用NginX+keepalived实现高可用的负载均衡

1 规划和准备

• 需要统一接入的应用系统

  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

• 接入服务器

  用途 IP

MASTER	50.1.1.3
BACKUP	50.1.1.4

操作系统： 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 --with-http_stub_status_module

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/

 

• 加入启动服务

echo "/usr/local/nginx/sbin/nginx" >> /etc/rc.local

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

 

3 配置

 

3.1 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proxy_{pass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

3.2 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:

! Configuration File for keepalived

global_defs {
notification_email {
        [e-mail]
        [e-mail]
   }

   notification_email_from [e-mail]
   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:

! Configuration File for keepalived

global_defs {
notification_email {
        [e-mail]
        [e-mail]
   }

   notification_email_from [e-mail]
   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：

• 先后在主、从服务器上启动keepalived: /etc/init.d/keepalived start
• 在主服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP： ip addr
• 停止主服务器上的keepalived: /etc/init.d/keepalived stop 然后在从服务器上查看是否已经绑定了虚拟IP：
• 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:

#!/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 SSL配置

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，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 / {
  #...
  }
}