keepalived+haproxy实现nginx高可用负载均衡

一、keepalived简介

Keepalived是基于vrrp协议的一款高可用软件。Keepailived有一台主服务器和多台备份服务器，在主服务器和备份服务器上面部署相同的服务配置，使用一个虚拟IP地址对外提供服务，当主服务器出现故障时，虚拟IP地址会自动漂移到备份服务器。

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议），VRRP是为了解决静态路由的高可用。VRRP的基本架构
虚拟路由器由多个路由器组成，每个路由器都有各自的IP和共同的VRID(0-255)，其中一个VRRP路由器通过竞选成为MASTER，占有VIP，对外提供路由服务，其他成为BACKUP，MASTER以IP组播（组播地址：224.0.0.18）形式发送VRRP协议包，与BACKUP保持心跳连接，若MASTER不可用（或BACKUP接收不到VRRP协议包），则BACKUP通过竞选产生新的MASTER并继续对外提供路由服务，从而实现高可用。

二、配置简介

主机架构：

系统环境：CentOS6.8

前端两台主机承担负载均衡任务，ip分别为192.168.10.137和192.168.10.138，对外暴露ip代理后端nginx的内容。

后端两台主机为实际访问内容，ip分别为192.168.10.145和192.168.10.146，只允许前端两台主机对80端口的访问。

实验步骤：

1.配置keepalived

2.配置haproxy

3.配置nginx

4.配置iptables规则

三、配置keepalived

配置之前关闭selinux

# setenforce 0

为实验简洁，我这里直接采用yum安装

# yum -y install epel-release #安装epel拓展源

# yum -y install keepalived #安装keepalived

更改配置文件内容

# mv /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak #更改初始设置文件，可以直接删除

# vim /etc/keepalived/keepalived.conf #更改配置内容

ip为192.168.10.137的配置内容如下：

! Configuration File for keepalived

global_defs { #global_defs区域，主要是配置故障发生时的通知对象以及机器标识
notification_email { #notification_email 故障发生时给谁发邮件通知。
[email protected]
}
notification_email_from [email protected] #notification_email_from 通知邮件从哪个地址发出。
smtp_server 127.0.0.1 #smpt_server 通知邮件的smtp地址。
smtp_connect_timeout 30 #smtp_connect_timeout 连接smtp服务器的超时时间。
router_id nginx1 #router_id 标识本节点的字条串，通常为hostname，但不一定非得是hostname。故障发生时，邮件通知会用到。
}

vrrp_instance VI_1 { #vrrp_instance用来定义对外提供服务的VIP区域及其相关属性。
state BACKUP #可以是MASTER或BACKUP，不过当其他节点keepalived启动时会将priority比较大的节点选举为MASTER，因此该项其实没有实质用途。
virtual_router_id 102 #virtual_router_id 取值在0-255之间，用来区分多个instance的VRRP组播。
interface eth2 #节点固有IP（非VIP）的网卡，用来发VRRP包。
mcast_src_ip 192.168.10.137 #mcast_src_ip 修改vrrp组播包的源地址，默认源地址为master的IP。（由于是组播，因此即使修改了源地址，该master还是能收到回应的）
priority 100 #用来选举master的，要成为master，那么这个选项的值最好高于其他机器50个点，该项取值范围是1-255（在此范围之外会被识别成默认值100）。
advert_int 1 #advert_int 发VRRP包的时间间隔，即多久进行一次master选举（可以认为是健康查检时间间隔）。
nopreempt #nopreempt 允许一个priority比较低的节点作为master，即使有priority更高的节点启动。故障恢复时不抢占。
authentication { #authentication 认证区域，认证类型有PASS和HA（IPSEC），推荐使用PASS（密码只识别前8位）。
auth_type PASS
auth_pass 1234
}

virtual_ipaddress { #vip,虚拟IP地址池，可以有多个IP，每个IP占一行，不需要指定子网掩码。注意：这个IP必须与我们的设定的vip保持一致。
192.168.10.101
}
}

ip为192.168.10.138的配置内容如下：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
notification_email {
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id nginx2
}

vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
virtual_router_id 102 #同一组播中的id相同
interface eth2
mcast_src_ip 192.168.10.138 #本机地址
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1234
}

virtual_ipaddress {
192.168.10.101
}
}

两台主机之间的iptables访问规则配置

192.168.10.137上

# iptables -I INPUT -s 192.168.10.138/24 -d 224.0.0.18 -j ACCEPT #允许组播地址通信

# iptables -I INPUT -s 192.168.10.138/24 -p vrrp -j ACCEPT #允许VRRP（虚拟路由器冗余协）通信

192.168.10.138上

# iptables -I INPUT -s 192.168.10.137/24 -d 224.0.0.18 -j ACCEPT #允许组播地址通信

# iptables -I INPUT -s 192.168.10.137/24 -p vrrp -j ACCEPT #允许VRRP（虚拟路由器冗余协）通信

如果没设置好容易脑裂，要注意哦！

设置好之后可以两台主机都启动keepalived查看配置是否正确

192.168.10.137先启动keepalived，否则另一台主机会先抢占VIP

# service keepalived start

192.168.10.137的eth2网卡已经绑定VIP

192.168.10.138的eth2网卡未抢占VIP

当192.168.10.137上关闭keepalived服务时

# service keepalived stop

192.168.10.137的eth2网卡VIP消失

192.168.10.138的eth2网卡抢占VIP

三、配置haproxy

详细参数说明请看本人的HAProxy安装与配置（实现nginx负载均衡）

两台主机安装haproxy

# yum -y install haproxy

配置文件路径为/etc/haproxy/haproxy.cfg

配置文件内容除global和defaults下的设置其余的都可以注释掉

192.168.10.137添加以下内容

############WEB服务配置##################
listen webha80 #监听名称自定义
bind 0.0.0.0:80 #监听80端口
mode http #模式为http
option httplog #记录访问日志
log global #日志记录为全局的设置
maxconn 3000 #最大的连接数为3000
balance roundrobin #负载均衡模式为轮询
server nginx1 192.168.10.145:80 weight 2 rise 2 fall 3 #nginx1权重为2, 连续2次请求正常加入负载，失败3次即判定服务器宕机
server nginx2 192.168.10.146:80 weight 1 rise 2 fall 3 #nginx2权重为1, 连续2次请求正常加入负载，失败3次即判定服务器宕机

192.168.10.138添加以下内容

############WEB服务配置##################
listen webha80 #监听名称自定义
bind 0.0.0.0:80 #监听80端口
mode http #模式为http
option httplog #记录访问日志
log global #日志记录为全局的设置
maxconn 3000 #最大的连接数为3000
balance roundrobin #负载均衡模式为轮询
server nginx1 192.168.10.145:80 weight 1 rise 2 fall 3 #nginx1权重为1, 连续2次请求正常加入负载，失败3次即判定服务器宕机
server nginx2 192.168.10.146:80 weight 2 rise 2 fall 3 #nginx2权重为2, 连续2次请求正常加入负载，失败3次即判定服务器宕机

配置差别以便在发生故障时切换辨认主机，实际生产环境配置一般情况下请保持一致。

启动haproxy

# service haproxy start

启动完毕后查看端口监听状态，确定配置正确

# netstat -tnlp #80端口被haproxy占用

四、配置nginx

# yum -y install epel-release

# yum -y install nginx

# service nginx start

nginx1上

# echo "this is nginx111111111111111" > /usr/share/nginx/html/index.html #修改index.html以便验证轮询效果

# iptables -I INPUT -s 192.168.10.0/24 -p tcp --dport 80 -j ACCEPT #允许haproxy对80端口的访问

nginx2上

# echo "this is nginx22222222222222" > /usr/share/nginx/html/index.html

# iptables -I INPUT -s 192.168.10.0/24 -p tcp --dport 80 -j ACCEPT

五、配置前端iptables规则

192.168.10.137和192.168.10.138上添加规则

# iptables -I INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT #允许所有的80端口请求

前端代理主机iptables规则表：

后端nginx主机iptables规则表：

六、访问测试

当正常情况下，192.168.10.137因为优先级高于192.168.10.138，此时它的eth2网卡绑定VIP，用浏览器对VIP--192.168.10.101进行访问，每三次访问页面出现“this is nginx111111111111111”为2次，“this is nginx22222222222222”为1次。而当关闭137主机上的keepalived时（模拟服务器故障），138主机抢占VIP--192.168.10.101，则每三次访问页面出现“this is nginx111111111111111”为1次，“this is nginx22222222222222”为2次。