priority最大的主机发生故障后次priority将会接管
    state MASTER    #指定keepalived的角色，MASTER表示此主机是主服务器，BACKUP表示此主机是备用服务器。注意这里的state指定instance(Initial)的初始状态，就是说在配置好后，这台服务器的初始状态就是这里指定的，但这里指定的不算，还是得要通过竞选通过优先级来确定。如果这里设置为MASTER，但如若他的优先级不及另外一台，那么这台在发送通告时，会发送自己的优先级，另外一台发现优先级不如自己的高，那么他会就回抢占为MASTER
    interface em1          #指定HA监测网络的接口。实例绑定的网卡，因为在配置虚拟IP的时候必须是在已有的网卡上添加的
    mcast_src_ip 103.110.98.14  # 发送多播数据包时的源IP地址，这里注意了，这里实际上就是在哪个地址上发送VRRP通告，这个非常重要，一定要选择稳定的网卡端口来发送，这里相当于heartbeat的心跳端口，如果没有设置那么就用默认的绑定的网卡的IP，也就是interface指定的IP地址
    virtual_router_id 51         #虚拟路由标识，这个标识是一个数字，同一个vrrp实例使用唯一的标识。即同一vrrp_instance下，MASTER和BACKUP必须是一致的
    priority 101                 #定义优先级，数字越大，优先级越高，在同一个vrrp_instance下，MASTER的优先级必须大于BACKUP的优先级
    advert_int 1                 #设定MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
    authentication {             #设置验证类型和密码。主从必须一样
        auth_type PASS           #设置vrrp验证类型，主要有PASS和AH两种
        auth_pass 1111           #设置vrrp验证密码，在同一个vrrp_instance下，MASTER与BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信
    }
    virtual_ipaddress {          #VRRP HA 虚拟地址 如果有多个VIP，继续换行填写
        103.110.98.20
    }
 
    track_script {                      #执行监控的服务。注意这个设置不能紧挨着写在vrrp_script配置块的后面（实验中碰过的坑），否则nginx监控失效！！
       chk_http_port                    #引用VRRP脚本，即在 vrrp_script 部分指定的名字。定期运行它们来改变优先级，并最终引发主备切换。
    }
}	

18.11 slave-node负载机上的keepalived配置

[root@slave-node ~]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak
[root@slave-node ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived    
  
global_defs {
notification_email {                
ops@wangshibo.cn                     
tech@wangshibo.cn
}
  
notification_email_from ops@wangshibo.cn  
smtp_server 127.0.0.1                    
smtp_connect_timeout 30                 
router_id slave-node                    
}
  
vrrp_script chk_http_port {         
    script "/opt/chk_nginx.sh"   
    interval 2                      
    weight -5                       
    fall 2                   
    rise 1                  
}
  
vrrp_instance VI_1 {            
    state BACKUP           
    interface em1            
    mcast_src_ip 103.110.98.24  
    virtual_router_id 51        
    priority 99               
    advert_int 1               
    authentication {            
        auth_type PASS         
        auth_pass 1111          
    }
    virtual_ipaddress {        
        103.110.98.20
    }
 
    track_script {                     
       chk_http_port                 
    }
 
}

让keepalived监控NginX的状态：

1）经过前面的配置，如果master主服务器的keepalived停止服务，slave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。
2）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。

注意：这里要提示一下keepalived.conf中vrrp_script配置区的script一般有2种写法：

1）通过脚本执行的返回结果，改变优先级，keepalived继续发送通告消息，backup比较优先级再决定。这是直接监控Nginx进程的方式。
2）脚本里面检测到异常，直接关闭keepalived进程，backup机器接收不到advertisement会抢占IP。这是检查NginX端口的方式。

上文script配置部分，“killall -0 nginx"属于第1种情况，”/opt/chk_nginx.sh" 属于第2种情况。个人更倾向于通过shell脚本判断，但有异常时exit 1，正常退出exit 0，然后keepalived根据动态调整的 vrrp_instance 优先级选举决定是否抢占VIP：

• 如果脚本执行结果为0，并且weight配置的值大于0，则优先级相应的增加
• 如果脚本执行结果非0，并且weight配置的值小于0，则优先级相应的减少
• 其他情况，原本配置的优先级不变，即配置文件中priority对应的值。

提示：
优先级不会不断的提高或者降低

可以编写多个检测脚本并为每个检测脚本设置不同的weight（在配置中列出就行）

不管提高优先级还是降低优先级，最终优先级的范围是在[1,254]，不会出现优先级小于等于0或者优先级大于等于255的情况
在MASTER节点的 vrrp_instance 中 配置 nopreempt ，当它异常恢复后，即使它 prio 更高也不会抢占，这样可以避免正常情况下做无谓的切换

以上可以做到利用脚本检测业务进程的状态，并动态调整优先级从而实现主备切换。

另外：在默认的keepalive.conf里面还有 virtual_server,real_server 这样的配置，我们这用不到，它是为lvs准备的。

如何尝试恢复服务
由于keepalived只检测本机和他机keepalived是否正常并实现VIP的漂移，而如果本机nginx出现故障不会则不会漂移VIP。
所以编写脚本来判断本机nginx是否正常，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，关闭keepalived，其他主机此时会接管VIP；

根据上述策略很容易写出监控脚本。此脚本必须在keepalived服务运行的前提下才有效！如果在keepalived服务先关闭的情况下，那么nginx服务关闭后就不能实现自启动了。

该脚本检测ngnix的运行状态，并在nginx进程不存在时尝试重新启动ngnix，如果启动失败则停止keepalived，准备让其它机器接管。
监控脚本如下（master和slave都要有这个监控脚本）：

[root@master-node ~]# vim /opt/chk_nginx.sh

#!/bin/bash
counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)
if [ "${counter}" = "0" ]; then
    /usr/local/nginx/sbin/nginx
    sleep 2
    counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)
    if [ "${counter}" = "0" ]; then
        /etc/init.d/keepalived stop
    fi
fi

[root@master-node ~]# chmod 755 /opt/chk_nginx.sh
[root@master-node ~]# sh /opt/chk_nginx.sh
80/tcp open http

此架构需考虑的问题
1）master没挂，则master占有vip且nginx运行在master上
2）master挂了，则slave抢占vip且在slave上运行nginx服务
3）如果master上的nginx服务挂了，则nginx会自动重启，重启失败后会自动关闭keepalived，这样vip资源也会转移到slave上。
4）检测后端服务器的健康状态
5）master和slave两边都开启nginx服务，无论master还是slave，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。（nginx服务宕停后会自动启动，启动失败后会强制关闭keepalived，从而致使vip资源漂移到另一台机器上）

最后验证（将配置的后端应用域名都解析到VIP地址上）：关闭主服务器上的keepalived或nginx，vip都会自动飘到从服务器上。

验证keepalived服务故障情况：
1）先后在master、slave服务器上启动nginx和keepalived，保证这两个服务都正常开启:

[root@master-node ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@master-node ~]# /etc/init.d/keepalived start
[root@slave-node ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@slave-node ~]# /etc/init.d/keepalived start

2）在主服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP

[root@master-node ~]# ip addr
.......
2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
link/ether 44:a8:42:17:3d:dd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 103.110.98.14/26 brd 103.10.86.63 scope global em1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 103.110.98.20/32 scope global em1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 103.110.98.20/26 brd 103.10.86.63 scope global secondary em1:0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::46a8:42ff:fe17:3ddd/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

3）停止主服务器上的keepalived:

[root@master-node ~]# /etc/init.d/keepalived stop
Stopping keepalived (via systemctl): [ OK ]
[root@master-node ~]# /etc/init.d/keepalived status
[root@master-node ~]# ps -ef|grep keepalived
root 26952 24348 0 17:49 pts/0 00:00:00 grep --color=auto keepalived
[root@master-node ~]# 

4）然后在从服务器上查看，发现已经接管了VIP：

[root@slave-node ~]# ip addr
.......
2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
link/ether 44:a8:42:17:3c:a5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 103.110.98.24/26 brd 103.10.86.63 scope global em1
inet 103.110.98.20/32 scope global em1
inet6 fe80::46a8:42ff:fe17:3ca5/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
.......

发现master的keepalived服务挂了后，vip资源自动漂移到slave上，并且网站正常访问，丝毫没有受到影响！

5）重新启动主服务器上的keepalived，发现主服务器又重新接管了VIP，此时slave机器上的VIP已经不在了

[root@master-node ~]# /etc/init.d/keepalived start
Starting keepalived (via systemctl): [ OK ]
[root@master-node ~]# ip addr
.......
2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
link/ether 44:a8:42:17:3d:dd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 103.110.98.14/26 brd 103.10.86.63 scope global em1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 103.110.98.20/32 scope global em1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 103.110.98.20/26 brd 103.10.86.63 scope global secondary em1:0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::46a8:42ff:fe17:3ddd/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
......

[root@slave-node ~]# ip addr
.......
2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
link/ether 44:a8:42:17:3c:a5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 103.110.98.24/26 brd 103.10.86.63 scope global em1
inet6 fe80::46a8:42ff:fe17:3ca5/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

接着验证下nginx服务故障，看看keepalived监控nginx状态的脚本是否正常？
如下：手动关闭master机器上的nginx服务，最多2秒钟后就会自动起来（因为keepalive监控nginx状态的脚本执行间隔时间为2秒）。域名访问几乎不受影响！

[root@master-node ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
[root@master-node ~]# ps -ef|grep nginx
root 28401 24826 0 19:43 pts/1 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@master-node ~]# ps -ef|grep nginx
root 28871 28870 0 19:47 ? 00:00:00 /bin/sh /opt/chk_nginx.sh
root 28875 24826 0 19:47 pts/1 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@master-node ~]# ps -ef|grep nginx
root 28408 1 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
www 28410 28408 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: worker process
www 28411 28408 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: worker process
www 28412 28408 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: worker process
www 28413 28408 0 19:43 ? 00:00:00 nginx: worker process

最后可以查看两台服务器上的/var/log/messages，观察VRRP日志信息的vip漂移情况~~~~

18.12 可能出现的问题

1）VIP绑定失败
原因可能有：
-> iptables开启后，没有开放允许VRRP协议通信的策略（也有可能导致脑裂）；可以选择关闭iptables
-> keepalived.conf文件配置有误导致，比如interface绑定的设备错误

2）VIP绑定后，外部ping不通
可能的原因是：
-> 网络故障，可以检查下网关是否正常；
-> 网关的arp缓存导致，可以进行arp更新，命令是"arping -I 网卡名 -c 5 -s VIP 网关"

好了，相信各位小伙伴们对基于主从模式搭建Nginx+Keepalived双机热备环境，有了进一步的了解，我是冰河，我们下期见~~