keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务

本次实验中须要使用到四台主机：
四台虚拟机上安装的都是centos7.6操做系统

主机名	ip	功能
nginx_master	192.168.8.128	负载均衡，健康检查
nginx_backup	192.168.8. 129	nginx_master的小弟
web1	192.168.8.126	提供web服务
web2	192.168.8.127	提供web服务

说简单点，小弟的做用就是在大哥有危难之际，替大哥挨刀的。当nginx_master出现故障时，nginx_backup就代替nginx_master正常工做。
另外还有一个虚拟 ip：192.168.8.242
keepalived能够将多个无状态的单点经过虚拟IP(VIP)漂移的方式搭建成一个高可用服务。

1、负载均衡服务器nginx的配置
nginxmaster和nginxbackup上都须要进行如下操做

一、docker安装
安装yum-utils，它提供一个yum-config-manager单元，同时安装的device-mapper-persistent-data和lvm2用于储存设备映射（devicemapper）必须的两个软件包。

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

紧接着配置一个稳定（stable）的仓库 
仓库配置会保存到/etc/yum.repos.d/docker-ce.repo文件中。

生成元数据

安装docker-ce

二、 配置deamon.json和nginx.conf文件
编辑daemon.json文件，填写阿里云镜像仓库的地址并指定docker数据存储目录
vim daemon.json。

{ "registry-mirrors": ["你的阿里镜像仓库地址"], "graph": "/data/docker" }

从新加载daemon，重启docker服务。

[root@localhost docker]# systemctl daemon-reload
[root@localhost docker]# systemctl restart docker

把docker加入开机启动

拉取一个nginx镜像

建立nginx配置文件目录，启动一个nginx-c容器并把容器里的nginx.conf拷贝到本地

删除容器nginx-c

这两步就是在nginx容器的配置文件的基础上修改参数，以实现想要的功能。

三、建立nginx容器并对其进行配置

（1）编写建立nginx容器的脚本

#!/bin/bash
docker run --name nginx --restart=always -p 80:80 \
-v /data/docker/nginx/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro \
-v /data/docker/nginx/conf/conf.d:/etc/nginx/conf.d \
-v /data/docker/nginx/html:/usr/share/nginx/html \
-v /data/docker/nginx/logs:/var/log/nginx \
-d nginx:latest

注：--restart=always是重启策略，当docker服务重启后，容器也会自动启动

(2) 赋予脚本执行权限 并运行

chmod +x docker_nginx.sh
sh docker_nginx.sh

（3）修改nginx主配置文件

vim /data/docker/nginx/conf/nginx.conf

修改前

修改后

（4） 建立upstream配置文件

vim /data/docker/nginx/conf/conf.d/myhost.conf
upstream xuad {
ip_hash; #会话保持
server 192.168.2.226 max_fails=1 fail_timeout=60s;
server 192.168.2.227 max_fails=1 fail_timeout=60s;
}

(5) 建立虚拟主机配置文件

vim /data/docker/nginx/conf/conf.d/xuad.conf
server {
listen 80;
server_name localhost;
#charset GB2312;
location /
{
proxy_redirect off;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_pass http://lxc;
}

#查看nginx的并发链接数配置

location /NginxStatus
{
stub_status on;
access_log off;
auth_basic "NginxStatus"; } access_log off;
error_page 404 /404.html;
error_page 500 502 503 504 /404.html;
location = /404.html {
root html;
}
limit_conn perip 200; #同一ip并发数为200,超过会返回503
}

（6）重启nginx容器
docker restart nginx

2、负载均衡服务器keepalived的配置
nginxmaster和nginxbackup上都须要进行如下操做
1 下载并安装keepalived

分别在NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP两台服务器上操做
注：keepalived安装在实体机上
yum install wget make gcc gcc-c++ openssl-devel
wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-2.0.7.tar.gz
tar zxvf keepalived-2.0.7.tar.gz
cd keepalived-2.0.7
./configure --prefix=/data/keepalived

若是报如下警告：
WARNING - this build will not support IPVS with IPv6. Please install libnl/libnl-3 dev libraries to support IPv6 with IPVS.
不用担忧，咱们只须要用到VRRP功能，不须要用IPVS功能，因此请确保如下三项是yes就好了。

编译
make
make install

二、将keepalived 以服务方式启动
建立/etc/keepalived目录并把keepalived的配置文件拷贝/etc/keepalived目录下并加入到开机启动。

mkdir /etc/keepalived
cp /data/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/ systemctl enable keepalived

三、 修改keepalived配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
lxc@lxc.com
}
notification_email_from root@lxc.com
smtp_server mail.lxc.com
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_strict
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_script chk_nginx {
script "/etc/keepalived/nginx_pid.sh" # 检查nginx状态的脚本
interval 2
weight 3
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #备份服务器上将MASTER改成BACKUP
interface ens32 virtual_router_id 51 priority 100 #备份服务上将100改成小于100，可配置成90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.8.242 #有多个vip可在下面继续增长
}
track_script {
chk_nginx
}
}

四、添加检查nginx状态的脚本

vim /etc/keepalived/nginx_pid.sh
#!/bin/bash
#version 0.0.1
A=ps -C nginx --no-header |wc -l
if [ $A -eq 0 ];then
systemctl restart docker
sleep 3
if [ ps -C nginx --no-header |wc -l -eq 0 ];then
systemctl stop keepalived
fi
fi

脚本说明：当nginx进程不存在时，会自动重启docker服务，docker服务启动时会自动启动nginx容器；再次检查nginx进程，若是不存在，就中止keepalived服务，而后NGINX_BACKUP主机会自动接替NGINX_MASTER的工做。

chmod +x /etc/keepalived/nginx_pid.sh

五、配置firewalld防火墙容许vrrp协议

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.8.129" protocol value="vrrp" accept"
firewall-cmd --reload

若是是backup服务器，source address改为master服务器的IP

6 、启动keepalived

systemctl start keepalived

3、 配置时间同步

在NGINX_MASTER和NGINX_BACKUP上安装ntp

yum -y install ntp

在NGINX_MASTER上修改ntp配置文件
添加如下两行。

vim /etc/ntp.conf
server 127.127.1.0 iburst local clock #添加使用本地时间 restrict 192.168.8.0 mask 255.255.255.0 nomodify #容许更新的IP地址段

在NGINX_MASTER上启动ntp服务，并加入开机启动
systemctl start ntpd systemctl enable ntpd

在NGINX_MASTER上添加防火墙策略
只容许192.168.8.129访问ntp服务。

在NGINX_BACKUP上同步NGINX_MASTER的时间

ntpdate 192.168.8.128

在NGINX_BACKUP上设置计划任务
天天凌晨5点01分同步时间。

crontab -e 1 5 * /usr/sbin/ntpdate 192.168.8.128 >> /var/log/upClock.log

4、负载均衡服务器测试

一、测试nginx服务器
（1）当NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP服务器nginx均正常工做时查看VIP
在NGINX_MASTER上

在NGINX_BACKUP上

master服务器ens32网卡正常绑定VIP，而backup却没有绑定，经过浏览器可正常访问网站。

（2）关闭NGINX_MASTER的nginx容器
当nginx容器中止后，立刻就又启起来了，nginx启动脚本没问题

（3）关闭NGINX_MASTER的keepalived服务
在NGINX_MASTER上。

在NGINX_BACKUP上

NGINX_BACKUP的ens32网卡已瞬间绑定VIP，经过浏览器访问网站正常。

（4）将NGINX_MASTER的keepalived服务启动
在NGINX_MASTER上

在NGINX_BACKUP上

NGINX_MASTER的ens32网卡从新绑定VIP，经过浏览器访问网站正常。

二、测试WEB服务器

关闭WEB_1服务器

经过浏览器访问网站正常。