心内求法

Holbrook的个人博客

0%

用nginX+keepalived实现高可用的负载均衡

Posted on Edited on In

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。

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

安装

两台接入服务器分别安装NginX和keepalived:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

#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

配置

配置NginX

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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
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

配置keepalived

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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

! 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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
! 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_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

3.3 让keepalived监控NginX的状态

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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

#!/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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
# 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：

1
2
3
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：

1
2
3
4
5
6
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：

1
2
3
4
5
6
7
8

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：

1
2
3
4
5
6
7

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）

Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 0 （读取客户端header数，返回客户端header数，等待数即active-reading-writing）