LVS+Keepalived+Nginx高可用实现
前言本文搭建LVS+Keepalived+Nignx高可用，搭建以前，先看下如下几种方案架设示意图的演进。前端
方案一
起初是一个Nginx服务器，可是当Nginx挂掉后，用户就直接访问不了网站，进而演进第二种方案。
linux
方案二
这个方案经过Keepalived解决了Nginx主节点挂掉后，从节点的Nginx会启用，实现了双机主备，这样虽然解决了第一种方案的弊端，可是高迸发场景下，一个Nginx承受不住，不管有多少从节点，仍是会挂掉，从而演进第三种方案。nginx
方案三
经过LVS+Keepalived+Nginx，搭建了Nginx集群，对于LVS使用DR模式，请求转发响应不经过LVS，直接经过Nginx响应给用户，这样LVS负载就更高了，从而提升性能，下面以方案三搭建LVS+Keepalived+Nginx高可用c++
一.LVS
- 什么是LVS？
LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最先出现的自由软件项目之一。在linux内存2.6中，它已经成为内核的一部分，在此以前的内核版本则须要从新编译内核。web
- 宗旨
使用集群技术和Linux操做系统实现一个高性能、高可用的服务器. 很好的可伸缩性（Scalability） 很好的可靠性（Reliability） 很好的可管理性（Manageability）面试
- 特色
可伸缩网络服务的几种结构，它们都须要一个前端的负载调度器（或者多个进行主从备份）。咱们先分析实现虚拟网络服务的主要技术，指出IP负载均衡技术是在负载调度器的实现技术中效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中，主要有经过网络地址转换（Network Address Translation）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，咱们称之为VS/NAT技术（Virtual Server via Network Address Translation）。在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上，咱们提出了经过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN （Virtual Server via IP Tunneling），和经过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR（Virtual Server via Direct Routing），它们能够极大地提升系统的伸缩性。VS/NAT、VS/TUN和VS/DR技术是LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术。 算法
二.Keepalived
Keepalived的做用是检测服务器的状态，若是有一台web服务器宕机，或工做出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中剔除，同时使用其余服务器代替该服务器的工做，当服务器工做正常后Keepalived自动将服务器加入到服务器群中，这些工做所有自动完成，不须要人工干涉，须要人工作的只是修复故障的服务器。 数据库
搭建一.准备
准备4台虚拟机（CentOS 7），用于测试使用vim
| 主机 | IP | 做用 |
|---|---|---|
| 主机1 | 192.168.232.130 | Nginx1 |
| 主机2 | 192.168.232.131 | Nginx2 |
| 主机3 | 192.168.232.132 | Keepalived Master |
| 主机4 | 192.168.232.133 | Keepalived Backup |
| 无 | 192.168.232.150 | 虚拟IP（VIP） |
二.软件安装
在192.168.232.130和192.168.232.131主机上安装Nginx； 在192.168.232.132和192.168.232.133主机上安装Keepalived设计模式
1.依赖环境安装
必定要先安装依赖环境，若是下面安装的过程当中遇到一些错误信息，按照提示安装如下依赖
yum install gcc-c++ yum install -y pcre pcre-devel yum install -y zlib zlib-devel yum install -y openssl openssl-devel yum install -y libnl libnl-devel yum install -y libnfnetlink-devel
2.Nginx安装，若是已经安装能够跳过这步
在192.168.232.130和192.168.232.131主机上安装Nginx,将下载好的Nginx上传到Linux系统，而后解压
#解压命令，版本替换为你本身下载的版本 tar -zxvf nginx-1.61.1.tar.gz
编译以前，先建立nginx临时目录，若是不建立，在启动nginx的过程当中会报错
mkdir /var/temp/nginx -p
在nginx目录中，输入以下命令配置，目的是为了建立makefile文件
./configure --prefix=/usr/local/nginx --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid --lock-path=/var/lock/nginx.lock --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --with-http_gzip_static_module --http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client --http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy --http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi --http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi --http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module
而后之行如下命令,进行编译安装
make && make install
进入nginx安装目录下的sbin
#启动nginx ./nginx #中止nginx ./nginx -s stop #从新加载nginx ./nginx -s reload
打开浏览器，访问虚拟机所处内网ip便可打开nginx默认页面，此时表示已经安装成功。
注意事项：虚拟机安装须要关闭防火墙，不然访问不
3.Keepalived安装，若是也已经安装能够跳过这个步骤
在192.168.232.132和192.168.232.133主机上安装Keepalived，将下载好的Keepalived安装包上传到Linux系统，而后解压
#解压命令，版本替换为你本身下载的版本 tar -zxvf keepalived-2.0.18.tar.gz #进入到keepalived解压目录 cd keepalived-2.0.18
配置keepalived
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
而后之行如下命令,进行编译安装
make && make install
而后到keepalived安装目录
cd /usr/local/keepalived cd sbin #启动keepalived ./keepalived
为了方便启动，将Keepalived注册到Linux系统，进入到解压的keepalived目录（注意：这里是一开始解压的目录，不是keepalived安装目录）
#keepalived目录中有个文件夹keepalived，下面还有个etc,进入 cd keepalived/etc #而后执行，若是提示是否覆盖，输入y覆盖 sudo cp init.d/keepalived /etc/init.d/ sudo cp sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/ #使配置生效 systemctl daemon-reload #启动keepalived systemctl start keepalived.service #中止keepalived systemctl stop keepalived.service #重启keepalived systemctl restart keepalived.service
4.ipvsadm安装
用于查看lvs转发及代理状况的工具，只须要在192.168.232.132和192.168.232.133上安装便可
yum install ipvsadm -y
三.配置
1.配置Nginx服务器，在192.168.232.130和192.168.232.131构建虚拟网络接口子接口
进入到/etc/sysconfig/network-scripts
cd /etc/sysconfig/network-scripts
拷贝一份ifcfg-lo命名为ifcfg-lo:1
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:1
修改里面配置文件
DEVICE=lo:1 IPADDR=192.168.232.150 NETMASK=255.255.255.255
重启网络，就会看到lo下面多个虚拟IP
service network restart
配置ARP
vim /etc/sysctl.conf
添加如下配置
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
刷新文件
sysctl -p
添加一个host，去接收报文交给lo:1处理
#这样添加剧启后会失效 route add -host 192.168.232.150 dev lo:1 #查看 route -n #添加开启自启动 echo "route add -host 192.168.232.150 dev lo:1" >> /etc/rc.local
2.配置keepalived，在192.168.232.132和192.168.232.133上
- 配置MASTER，进入192.168.232.132服务器
cd /etc/keepalived vim keepalived.conf
修改配置内容
global_defs {
router_id LVS_132 # 设置lvs的id，在一个网络内惟一标识
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #指定Keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备 记得大写
interface ens33 #网卡id 换成你本身电脑的网卡id，查看:ip addr
virtual_router_id 41 #虚拟id，主备要一致
priority 100 #定义优先级，数字越大，优先级越高，主DR必须大于备用DR
advert_int 1 #检查间隔，默认为1s
authentication {
#密码主备一致
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.232.150 #设置虚拟IP(VIP)
}
}
#配置集群地址访问的IP+端口，端口和nginx保持一致，都是80
virtual_server 192.168.232.150 80 {
delay_loop 6 #健康检查时间，单位：秒
lb_algo rr # 配置负载均衡的算法，默认为轮询
lb_kind DR # 配置LVS的模式，有NAT、TUN、DR三个模式
persistence_timeout 5 #设置会话持久化的时间
protocol TCP #协议 -t
#负载均衡的真实服务器，也就是nginx节点的具体的真实ip地址
real_server 192.168.232.130 80 {
weight 1 #轮询的默认权重配比设置为1
#设置健康检查
TCP_CHECK {
#检查的80端口
connect_port 80
#检查超时时间
connect_timeout 2
#重试的次数
nb_get_retry 3
#间隔时间
delay_before_retry 3
}
}
#负载均衡的真实服务器，也就是nginx节点的具体的真实ip地址
real_server 192.168.232.131 80 {
weight 1 #轮询的默认权重配比设置为1
TCP_CHECK {
#检查的80端口
connect_port 80
#检查超时时间
connect_timeout 2
#重试的次数
nb_get_retry 3
#间隔时间
delay_before_retry 3
}
}
}
保存退出，重启keepalived服务
systemctl restart keepalived
- 配置BACKUP，进入192.168.232.133服务器
cd /etc/keepalived vim keepalived.conf
修改配置内容
global_defs {
router_id LVS_133 # 设置lvs的id，在一个网络内惟一标识
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP #指定Keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备 记得大写
interface ens33 #网卡id 换成你本身电脑的网卡id，查看:ip addr
virtual_router_id 41 #虚拟id，主备要一致
priority 50 #定义优先级，数字越大，优先级越高，主DR必须大于备用DR
advert_int 1 #检查间隔，默认为1s
authentication {
#密码主备一致
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.232.150 #设置虚拟IP(VIP)
}
}
#配置集群地址访问的IP+端口，端口和nginx保持一致，都是80
virtual_server 192.168.232.150 80 {
delay_loop 6 #健康检查时间，单位：秒
lb_algo rr # 配置负载均衡的算法，默认为轮询
lb_kind DR # 配置LVS的模式，有NAT、TUN、DR三个模式
persistence_timeout 5 #设置会话持久化的时间
protocol TCP #协议 -t
#负载均衡的真实服务器，也就是nginx节点的具体的真实ip地址
real_server 192.168.232.130 80 {
weight 1 #轮询的默认权重配比设置为1
#设置健康检查
TCP_CHECK {
#检查的80端口
connect_port 80
#检查超时时间
connect_timeout 2
#重试的次数
nb_get_retry 3
#间隔时间
delay_before_retry 3
}
}
#负载均衡的真实服务器，也就是nginx节点的具体的真实ip地址
real_server 192.168.232.131 80 {
weight 1 #轮询的默认权重配比设置为1
TCP_CHECK {
#检查的80端口
connect_port 80
#检查超时时间
connect_timeout 2
#重试的次数
nb_get_retry 3
#间隔时间
delay_before_retry 3
}
}
}
保存退出，重启keepalived服务
systemctl restart keepalived
查看当前配置的虚拟服务和各个RS的权重
ipvsadm -Ln
查看当前ipvs模块中记录的链接
ipvsadm -Lnc
经过访问192.168.232.150，能够正常显示如下两张图 停用主Keepalived
systemctl stop keepalived.service
- 停用前，主keepalived的VIP还在
- 停用后，VIP出如今从keepalived上
此时经过192.168.232.150能够正常访问，当把主Keepalived重启启动后，VIP从新回到主Keepalived
测试停用nginx1
- 停用前两台nginx存在
- 停用nginx1，发现只有一个192.168.232.131的ip，挂掉的服务已经被移除，此时再去访问只能访问192.168.232.131的nginx
补充：
绝大多数公司到这一步基本就能解决接入层高可用、扩展性、负载均衡的问题了。假设LVS每秒能处理10w的请求，一天也只能处理80亿的请求（10w秒吞吐量*8w秒)，那万一系统的日PV超过80亿怎么办呢？这里补充说明下，可使用DNS轮询，搭建多个虚拟IP(VIP)，每一个VIP的配置都和上面的配置同样，这样经过DNS去解析多个VIP，就能够达到更高的负载能力。
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