用nginX+keepalived实现高可用的负载均衡

系统 1664 0

摘要:
实施nginx和keepalived的规划、安装、配置等步骤


前面的 《统一web访问层方案》 中就目的、目标和整体方案进行了讨论,本文讨论具体的实施。简单来说就是在两台服务器上分别部署NginX,并通过keepalived实现高可用。

1 规划和准备


需要统一访问的应用系统:

应用系统 域名/虚拟目录 应用服务器及URL
svn dev.mycompany.com/svn http://50.1.1.21/svn
svn web管理 dev.mycompany.com/submin http://50.1.1.21/submin
网站 www.mycompany.com http://50.1.1.10; http://50.1.1.11; http://50.1.1.12
OA oa.mycompany.com http://50.1.1.13:8080; http://50.1.1.14:8080

web访问服务器

用两台接入服务器50.1.1.3/4分别作为主、备(MASTER、BACKUP)服务器,使用RHEL5.6x64,配置了yum 私服。

两台接入服务器公用一个虚拟IP(VIP):50.1.1.2

2 安装


两台接入服务器分别安装NginX和keepalived:

      
        
          #准备依赖包:
        
        

    yum -y install gcc pcre-devel zlib-devel openssl-devel

    

    
        
          #下载
        
        

    wget http://nginx.org/download/nginx-1.2.4.tar.gz 

    wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.7.tar.gz

    

    
        
          #安装NginX
        
        

    tar zxvf nginx-1.2.4.tar.gz

    
        
          cd 
        
        nginx-1.2.4

    ./configure

    make 
        
          &&
        
         make install



    
        
          #安装keepalived
        
        

    tar zxvf keepalived-1.2.7.tar.gz

    
        
          cd 
        
        keepalived-1.2.7

    ./configure

    make 

    make install



    cp /usr/local/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/

    cp /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

    mkdir /etc/keepalived

    cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/

    cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/



    
        
          #加入启动
        
        
          echo
        
        
          "/usr/local/nginx/sbin/nginx"
        
         >> /etc/rc.local

    
        
          echo
        
        
          "/etc/init.d/keepalived start"
        
         >> /etc/rc.local

 


      
    

3 配置

两台接入服务器的NginX的配置完全一样,主要是配置/usr/local/nginx/conf/nginx.conf的http。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http下面配置upstream,然后在server或location中通过proxypass引用。要实现前面规划的接入方式,http的配置 如下:

      
        
          http
        
        
          {
        
        
          include
        
        
          mime
        
        
          .
        
        
          types
        
        
          ;
        
        
          default_type
        
        
          application
        
        
          /
        
        
          octet
        
        
          -
        
        
          stream
        
        
          ;
        
        
          sendfile
        
        
          on
        
        
          ;
        
        
          upstream
        
        
          dev
        
        
          .
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          {
        
        
          server
        
        
          50.1.1.21
        
        
          :
        
        
          80
        
        
          ;
        
        
          }
        
        
          upstream
        
        
          www
        
        
          .
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          {
        
        
          ip_hash
        
        
          ;
        
        
          server
        
        
          50.1.1.10
        
        
          :
        
        
          80
        
        
          ;
        
        
          server
        
        
          50.1.1.11
        
        
          :
        
        
          80
        
        
          ;
        
        
          server
        
        
          50.1.1.12
        
        
          :
        
        
          80
        
        
          ;
        
        
          }
        
        
          upstream
        
        
          oa
        
        
          .
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          {
        
        
          ip_hash
        
        
          ;
        
        
          server
        
        
          50.1.1.13
        
        
          :
        
        
          8080
        
        
          ;
        
        
          server
        
        
          50.1.1.14
        
        
          :
        
        
          8080
        
        
          ;
        
        
          server
        
        
          {
        
        
          listen
        
        
          80
        
        
          ;
        
        
          server_name
        
        
          dev
        
        
          .
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          ;
        
        
          location
        
        
          /
        
        
          svn
        
        
          {
        
        
          proxy_pass
        
        
          http
        
        
          :
        
        
          //dev.hysec.com;
        
        
          }
        
        
          location
        
        
          /
        
        
          submin
        
        
          {
        
        
          proxy_pass
        
        
          http
        
        
          :
        
        
          //dev.hysec.com;
        
        
          }
        
        
          }
        
        
          server
        
        
          {
        
        
          listen
        
        
          80
        
        
          ;
        
        
          server_name
        
        
          www
        
        
          .
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          ;
        
        
          location
        
        
          /
        
        
          {
        
        
          proxy_pass
        
        
          http
        
        
          :
        
        
          //www.hysec.com;
        
        
          }
        
        
          server
        
        
          {
        
        
          listen
        
        
          80
        
        
          ;
        
        
          server_name
        
        
          oa
        
        
          .
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          ;
        
        
          location
        
        
          /
        
        
          {
        
        
          proxy_pass
        
        
          http
        
        
          :
        
        
          //oa.hysec.com;
        
        
          }
        
        
          }
        
      
    

验证方法:

首先用IP访问前表中各个应用服务器的url,再用域名和路径访问前表中各个应用系统的域名/虚拟路径

按照上面的安装方法,keepalived的配置文件在/etc/keepalived/keepalived.conf。主、从服务器的配置相关联但有所不同。如下:

  • Master配置
      
        
          !
        
        
          Configuration
        
        
          File
        
        
          for
        
        
          keepalived
        
        
          global_defs
        
        
          {
        
        
          notification_email
        
        
          {
        
        
          wanghaikuo
        
        
          @
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          wanghaikuo
        
        
          @
        
        
          gmail
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          }
        
        
          notification_email_from
        
        
          wanghaikuo
        
        
          @
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          smtp_server
        
        
          smtp
        
        
          .
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          smtp_connect_timeout
        
        
          30
        
        
          router_id
        
        
          nginx_master
        
        
          }
        
        
          vrrp_instance
        
        
          VI_1
        
        
          {
        
        
          state
        
        
          MASTER
        
        
          interface
        
        
          eth0
        
        
          virtual_router_id
        
        
          51
        
        
          priority
        
        
          101
        
        
          advert_int
        
        
          1
        
        
          authentication
        
        
          {
        
        
          auth_type
        
        
          PASS
        
        
          auth_pass
        
        
          1111
        
        
          }
        
        
          virtual_ipaddress
        
        
          {
        
        
          50.1.1.2
        
        
          }
        
        
          }
        
      
    
  • Backup配置
      
        
          !
        
        
          Configuration
        
        
          File
        
        
          for
        
        
          keepalived
        
        
          global_defs
        
        
          {
        
        
          notification_email
        
        
          {
        
        
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          smtp_server
        
        
          smtp
        
        
          .
        
        
          hysec
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          smtp_connect_timeout
        
        
          30
        
        
          router_id
        
        
          nginx_backup
        
        
          }
        
        
          vrrp_instance
        
        
          VI_1
        
        
          {
        
        
          state
        
        
          BACKUP
        
        
          interface
        
        
          eth0
        
        
          virtual_router_id
        
        
          51
        
        
          priority
        
        
          99
        
        
          advert_int
        
        
          1
        
        
          authentication
        
        
          {
        
        
          auth_type
        
        
          PASS
        
        
          auth_pass
        
        
          1111
        
        
          }
        
        
          virtual_ipaddress
        
        
          {
        
        
          50.1.1.2
        
        
          }
        
        
          }
        
      
    

验证:

  1. 先后在主、从服务器上启动keepalived:

    /etc/init.d/keepalived start

  2. 在主服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP:

    ip addr

  3. 停止主服务器上的keepalived:

    /etc/init.d/keepalived stop

  4. 然后在从服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP

  5. 启动主服务器上的keepalived,看看主服务器能否重新接管虚拟IP

经过前面的配置,如果主服务器的keepalived停止服务,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。

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。

如何尝试恢复服务 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。

根据上述策略很容易写出监控脚本。这里使用nmap检查nginx端口来判断nginx的状态,记得要首先安装nmap。监控脚本如下:

      
        
          #!/bin/sh
        
        
          # check nginx server status
        
        
          NGINX
        
        
          =
        
        /usr/local/nginx/sbin/nginx

    
        
          PORT
        
        
          =
        
        80



    nmap localhost -p 
        
          $PORT
        
        
          |
        
         grep 
        
          "$PORT/tcp open"
        
        
          #echo $?
        
        
          if
        
        
          [
        
        
          $?
        
         -ne 0 
        
          ]
        
        
          ;
        
        
          then
        
        
          $NGINX
        
         -s stop

        
        
          $NGINX
        
        

        sleep 3

        nmap localhost -p 
        
          $PORT
        
        
          |
        
         grep 
        
          "$PORT/tcp open"
        
        
          [
        
        
          $?
        
         -ne 0 
        
          ]
        
        
          &&
        
         /etc/init.d/keepalived stop

    
        
          fi
        
      
    

不要忘了设置脚本的执行权限,否则不起作用。

假设上述脚本放在/opt/chk_nginx.sh,则keepalived.conf中增加如下配置:

      
        
          vrrp_script
        
        
          chk_http_port
        
        
          {
        
        
          script
        
        
          "/opt/chk_nginx.sh"
        
        
          interval
        
        
          2
        
        
          weight
        
        
          2
        
        
          }
        
        
          track_script
        
        
          {
        
        
          chk_http_port
        
        
          }
        
      
    

更进一步,为了避免启动keepalived之前没有启动nginx , 可以在/etc/init.d/keepalived的start中首先启动nginx:

      
        
          start
        
        
          ()
        
        
          {
        
        
          /
        
        
          usr
        
        
          /
        
        
          local
        
        
          /
        
        
          nginx
        
        
          /
        
        
          sbin
        
        
          /
        
        
          nginx
        
        
          sleep
        
        
          3
        
        
          echo
        
        
          -
        
        
          n
        
        
          $
        
        
          "Starting $prog: "
        
        
          daemon
        
        
          keepalived
        
        
          $
        
        
          {
        
        
          KEEPALIVED_OPTIONS
        
        
          }
        
        
          RETVAL
        
        
          =
        
        
          $
        
        
          ?
        
        
          echo
        
        
          [
        
        
          $
        
        
          RETVAL
        
        
          -
        
        
          eq
        
        
          0
        
        
          ]
        
        
          &&
        
        
          touch
        
        
          /
        
        
          var
        
        
          /
        
        
          lock
        
        
          /
        
        
          subsys
        
        
          /
        
        
          $
        
        
          prog
        
        
          }
        
      
    

4 还可以做什么

对于简单重复性劳动,人总是容易犯错,这种事情最好交给机器去做。 比如,在这个案例中,作为统一接入服务器,可能经常要修改nginx的配置、nginx下面的html文件等。而且,一定要保证集群中的每台服务器的配置 相同。 最好的做法是由配置管理服务器来管理,如果没有,也可以使用简单的linux文件同步来解决。

5 支持https

需要安装openSSL:

    
      yum install openssl-devel


    
  

在nginx/conf下生成秘钥:

      
        
          #生成RSA密钥
        
        

    openssl dsaparam -rand -genkey -out myRSA.key 1024



    
        
          #生成CA密钥:(要输入一个自己记得的密码)
        
        

    openssl gendsa -des3 -out cert.key myRSA.key



    
        
          #用这个CA密钥来创建证书,需要上一步创建的密码
        
        

    openssl req -new -x509 -days 365 -key cert.key -out cert.pem



    
        
          #把证书设置为root专用
        
        

    chmod 700 cert.*



    
        
          #生成免密码文件
        
        

    openssl rsa -in cert.key -out cert.key.unsecure


      
    

如果要启用SSL,首先在安装nginx是要增加配置参数:--with-http_ssl_module , 然后在nginx中进行如下配置:

      
        
          #
        
        
          这里是
        
        
          SSL
        
        
          的相关配置
        
        
          server
        
        
          {
        
        
          listen
        
        
          443
        
        
          ;
        
        
          server_name
        
        
          www
        
        
          .
        
        
          example
        
        
          .
        
        
          com
        
        
          ;
        
        
          #
        
        
          你自己的域名
        
        
          root
        
        
          /
        
        
          home
        
        
          /
        
        
          www
        
        
          ;
        
        
          ssl
        
        
          on
        
        
          ;
        
        
          ssl_certificate
        
        
          cert
        
        
          .
        
        
          perm
        
        
          ;
        
        
          #使用
        
        
          .
        
        
          unsecure
        
        
          文件可以在
        
        
          nginx
        
        
          启动时不输入密码
        
        
          ssl_certificate_key
        
        
          cert
        
        
          .
        
        
          key
        
        
          .
        
        
          unsecure
        
        
          ;
        
        
          location
        
        
          /
        
        
          {
        
        
          #
        
        
          ...
        
        
          }
        
        
          }
        
      
    

公共证书的申请过程:

  1. 生成RSA(私钥)文件:

    openssl genrsa -des3 -out myRSA.key 2048

  2. 生成csr文件:

    openssl req -new -key myRSA.key -out my.csr

  3. 将csr提交给证书机构,比如GlobalSign。

  4. 证书机构会返回私有证书(crt)和中级证书(crt)

  5. 到机构网站下载根证书(root_CA.cer), 将根证书拼接到私有证书之后

  6. 在nginx中配置证书:

      
        
          ssl_certificate
        
        
          /
        
        
          etc
        
        
          /
        
        
          ssl
        
        
          /
        
        
          my
        
        
          .
        
        
          crt
        
        
          ;
        
        
          ssl_certificate_key
        
        
          /
        
        
          etc
        
        
          /
        
        
          ssl
        
        
          /
        
        
          myRSA
        
        
          .
        
        
          key
        
        
          ;
        
        
          ssl_client_certificate
        
        
          /
        
        
          etc
        
        
          /
        
        
          ssl
        
        
          /
        
        
          root_CA
        
        
          .
        
        
          cer
        
        
          ;
        
      
    

6 支持webservice

通过chunkin-nginx-module模块支持webservice。

否则会报错:411:http 头中缺少 Conten-Length 参数

步骤:

      
            git clone https://github.com/agentzh/chunkin-nginx-module.git



    
        
          #重新编译nginx
        
        
          cd 
        
        PATH/TO/NGINX/SOURCE

    ./configure xxx --add-module
        
          =
        
        /PATH/TO/chunkin-nginx-module

    make 
        
          &&
        
         make install


      
    

在nginx的server{}节点中增加配置:

      
        
          chunkin
        
        
          on
        
        
          ;
        
        
          error_page
        
        
          411
        
        
          =
        
        
          @
        
        
          my_411_error
        
        
          ;
        
        
          location
        
        
          @
        
        
          my_411_error
        
        
          {
        
        
          chunkin_resume
        
        
          ;
        
        
          }
        
      
    

7 状态监控

编译时需要增加 --with-http_stub_status_module 参数。

查看编译参数:使用命令 /usr/local/nginx/sbin/nginx -V

安装好之后增加配置:

      
        
          location
        
        
          /nginx_status
        
        
          {
        
        
          stub_status
        
        
          on
        
        
          ;
        
        
          access_log
        
        
          off
        
        
          ;
        
        
          # deny all;
        
        
          allow
        
        
          all
        
        
          ;
        
        
          }
        
      
    

重新加载配置后,会看到一些文本:

Active connections: 1 (对后端发起的活动连接数)

server accepts handled requests

5 5 5 (处理连接个数,成功握手次数,处理请求数)

用nginX+keepalived实现高可用的负载均衡


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