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写给后端的Nginx初级入门教程:配置高可用集群

在上一篇写给后端的Nginx初级入门教程:实战篇文章中我们从实际的代码出发,比较粗略地讲解了Nginx配置文件的结构,以及常用的功能比如复杂均衡,反向代理,动静分离的简单配置,事情到这里就结束了吗,当然没有,就拿负载均衡为例,还记得我们基础篇关于反向代理给的那张图吗?我们将它做一个小小的修改,变成我们的负载均衡图,如下图所示:

刚开始这么一看,也没发现什么问题啊,请求经过我们的负载均衡服务器,通过不同的策略分发到不同的服务器上进行处理,就算一台服务器挂了,也会有其他的服务器继续顶上,这个逻辑简直满分有木有,妈妈再也不用担心巨大的请求把我的服务器累崩啦。

等等,看似平静的湖面下面其实往往波涛汹涌,知识点呐,朋友们,面试可能要考的

可是,,万一,,我们负载均衡服务器挂了,,那不就彻底GG了?

卧槽,卧槽,卧槽,我怎么没有想到,那怎么办?

别慌,上有上策,下有对策,兵来将挡,水来土掩,为了防止这种被人掐脖子情况的发生,就有人提供了另外一种思路,是什么呢? 其实很简单,你原来不是只有一个负载均衡服务器么,挂了玩不起,我弄两台负载均衡服务器不就得了,一台挂了,我继续用另外一台不就好了吗,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈,臭弟弟,没招了吧,于是上面的那张图就变成了这样:

当我们向服务端发起请求的时候,用的地址并不是我们配置的两台Nginx服务器的IP地址,而是我们设置的虚拟IP地址,而两台Nginx服务器的地址则称为我们的工作IP,当比如5个请求(看我这没见过大场面的样子)来到我们的主Nginx服务器,我们主Nginx服务器一看来了这么多请求,于是。

啊,好多请求,我死了。

然后,由于两台Nginx服务器都是设置的这一个虚拟IP,当主Nginx服务器挂了之后,当我们再次访问的时候,实际上就是访问我们的从Nginx服务器来做具体的负载均衡了,具体提供服务的IP地址也从主Nginx服务器的IP切换到了从Nginx服务器的Ip,整个IP切换的过程对于用户来说是无感知的,其实有点类似于我们经常说的主从数据库。

然后整个工作IP地址变化的过程,业界起了一个特cool的名字,叫IP漂移

当然,这个虚拟IP也不是说句话就配置好的,同样也需要第三方软件的支持,在这里我们使用的是keepalived这个软件来保证我们的nginx实现高可用集群配置的。

keepalived是什么?

keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件,其功能类似于heartbeat,主要用来防止单点故障。

你这不是脱裤子xx,多此一举吗,是,Nginx服务器挂了是没事了,可是你keepalived挂了怎么办?

卧,我早就想到可能会有人问这个问题,首先,我们的keepalived只是简单的做一个负载均衡的作用,真实的请求还是交给Nginx来负责的,所以,keepalived挂的概率要远远小于Nginx挂的概率,如果真挂了,那也真的没办法了。

说了这么多,具体怎么玩?好,那接下来,我们不废话,直接看东西。

keepalived安装及配置文件详解:

keepalived安装:

既然我们说的是nginx高可用集群的配置,首先,有很多先决条件我们得有吧,集群集群,你只有一台linux服务器搞不成啊,当然也不要求你准备几十台服务器出来,两台就好,毕竟成本高昂,当然对于朱一旦那样的劳力士男人这点服务器并不在话下,其次,最最最基本的,我们两台服务器要把Nginx装好,具体Nginx怎么装的,可以去看我之前的实战篇,所以为了实现Nginx的高可用集群配置,我们需要准备:

  • 服务器两台,我这里是本地虚拟机,IP分别是192.168.17.119192.168.17.120
  • 我们两台服务器都需要安装好nginxkeepalived

过程略,骗你的,按照我们之前的习惯,这里只列举最简单的安装方法,打开我们两台虚拟机的命令行终端,输入yum命令进行安装:

yum install keepalived –y
复制代码

keepalived配置文件详解:

装好了之后呢,就是说配置了,我们keepalived的配置文件在哪呢?通常来说在etc/keepalived/keepalived.conf这个文件下,我们打开这个文件,由于内容实在太多,我这里就不一一列举了,但是这么多的配置并不都是需要我我们去配置的,相反,我们简单的配置主从Nginx服务器只需要其中的一小部分就可以了,于是呢,我们对keepalived.conf这个文件进行精简,精简过后的内容如下,大家可以直接把这部分内容替换掉原来的配置文件:

! Configuration File for keepalived

global_defs {
    
    ##邮件相关的配置
    notification_email {
    ###设置报警邮件地址,可以设置多个,每行一个。 需开启本机的sendmail服务
    acassen@firewall.loc
    failover@firewall.loc
    sysadmin@firewall.loc
    }
    #keepalived在发生诸如切换操作时需要发送email通知地址,表示发送通知的邮件源地址是谁  
    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
    #指定发送email的smtp服务器  
    smtp_server 192.168.17.129
    #设置连接smtp server的超时时间 
    smtp_connect_timeout 30
    
    ##这个比较重要, router_id 用来标识我们这台主机,故障发生时,发邮件时显示在邮件主题中的信息
    router_id Master_Nginx 
}

##检测脚本和权重参数
vrrp_script chk_http_port {
    script "/usr/local/src/nginx_check.sh" ##配置脚本的路径
    interval 2 #(检测脚本执行的间隔)
    weight 2 ##权重
}

vrrp_instance VI_1 {

    #指定keepalived的角色,MASTER表示此主机是主服务器,BACKUP表示此主机是备用服务器。注意这里的state指      定 instance(Initial)的初始状态,就是说在配置好后,这台服务器的初始状态就是这里指定的,  
    #但这里指定的不算,还是得要通过竞选通过优先级来确定。如果这里设置为MASTER,但如若他的优先级不及另外一       台,那么这台在发送通告时,会发送自己的优先级,另外一台发现优先级不如自己的高,  
    #那么他会就回抢占为MASTER   
    state MASTER  # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
    
    interface eth0 ###指定HA监测网络的接口。与本机 IP 地址所在的网络接口相同,可通过ip addr 查看
    virtual_router_id 51 #虚拟路由标识,这个标识是一个数字,同一个vrrp实例使用唯一的标识。即同一vrrp_instance下,MASTER和BACKUP必须是一致的  
    priority 100 # 主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份机值较小,一般来说,主100 备 80
    advert_int 1 #设定MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔,单位是秒     
	authentication { #设置验证类型和密码。主从必须一样
        auth_type PASS   #设置vrrp验证类型,主要有PASS和AH两种  
        auth_pass 123456 #设置vrrp验证密码,在同一个vrrp_instance下,MASTER与BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信  
}

virtual_ipaddress {
    192.168.17.50 ## VRRP H 虚拟地址
    } 


}
复制代码

在我们本例子中,配置文件主要分为三大块,分别是global_defsvrrp_script chk_http_port

vrrp_instance VI_1,下面我们一个一个来说明它们具体在其中起到的作用:

global_defs 块:

全局配置,邮件通知等配置都在这里完成,比较重要的是这个router_id 这个选项,他用来标识我们这台主机,

那本例中Master_Nginx 是怎么来的呢,在我的host文件中:

127.0.0.1 Master_Nginx
复制代码

当然Master_Nginx 是我自己取的,大家也可以根据自己的习惯给自己的主机起名字。

vrrp_script chk_http_port 块:

看到script ,这不是脚本的意思么,是的,这一块呢,就主要是们的keepalived脚本配置,之前不是说了吗,我得有个方法知道你Nginx服务器挂了啊,这样我才能去切换成备用的服务器,这个脚本就是干这个事儿的。具体每一行是什么意思,看注释:

##检测脚本和权重参数
vrrp_script chk_http_port {
    script "/usr/local/src/nginx_check.sh" ##配置脚本的路径
    interval 2 #检测脚本执行的间隔,脚本每隔两秒执行一次,
    weight 2 ##权重,这个权重是什么意思呢,就是当我们主Nginx服务器挂了之后,就把该服务器的权重设置成2
}
复制代码

而nginx_check.sh中的内容,我们会在配置文件的最后会贴出来。

vrrp_instance VI_1块:

第三块就比较重要了,这个主要用来我们虚拟IP的配置,具体的解释呢,我已经放在了上文代码注释中,唯一需要额外补充的一点是什么呢,virtual_ipaddress 我们的虚拟IP地址是可以有多个的,比如我有两个虚拟IP怎么写,直接换行就行:

virtual_ipaddress {
    192.168.17.50 ## VRRP H 虚拟地址
    192.168.17.51 
    } 
复制代码

附:

在/usr/local/src/ 路径下创建我们的nginx_check.sh 脚本。

脚本内容大致意思是,当我们发现我们当前nginx服务器挂了的时候,就顺便把keepalived也干没了,因为我们两台nginx服务器都同时装了keepalived,一台挂了,所以自然就切换到另外一台备用服务器上了,这跟古代皇帝驾崩了,重任自然就落到太子身上是一个道理。

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
    /usr/local/nginx/sbin/nginx
    sleep 2
    if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
        killall keepalived
    fi
fi
复制代码

弄完之后,记得这个脚本的路径要和配置文件中 script 值一致,别回来写好了keepalived找不着。

讲到这里,就已经把keepalived配置文件比较简单的部分讲完了,大家千万不要说看了我的教程之后以为学到了全部精髓,其实没有,这只是一部分,后面更多详细的配置需要大家在日后的使用过程中学习和了解。

配置高可用集群实战:

其实,在上面讲解配置文件的过程中,我们已经不知不觉间把我们主Nginx服务器的keepalived给悄咪咪配置好了,是吧,简单的配置其实没那么复杂的,下面就是配置我们的备用Nginx服务器了。大体上步骤依然是一样的。

依旧是替换我们的配置文件,不过需要大家主要的是,备用Nginx服务器和主Nginx服务器配置文件还是有那么一点点需要改动的地方,在本例中主要需要将 state 从MASTER 改为 BACKUP ,优先级 priority 从100 改为 90 ,改过之后的内容如下:

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP   # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
    interface eth0 ##网卡,可以从ipconfig这个命令查到
    virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
    priority 90 # 主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份机值较小,一般来说,主100 备 80
    advert_int 1 ##心跳,秒,每隔一秒发送一个心态确认我们的Nginx服务器的存活情况
	authentication { ##密码验证
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
}

virtual_ipaddress {
    192.168.17.50 ## VRRP H 虚拟地址
    } 

}
复制代码

脚本内容是不需要修改的,直接上传到指定目录就行。

配置过程中需要注意的是,主服务器和备服务器之间的虚拟IP 地址也就是virtual_ipaddress 一定要是同一个。

测试:

#两台服务器分别启动nginx
nginx

#分别启动keepalived 服务
#centos 7 
systemctl start keepalived.service
#centos 6+
service keepalived start
复制代码

在浏览器地址输入192.168.17.50 ,可以看到我们熟悉的Nginx欢迎界面。

为了验证keepalived在其中确实是起了作用的,我们手动把主Nginx服务器的keepalived和nginx服务关掉,然后再访问192.168.17.50

于是我们发现依然是可以正常访问的,熟悉的Nginx界面又出现在了我们眼中,可见我们的备用Nginx服务器排上用场了。

到这里就大功告成啦。

下面开始技术总结:

本篇文章呢,我们通过使用keepalived简单实现了Nginx服务的高可用集群的配置,虽然配置很简陋,但是对于初学者我想已经可以实现通过keepalive和Nginx来实现自己项目的高可用运行了。但这并不意味着这就是全部,keepalived同时支持双主模式,碍于本文的篇幅,这里就不额外补充了,但是掌握了主备模式的配置,对于双主模式的配置我想也是很容易学会的事情,最后,非常感谢阅读本篇文章的小伙伴们,能够帮助到你们对于我来说是一件非常开心的事儿,如果有什么疑问或者批评欢迎留言到本篇文章下方,有时间的话我会一一回复。

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