keepalived+nginx+docker實現負載均衡高可用服務

本次實驗中須要使用到四臺主機：
四臺虛擬機上安裝的都是centos7.6操做系統

主機名	ip	功能
nginx_master	192.168.8.128	負載均衡，健康檢查
nginx_backup	192.168.8. 129	nginx_master的小弟
web1	192.168.8.126	提供web服務
web2	192.168.8.127	提供web服務

說簡單點，小弟的做用就是在大哥有危難之際，替大哥挨刀的。當nginx_master出現故障時，nginx_backup就代替nginx_master正常工做。
另外還有一個虛擬 ip：192.168.8.242
keepalived能夠將多個無狀態的單點經過虛擬IP(VIP)漂移的方式搭建成一個高可用服務。

1、負載均衡服務器nginx的配置
nginxmaster和nginxbackup上都須要進行如下操做

一、docker安裝
安裝yum-utils，它提供一個yum-config-manager單元，同時安裝的device-mapper-persistent-data和lvm2用於儲存設備映射（devicemapper）必須的兩個軟件包。

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

緊接着配置一個穩定（stable）的倉庫 
倉庫配置會保存到/etc/yum.repos.d/docker-ce.repo文件中。

生成元數據

安裝docker-ce

二、 配置deamon.json和nginx.conf文件
編輯daemon.json文件，填寫阿里雲鏡像倉庫的地址並指定docker數據存儲目錄
vim daemon.json。

{ "registry-mirrors": ["你的阿里鏡像倉庫地址"], "graph": "/data/docker" }

從新加載daemon，重啓docker服務。

[root@localhost docker]# systemctl daemon-reload
[root@localhost docker]# systemctl restart docker

把docker加入開機啓動

拉取一個nginx鏡像

建立nginx配置文件目錄，啓動一個nginx-c容器並把容器裏的nginx.conf拷貝到本地

刪除容器nginx-c

這兩步就是在nginx容器的配置文件的基礎上修改參數，以實現想要的功能。

三、建立nginx容器並對其進行配置

（1）編寫建立nginx容器的腳本

#!/bin/bash
docker run --name nginx --restart=always -p 80:80 \
-v /data/docker/nginx/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro \
-v /data/docker/nginx/conf/conf.d:/etc/nginx/conf.d \
-v /data/docker/nginx/html:/usr/share/nginx/html \
-v /data/docker/nginx/logs:/var/log/nginx \
-d nginx:latest

注：--restart=always是重啓策略，當docker服務重啓後，容器也會自動啓動

(2) 賦予腳本執行權限 並運行

chmod +x docker_nginx.sh
sh docker_nginx.sh

（3）修改nginx主配置文件

vim /data/docker/nginx/conf/nginx.conf

修改前

修改後

（4） 建立upstream配置文件

vim /data/docker/nginx/conf/conf.d/myhost.conf
upstream xuad {
ip_hash; #會話保持
server 192.168.2.226 max_fails=1 fail_timeout=60s;
server 192.168.2.227 max_fails=1 fail_timeout=60s;
}

(5) 建立虛擬主機配置文件

vim /data/docker/nginx/conf/conf.d/xuad.conf
server {
listen 80;
server_name localhost;
#charset GB2312;
location /
{
proxy_redirect off;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_pass http://lxc;
}

#查看nginx的併發鏈接數配置

location /NginxStatus
{
stub_status on;
access_log off;
auth_basic "NginxStatus"; } access_log off;
error_page 404 /404.html;
error_page 500 502 503 504 /404.html;
location = /404.html {
root html;
}
limit_conn perip 200; #同一ip併發數爲200,超過會返回503
}

（6）重啓nginx容器
docker restart nginx

2、負載均衡服務器keepalived的配置
nginxmaster和nginxbackup上都須要進行如下操做
1 下載並安裝keepalived

分別在NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP兩臺服務器上操做
注：keepalived安裝在實體機上
yum install wget make gcc gcc-c++ openssl-devel
wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-2.0.7.tar.gz
tar zxvf keepalived-2.0.7.tar.gz
cd keepalived-2.0.7
./configure --prefix=/data/keepalived

若是報如下警告：
WARNING - this build will not support IPVS with IPv6. Please install libnl/libnl-3 dev libraries to support IPv6 with IPVS.
不用擔憂，咱們只須要用到VRRP功能，不須要用IPVS功能，因此請確保如下三項是yes就好了。

編譯
make
make install

二、將keepalived 以服務方式啓動
建立/etc/keepalived目錄並把keepalived的配置文件拷貝/etc/keepalived目錄下並加入到開機啓動。

mkdir /etc/keepalived
cp /data/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/ systemctl enable keepalived

三、 修改keepalived配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
lxc@lxc.com
}
notification_email_from root@lxc.com
smtp_server mail.lxc.com
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_strict
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_script chk_nginx {
script "/etc/keepalived/nginx_pid.sh" # 檢查nginx狀態的腳本
interval 2
weight 3
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #備份服務器上將MASTER改成BACKUP
interface ens32 virtual_router_id 51 priority 100 #備份服務上將100改成小於100，可配置成90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.8.242 #有多個vip可在下面繼續增長
}
track_script {
chk_nginx
}
}

四、添加檢查nginx狀態的腳本

vim /etc/keepalived/nginx_pid.sh
#!/bin/bash
#version 0.0.1
A=ps -C nginx --no-header |wc -l
if [ $A -eq 0 ];then
systemctl restart docker
sleep 3
if [ ps -C nginx --no-header |wc -l -eq 0 ];then
systemctl stop keepalived
fi
fi

腳本說明：當nginx進程不存在時，會自動重啓docker服務，docker服務啓動時會自動啓動nginx容器；再次檢查nginx進程，若是不存在，就中止keepalived服務，而後NGINX_BACKUP主機會自動接替NGINX_MASTER的工做。

chmod +x /etc/keepalived/nginx_pid.sh

五、配置firewalld防火牆容許vrrp協議

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虛擬路由器冗餘協議）
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.8.129" protocol value="vrrp" accept"
firewall-cmd --reload

若是是backup服務器，source address改爲master服務器的IP

6 、啓動keepalived

systemctl start keepalived

3、 配置時間同步

在NGINX_MASTER和NGINX_BACKUP上安裝ntp

yum -y install ntp

在NGINX_MASTER上修改ntp配置文件
添加如下兩行。

vim /etc/ntp.conf
server 127.127.1.0 iburst local clock #添加使用本地時間 restrict 192.168.8.0 mask 255.255.255.0 nomodify #容許更新的IP地址段

在NGINX_MASTER上啓動ntp服務，並加入開機啓動
systemctl start ntpd systemctl enable ntpd

在NGINX_MASTER上添加防火牆策略
只容許192.168.8.129訪問ntp服務。

在NGINX_BACKUP上同步NGINX_MASTER的時間

ntpdate 192.168.8.128

在NGINX_BACKUP上設置計劃任務
天天凌晨5點01分同步時間。

crontab -e 1 5 * /usr/sbin/ntpdate 192.168.8.128 >> /var/log/upClock.log

4、負載均衡服務器測試

一、測試nginx服務器
（1）當NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP服務器nginx均正常工做時查看VIP
在NGINX_MASTER上

在NGINX_BACKUP上

master服務器ens32網卡正常綁定VIP，而backup卻沒有綁定，經過瀏覽器可正常訪問網站。

（2）關閉NGINX_MASTER的nginx容器
當nginx容器中止後，立刻就又啓起來了，nginx啓動腳本沒問題

（3）關閉NGINX_MASTER的keepalived服務
在NGINX_MASTER上。

在NGINX_BACKUP上

NGINX_BACKUP的ens32網卡已瞬間綁定VIP，經過瀏覽器訪問網站正常。

（4）將NGINX_MASTER的keepalived服務啓動
在NGINX_MASTER上

在NGINX_BACKUP上

NGINX_MASTER的ens32網卡從新綁定VIP，經過瀏覽器訪問網站正常。

二、測試WEB服務器

關閉WEB_1服務器

經過瀏覽器訪問網站正常。