# Nginx + Keepalived 高可用
## 说明
- 高可用 HA（High Availability），简单讲就是：我某个应用挂了，自动有另外应用起来接着扛着，致使整个服务对外来看是没有中断过的。这里的重点就是不中断，致使公司整个业务能不断进行中，把影响减到最小，赚得更多。
- 因为要不中断，所以我们就需要用到了 Keepalived。Keepalived 一般不会单独使用，基本都是跟负载均衡软件（LVS、HAProxy、Nginx）一起工作来达到集群的高可用效果。
- Keepalived 有双主、主备方案
- 常用词：
- 心跳：Master 会主动给 Backup 发送心跳检测包以及对外的网络功能，而 Backup 负责接收 Master 的心跳检测包，随时准备接管主机。为什么叫心跳不知道，但是挺形象的，心跳同步。
- 选举：Keepalived 配置的时候可以指定各台主机优先级，Master 挂了，各台 Backup 要选举出一个新的 Master。
- Keepalived
- 官网：
- 官网文档：
## 搭建
- 软件版本：
- Nginx：**1.8.1**
- Keepalived：**1.2.20**
- JDK：**8u72**
- Tomcat：**8.0.32**
- 部署环境（下文中以第几台来代表这些主机）：
- 虚拟 IP（VIP）：192.168.1.50
- 第一台主机：Nginx 1 + Keepalived 1 == 192.168.1.120（Master）
- 第二台主机：Nginx 2 + Keepalived 2 == 192.168.1.121（Backup）
- 第三台主机：Tomcat 1 == 192.168.1.122（Web 1）
- 第四台主机：Tomcat 2 == 192.168.1.123（Web 2）
- 所有机子进行时间校准：[NTP（Network Time Protocol）介绍](NTP.md)
- 第三、第四台主机部署：
- JDK 的安装：[JDK 安装](JDK-Install.md)
- Tomcat 的安装：[Tomcat 安装和配置、优化](Tomcat-Install-And-Settings.md)
- 第一、二台主机部署（两台部署内容一样）：
- Nginx 的安装：[Nginx 安装和配置](Nginx-Install-And-Settings.md)
- 添加虚拟 IP：
- 复制一个网卡信息：`sudo cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:0`
- 编辑配置文件：`sudo vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:0`
- 修改内容为如下信息：
``` nginx
DEVICE=eth0:0 >>> 这个需要修改
TYPE=Ethernet
UUID=8ddbb256-caab-4ddf-8e9a-6527b4ac5a26
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=192.168.1.50 >>> 这个需要修改
PREFIX=24
GATEWAY=192.168.1.1
DNS1=101.226.4.6
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=yes
IPV6INIT=no
NAME="System eth0:0" >>> 这个需要修改
HWADDR=00:0c:29:f4:17:db
LAST_CONNECT=1460213205
```
- 重启网卡服务：`service network restart`
- 如果你要绑定更多虚拟 IP，则多复制几个网卡配置出来，命名如下：ifcfg-eth0:0，ifcfg-eth0:1，ifcfg-eth0:2 ......
- Keepalived 开始安装
- 安装依赖：`sudo yum install -y gcc openssl-devel popt-devel`
- 解压包：`cd /opt/setups/ ; tar zxvf keepalived-1.2.20.tar.gz`
- 编译：`cd /opt/setups/keepalived-1.2.20 ; ./configure --prefix=/usr/program/keepalived`
- 编译安装：`make && make install`
- Keepalived 设置服务和随机启动
- 复制配置文件到启动脚本目录：`cp /usr/program/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/keepalived`
- 增加权限：`chmod +x /etc/init.d/keepalived`
- 编辑配置文件：`vim /etc/init.d/keepalived`
``` nginx
把 15 行的：. /etc/sysconfig/keepalived，改为：
. /usr/program/keepalived/etc/sysconfig/keepalived（注意：前面有一个点和空格需要注意）
```
- 添加环境变量：`vim /etc/profile`
``` nginx
# Keepalived 配置
KEEPALIVED_HOME=/usr/program/keepalived
PATH=$PATH:$KEEPALIVED_HOME/sbin
export KEEPALIVED_HOME
export PATH
```
- 刷新环境变量：`source /etc/profile`
- 检测环境变量：`keepalived -v`
- `ln -s /usr/program/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/`
- `vim /usr/program/keepalived/etc/sysconfig/keepalived`
``` nginx
把 14 行的：KEEPALIVED_OPTIONS="-D"，改为：
KEEPALIVED_OPTIONS="-D -f /usr/program/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf"
```
- 加入随机启动：`chkconfig keepalived on`
- 第一、二台主机配置（两台在 Keepalived 配置上稍微有不一样）：
- 健康监测脚本（我个人放在：/opt/bash 目录下）：[nginx_check.sh](Keepalived-Settings/nginx_check.sh)
- 健康监测脚本添加执行权限：`chmod 755 /opt/bash/nginx_check.sh`
- 运行监测脚本，看下是否有问题：`sh /opt/bash/nginx_check.sh`，如果没有报错，则表示改脚本没有问题
- 这个脚本很重要，如果脚本没法用，在启用 Keepalived 的时候可能会报：`Keepalived_vrrp[5684]: pid 5959 exited with status 1`
- nginx 配置（两台一样配置）：
``` nginx
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
# （重点）
upstream tomcatCluster {
server 192.168.1.122:8080 weight=1;
server 192.168.1.123:8080 weight=1;
}
# （重点）
server {
listen 80;
server_name 192.168.1.50;
location / {
proxy_pass http://tomcatCluster;
index index.html index.htm;
}
}
}
```
- Keepalived 配置文件编辑（第一、二台配置稍微不同，不同点具体看下面重点说明）
- 编辑：`vim /usr/program/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf`
``` nginx
! Configuration File for keepalived
# 全局配置
global_defs {
# 邮箱通知配置，keepalived 在发生切换时需要发送 email 到的对象，一行一个
notification_email {
#acassen@firewall.loc
#failover@firewall.loc
#sysadmin@firewall.loc
}
# 指定发件人
#notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
# 指定smtp服务器地址
#smtp_server 192.168.200.1
# 指定smtp连接超时时间，单位秒
#smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_strict
}
# （重点）脚本监控实现
vrrp_script check_nginx {
# 运行脚本
script "/opt/bash/nginx_check.sh"
# 时间间隔，2秒
interval 2
# 权重
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
# （重点）Backup 机子这里是设置为：BACKUP
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 51
# （重点）Backup 机子要小于当前 Master 设置的 100，建议设置为 99
priority 100
# Master 与 Backup 负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
# （重点）配置虚拟 IP 地址，如果有多个则一行一个
virtual_ipaddress {
192.168.1.50
}
# （重点）脚本监控调用
track_script {
check_nginx
}
}
```
### 启动各自服务
- 四台机子都停掉防火墙：`service iptables stop`
- 先启动两台 Tomcat：`sh /usr/program/tomcat8/bin/startup.sh ; tail -200f /usr/program/tomcat8/logs/catalina.out`
- 检查两台 Tomcat 是否可以单独访问，最好给首页加上不同标识，好方便等下确认是否有负载
- `http://192.168.1.122:8080`
- `http://192.168.1.123:8080`
- 启动两台 Nginx 服务：`/usr/local/nginx/sbin/nginx`
- 启动两台 Keepalived 服务：`service keepalived start`
- 查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志：`tail -f /var/log/messages`
### 高可用测试
- 模拟 Keepalived 挂掉
- 关闭 Master 主机的 Keepalived，查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志：`tail -f /var/log/messages`
- 关闭服务：`service keepalived stop`
- 如果第二台机接管了，则表示成功
- 重新开启 Master 主机的 Keepalived，查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志：`tail -f /var/log/messages`
- 重启服务：`service keepalived restart`
- 如果第一台机重新接管了，则表示成功
- 模拟 Nginx 挂掉
- 关闭 Master 主机的 Nginx，查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志：`tail -f /var/log/messages`
- 关闭服务：`/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop`
- 如果第二台机接管了，则表示成功
- 重新开启 Master 主机的 Nginx，查看 Master 和 Backup 两台主机的对应日志：`tail -f /var/log/messages`
- 重启 Nginx 服务：`/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload`
- 重启 Keepalived 服务：`service keepalived restart`
- 如果第一台机重新接管了，则表示成功
- 可以优化的地方，改为双主热备，监控脚本上带有自启动相关细节，后续再进行。
- 日志中常用的几句话解释：
- `Entering to MASTER STATE`，变成 Master 状态
- `Netlink reflector reports IP 192.168.1.50 added`，一般变为 Master 状态，都要重新加入虚拟 IP，一般叫法叫做：虚拟 IP 重新漂移到 Master 机子上
- `Entering BACKUP STATE`，变成 Backup 状态
- `Netlink reflector reports IP 192.168.1.50 removed`，一般变为 Backup 状态，都要移出虚拟 IP，一般叫法叫做：虚拟 IP 重新漂移到 Master 机子上
- `VRRP_Script(check_nginx) succeeded`，监控脚本执行成功
## 资料
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最后修改：2022 年 05 月 27 日
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