nginx基础学习(七)：nginx+keepalived搭建主备nginx高可用服务

目前最后一篇关于nginx的文章，这篇文章是做一个知识的了解，在实际生产中基本不使用，因为这种方式有更好的替代方案，但是为什么要说一下呢。面试的时候问到nginx的内容肯定都会问关于nginx的宕机问题，然后如何去防治，提高nginx服务的高可用性。nginx+keepalived可以作为装X的内容。如果在回答上首先说了nginx+keepalived的原理，然后再说说不用的理由，使用的替代方案是什么，相信在面试官那也是可以加分的。

1. keepalived的安装和配置

keepalived目前最新的版本是2.0.10，可以从官方网站上下载（下载地址）。

1.1 安装过程

• 解压安装包

  tar -xvf keepalived-2.0.10.tar.gz
  cd keepalived-2.0.10

• 配置安装目录

  ./configure --prefix=/usr/loacal/keepalived --sysconf=/etc

  需要提前创建安装目录/usr/local/keepalived，这里需要指定系统配置文件的位置，因为在keepalived里面，默认是读取/etc/keepalived/keepalived.conf配置文件。

• 编译安装

  make && make install

安装过程很简单，如果在安装过程有什么依赖包没有缺失，可以先安装好依赖，再接着安装。

1.2 配置

配置文件是存在/etc/keepalived/目录下，配置文件的名称keepalived.conf，配置文件的内容很多，但是真正需要配置的内容并不多。如下为修改后的配置文件：

! Configuration File for keepalived

global_defs {             #全局配置    
    router_id KL_MASTER       #表示运行Keepalived服务器的一个标识，唯一的
}

vrrp_instance VI_1 {        #vrrp 实例定义部分
    state MASTER            # 指定keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备
    interface eth0         # 当前进行vrrp通讯的网络接口卡(当前centos的网卡)
    virtual_router_id 66    # 虚拟路由编号，主从要一直
    priority 100            # 优先级，数值越大，获取处理请求的优先级越高
    advert_int 1            # 检查间隔，默认为1s(vrrp组播周期秒数)
    authentication {
        auth_type PASS #设置验证类型和密码，MASTER和BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.0.200            # 定义虚拟ip，可多设，每行一个
    }
}

这是master的配置，然后就是backup的配置，配置内容基本相同。具体的配置的含义，可以直接看注释。

说明：master和backup机器对应的ip地址分别是192.168.0.10和192.168.0.20。

master和backup都配置好以后直接启动就可以，需要注意的是，这个master和backup不是单独的两台机器来部署，而是部署在对应的nginx服务所在的机器。

1.3 启动keepalived

/usr/local/keepalived/sbin/keepalived

这个启动命令和启动nginx的基本相同，只是执行的文件不一样。

这个时候可以通过id addr命令来查看网卡的状态，两台机器都查看，会发现只有在master所在的机器上可以看到eth0网卡上有两个ip地址，其中一个是虚拟的ip（virtual ip），另一个是真实的ip。虚拟ip就是对应keepalived的ip地址。

inet 192.168.0.10
inet 192.168.0.200

如何校验当前走的是虚拟ip呢？其实很简单。平时我们都是通过ping域名来查看ip地址，这次也是一样。具体操作就不展示啦。

2. keepalived的ip路由

当前keepalived对应的master是在192.168.0.10这台机器上，所有请求都是通过这台机器的nginx，而backup这个时候并不起作用。当master内的keepalived出现问题后，作为backup的机器就会接手master的任务，虚拟ip地址就会路由到backup机器的eth0网卡上。由192.168.0.20来承担nginx的功能，实现无缝对接。

但是关于路由虚拟ip是有问题的，这里提及的是keepalived运行状态来确定虚拟ip路由到那一台机器，而实际上我们应该是通过nginx是否正常运行来确定虚拟ip的路由。

接着上面的问题理一下思路，既然需要关注点应该是nginx，而控制虚拟ip路由的又是keepalived的运行状态。很明显需要将keepalived和nginx的运行状态关联起来。

最后得出一个结论，用keepalived监控当前机器nginx的运行状态，如果nginx挂掉，就尝试去救活，救不活就只能自杀，让keepalived本身也挂掉，这个时候虚拟ip就会路由到另一台机器，也就是backup备用机器。

3. nginx主备切换

上一个标题已经讨论了基本的思路。其实实现并不难，写一个脚本，用来检测nginx的状态，这个脚本需要放在keepalived里面，随keepalived启动而运行。

心跳脚本：

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`        
if [ $A -eq 0 ];then                            
      /usr/local/nginx/sbin/nginx                #重启nginx
      if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then    #nginx重启失败，则停掉keepalived服务，进行虚拟ip转移
              killall keepalived    #杀掉，虚拟ip就会漫游到另一台机器                
      fi
fi

脚本已经完成了，但是怎么将脚本和keepalived关联呢？看下面的配置：

# 这一部分放在global_defs下面，两个是同一级别
vrrp_script chk_http_port {
    script "/usr/local/src/chk_nginx_pid.sh" #心跳执行的脚本，就是上面脚本的存储位置
    interval 2                          #（检测脚本执行的间隔，单位是秒）
    weight 2
}
# 这一部分放在vrrp_instance内
track_script {
	chk_http_port            # 调用检测脚本
}

上面的配置内容是放在keepalived.conf配置文件中，配置完成，将keepalived重新启动一下即可。

验证的方法：关闭nginx，你会发现nginx就会立即重新启动起来，这个时候就是脚本文件生效了，尝试重启nginx成功。可以通过修改nginx的配置文件（把配置文件改错），然后关闭nginx，重启肯定会失败，再去看看keepalived的运行状态，肯定也是不存在了。这个时候就要到backup机器，看虚拟ip是否已经路由到backup上。

到这里nginx+keepalived的内容就说完了，接下来说说keepalived的优缺点和其替代方案。

4. keepalived优缺点和替代方案

4.1 keepalived优点

• keepalived是和nginx服务部署在同一台机器，不另外占用机器资源
• 实现了nginx的高可用，通过简单的心跳检测脚本和nginx建立心跳机制，实时监控nginx的运行状态
• keepalived通过虚拟ip路由的方式实现类似集群的功能，nginx主备的keepalived服务之间有心跳机制，能够完成虚拟ip的迅速转移，保证服务的高可用

4.2 keepalived缺点

• 只能是两台机器形成主备模式，不能形成更多机器的集群
• 同一时间只能有一台机器提供服务，在高峰期可能会导致雪崩现象（压力太大，单台机器挂掉，路由到备用机器，同样的压力又导致备用机器挂掉，最终导致整个服务挂掉）

4.3 替代方案

在实际应用中keepalived并不多用，更多用到的是将当前的域名绑定到多台机器上，当域名被访问的时候，会轮询的将请求分配到每一台机器上。这样刚好能解决keepalived的两个缺点，既能实现多台nginx的集群服务，又能让nginx集群中的每一台机器互相分担访问的压力。

5. 思考

• 如果将替代方案和keepalived+nginx的方案同时使用呢？
• 既然keepalived可以和nginx建立心跳机制，是否可以应用到tomcat上，形成keepalived+tomcat来实现tomcat服务的高可用？