nginx——keepalived

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nginx——keepalived 1.keepalived高可用基本概述 什麼是高可用 一般是指2台機器啟動著完全相同的業務系統，當有一臺機器down機了，另外一臺伺服器就能快速的接管，對於訪問的用戶是無感知的。 高可用通常使用什麼軟體 硬體使用F5 軟體使用keepalived keepalil ...


nginx——keepalived

1.keepalived高可用基本概述

什麼是高可用

一般是指2台機器啟動著完全相同的業務系統，當有一臺機器down機了，另外一臺伺服器就能快速的接管，對於訪問的用戶是無感知的。

高可用通常使用什麼軟體

硬體使用F5

軟體使用keepalived

keepalilved是如何實現高可用的

keepalived軟體是基於VRRP協議實現的，VRRP虛擬路由冗餘協議，主要用於解決單點故障問題

那麼vrrp是如何誕生的，原理又是什麼？

比如公司的網路是通過網關進行上網的，那麼如果該路由器故障了，網關無法轉發報文了，此時所有人都無法上網了，怎麼辦？

通常做法是給路由器增加一臺北街店，但是問題是，如果我們的主網關master故障了，用戶是需要手動指向backup的，如果用戶過多修改起來會非常麻煩。

問題一：假設用戶將指向都修改為backup路由器，那麼master路由器修好了怎麼辦？
問題二：假設Master網關故障，我們將backup網關配置為master網關的ip是否可以？

其實是不行的，因為PC第一次通過ARP廣播尋找到Master網關的MAC地址與IP地址後，會將信息寫到ARP的緩存表中，那麼PC之後連接都是通過那個緩存表的信息去連接，然後進行數據包的轉發，即使我們修改了IP但是Mac地址是唯一的，pc的數據包依然會發送給master。（除非是PC的ARP緩存表過期，再次發起ARP廣播的時候才能獲取新的backup對應的Mac地址與IP地址）

如何才能做到出現故障自動轉移，此時VRRP就出現了，我們的VRRP其實是通過軟體或者硬體的形式在Master和Backup外面增加一個虛擬的MAC地址（VMAC）與虛擬IP地址（VIP），那麼在這種情況下，PC請求VIP的時候，無論是Master處理還是Backup處理，PC僅會在ARP緩存表中記錄VMAC與VIP的信息。

高可用keepalived使用場景

通常業務系統需要保證7×24小時不DOWN機，比如公司內部的OA系統，每天公司人員都需要使用，則不允許Down機，作為業務系統來說隨時都可用

1、如何確定誰是主節點誰是背節點（選舉投票，優先順序）

2、如果Master故障，Backup自動接管，那麼Master回覆後會奪權嗎（搶占試、非搶占式）

3、如果兩台伺服器都認為自己是Master會出現什麼問題（腦裂）

keepalived高可用安裝配置

2.1 實踐環境配置

作用 IP 角色
節點1 10.0.0.5 Master
節點2 10.0.0.6 Backup
VIP 10.0.0.3

2.2 在master和backup上分別安裝keepalived

[root@lb01 ~]# yum install -y keepalived
[root@lb02 ~]# yum install -y keepalived

2.3 配置節點1，Master

#找到配置文件
[root@lb02 ~]# rpm -qc keepalived
/etc/keepalived/keepalived.conf
/etc/sysconfig/keepalived

#編輯配置文件
[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {                   #全局配置
    router_id lb01              #標識身份->名稱
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                #標識角色狀態
    interface eth0              #網卡綁定介面
    virtual_router_id 50        #虛擬路由id
    priority 150                #優先順序
    advert_int 1                #監測間隔時間
    authentication {            #認證
        auth_type PASS          #認證方式
        auth_pass 1111          #認證密碼
    }
    virtual_ipaddress {         
        10.0.0.3                #虛擬的VIP地址
    }
}

2.4 配置節點2，Backup

[root@lb02 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id lb02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP        
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {    
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
}

2.5 對比master與Backup的keepalived配置區別

Keepalived配置區別 Master節點配置 Backup節點配置
route_id（唯一標識） router_id lb01 router_id lb02
state（角色狀態） state MASTER state BACKUP
priority(競選優先順序) priority 150 priority 100

2.6 啟動Master和Backup節點的keepalived

#Master節點
[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived
[root@lb01 ~]# systemctl enable keepalived

#Backup節點
[root@lb02 ~]# systemctl start keepalived
[root@lb02 ~]# systemctl enable keepalived

3. 高可用keepalived搶占式與非搶占式

3.1 兩個節點都啟動時

#由於節點1的優先順序高於節點2，所以VIP在節點1上面
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

3.2 關閉節點1的keepalived

[root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived

#節點2聯繫不上節點1，主動接管VIP
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

3.3 此時重新啟動Master上的keepalived，會發現VIP被強行搶占

[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

3.4 配置非搶占式

1、兩個節點的state都必須配置為BACKUP
2、兩個節點都必須加上配置 nopreempt
3、其中一個節點的優先順序必須要高於另外一個節點的優先順序。
兩台伺服器都角色狀態啟用nopreempt後，必須修改角色狀態統一為BACKUP，唯一的區分就是優先順序。

Master配置
    vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP
        priority 150
        nopreempt
    }

Backup配置
    vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP
        priority 100
        nopreempt
    }

3.5 通過windows的arp去驗證，是否會切換MAC地址

#查看VIP在節點1上面
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

#windows查看Mac地址

#將節點1的keepalived停掉
[root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived

#節點2接管VIP
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

#再次查看mac地址
arp -a

4. 高可用keepalived故障腦裂

由於某些原因，導致兩台keepalived高可用伺服器在指定時間內，無法檢測到對方的心跳，個字去的資源及服務的所有權，而此時的兩台高可用伺服器又都還活著。

4.1 腦裂故障原因

1、伺服器網線鬆動等網路故障
2、伺服器硬體故障發生損壞現象而崩潰
3、主備都開啟firewalld防火牆

4.2 腦裂故障現象

#將節點1和節點2的防火牆都打開
[root@lb01 ~]# systemctl start firewalld

[root@lb02 ~]# systemctl start firewalld

#fireshark抓包查看


4.3 解決腦裂故障方案

#如果發生鬧裂，則隨機kill掉一臺即可
#在備上編寫檢測腳本, 測試如果能ping通主並且備節點還有VIP的話則認為產生了列腦
[root@lb02 ~]# cat check_split_brain.sh
#!/bin/sh
vip=10.0.0.3
lb01_ip=10.0.0.5
while true;do
    ping -c 2 $lb01_ip &>/dev/null
    if [ $? -eq 0 -a `ip add|grep "$vip"|wc -l` -eq 1 ];then
        echo "ha is split brain.warning."
    else
        echo "ha is ok"
    fi
sleep 5
done

5. 高可用keepalived與nginx

5.1 為什麼功能變數名稱解析到VIP就可以訪問nginx？

Nginx預設監聽在所有的IP地址上，VIP會飄到一臺節點上，相當於那台nginx多了VIP這麼一個網卡，所以可以訪問到nginx所在機器

5.2 如果nginx宕機，會導致用戶請求失敗，但是keepalived沒有掛掉不會進行切換，所以需要編寫一個腳本檢測Nginx的存活狀態，如果不存活則kill掉keepalived

[root@lb01 ~]# mkdir /server/scripts
[root@lb01 ~]# vim /server/scripts/check_web.sh
#!/bin/sh
nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)

#1.判斷Nginx是否存活,如果不存活則嘗試啟動Nginx
if [ $nginxpid -eq 0 ];then
    systemctl start nginx
    sleep 3
    #2.等待3秒後再次獲取一次Nginx狀態
    nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l) 
    #3.再次進行判斷, 如Nginx還不存活則停止Keepalived,讓地址進行漂移,並退出腳本  
    if [ $nginxpid -eq 0 ];then
        systemctl stop keepalived
   fi
fi
#給腳本增加執行許可權
[root@lb01 ~]# chmod +x /server/scripts/check_web.sh

5.3 在lb01主機的keepalived配置文件中調用此腳本

[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {           
    router_id lb01      
}

#每5秒執行一次腳本，腳本執行內容不能超過5秒，否則會中斷再次重新執行腳本
vrrp_script check_web {
    script "/server/scripts/check_web.sh"
    interval 5
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER        
    interface eth0      
    virtual_router_id 50    
    priority 150        
    advert_int 1        
    authentication {    
        auth_type PASS  
        auth_pass 1111  
    }
    virtual_ipaddress { 
        10.0.0.3    
    }


#調用並運行腳本
track_script {
    check_web
}
}
#在Master的keepalived中調用腳本，搶占式，僅需在master配置即可。（註意，如果配置為非搶占式，那麼需要兩台伺服器都使用該腳本）

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