一．体系架构

在Keepalived + Nginx高可用负载均衡架构中，keepalived负责实现High-availability (HA) 功能控制前端机VIP（虚拟网络地址），当有设备发生故障时，热备服务器可以瞬间将VIP自动切换过来，实际运行中体验只有2秒钟切换时间，DNS服务可以负责前端VIP的负载均衡。
nginx负责控制后端web服务器的负载均衡，将客户端的请求按照一定的算法转发给后端Real Server处理，而Real Server将响应直接返回给客户端。
nfs服务器做实时备份，给web服务器提供web界面。

二．简单原理

NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP两台服务器均通过keepalived软件把ens33网卡绑上一个虚拟IP（VIP）地址192.168.1.40，此VIP当前由谁承载着服务就绑定在谁的ens32上，当NGINX_MASTER发生故障时，NGINX_BACKUP会通过/etc/keepalived/keepalived.conf文件中设置的心跳时间advert_int 1检查，无法获取NGINX_MASTER正常状态的话，NGINX_BACKUP会瞬间绑定VIP来接替nginx_master的工作，当NGINX_MASTER恢复后keepalived会通过priority参数判断优先权将虚拟VIP地址192.168.1.40重新绑定给NGINX_MASTER的ens33网卡。
使用此方案的优越性
1.实现了可弹性化的架构，在压力增大的时候可以临时添加web服务器添加到这个架构里面去;
2.upstream具有负载均衡能力，可以自动判断后端的机器，并且自动踢出不能正常提供服务的机器；
3.相对于lvs而言，正则分发和重定向更为灵活。而Keepalvied可保证单个nginx负载均衡器的有效性，避免单点故障；
4.用nginx做负载均衡，无需对后端的机器做任何改动。
5.nginx部署在docker容器里，即大量地节约开发、测试、部署的时间，又可以在出现故障时通过镜像快速恢复业务。

三、系统环境

两台负载机器安装：，nginx+docker+nfs 分别命名为：NGINX_MASTER，NGINX_BACKUP。
后端web服务器，可以是提供web服务的任何架构，分别命名为：WEB_1，WEB_2。
后端数据库机器可任意架构，只要能提供数据库服务即可。

服务器IP地址安装软件NGINX_MASTER192.168.1.10nginx+keepalivedNGINX_BACKUP192.168.1.20nginx+keepalivedWEB_1192.168.1.11docker+nginxWEB_2192.168.1.13docker+nginxnfs_MASTER192.168.1.30nfs+rsync+inotifynfs_BACKUP192.168.1.10nfs+rsync+inotify

nginx部署（两台都是）

安装nginx

[root@nginx01 ~]# tar zxf nginx-1.14.0.tar.gz 
//解压nginx安装包
[root@nginx01 ~]# cd nginx-1.14.0/
[root@nginx01 nginx-1.14.0]# yum -y install openssl-devel pcre-devel zlib-devel
//安装nginx依赖包

[root@nginx01 nginx-1.14.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx1.14 --with-http_dav_module --with-http_stub_status_module --with-http_addition_module  --with-http_sub_module --with-http_flv_module --with-http_mp4_module --with-pcre --with-http_ssl_module --with-http_gzip_static_module --user=nginx --group=nginx && make  &&  make install
//编译安装nginx

[root@nginx01 nginx-1.14.0]# useradd nginx -s /sbin/nologin -M
//创建所需用户
[root@nginx01 nginx-1.14.0]# ln -s /usr/local/nginx1.14/sbin/nginx /usr/local/sbin/
//链接命令
[root@nginx01 nginx-1.14.0]# nginx 
//开启nginx
[root@nginx01 nginx-1.14.0]# netstat -anpt | grep nginx
//查看nginx是否开启

部署nginx

[root@nginx01 ~]# cd /usr/local/nginx1.14/conf/
[root@nginx01 conf]# vim nginx.conf

? http模块加

upstream backend {
server 192.168.1.11:90 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s;
server 192.168.1.13:90 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s;
}

    location / {
       # root   html;
       # index  index.html index.htm;
       proxy_pass http://backend;  #添加
    }

高可用环境

安装keepalived

[root@nginx02 nginx-1.14.0]# yum -y install keepalived

配置keepalived

修改主和备nginx服务器上的keepalived 配置文件 /etc/keepalived/keepalived.conf 文件

主nginx

修改主nginx下/etc/keepalived/keepalived.conf文件

! Configuration File for keepalived
global_defs {
   router_id LVS_DEVEL
}   
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }   
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.40
    }
}

备nginx

修改备nginx下 /etc/keepalived /keepalived.conf文件

配置备nginx时需要注意：需要修改state为BACKUP , priority比MASTER低，virtual_router_id和master的值一致

! Configuration File for keepalived
global_defs {
   router_id TWO
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 1
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.40
    }
}

测试（在做完docker的时候）

主备nginx都启动keepalived

systemctl  start  keepalived

[root@nginx01 conf]# curl 192.168.1.40
wsd666

nfs部署（两台都是)

nfs操作

[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils
//下载nfs服务

[root@nfs ~]# mkdir /database
//创建共享目录
[root@nfs02 ~]# chmod 777 /database/
//设置权限
[root@nfs ~]# vim /etc/exports
//设置权限如下
/database *(rw,sync,no_root_squash)

开启各项服务

[root@nfs ~]# systemctl start rpcbind
[root@nfs ~]# systemctl enable rpcbind
[root@nfs ~]# systemctl start nfs-server
[root@nfs ~]# systemctl enable nfs-server

docker01和docker02测试nfs

[root@nfs01 ~]# vim /etc/rsyncd.conf 
//建立rsync配置文件
uid = nobody
gid = nobody
use chroot = yes
address = 192.168.1.30
port 873
log file = /var/log/rsyncd.log
pid file = /var/run/rsyncd.pid
hosts allow = 192.168.1.0/24
[wwwroot]
path = /database
read only = no
dont compress = *.gz *.bz2 *.rar *.zip

[root@nfs01 ~]# mkdir /database
//创建共享目录
[root@nfs01 ~]# rsync --daemon
//启动rsync
[root@nfs01 ~]# netstat -anpt | grep rsync
//查看端口

如果需要重启rsync服务，需要：

[root@localhost ~]# kill  $(cat /var/run/rsyncd.pid)
//停止服务
[root@localhost ~]# rsync --daemon
//启动服务
[root@localhost ~]# kill -9 $(cat /var/run/rsyncd.pid)

或者直接使用“netstat -anpt | grep rsync”命令查出进程号，使用“kill 进程号”一样。
使用第一种方法停止rsync服务必须删除存放rsync服务进程的文件：

[root@localhost ~]# rm -rf /var/run/rsyncd.pid

使用rsync备份工具

配置好rsync同步源服务器之后，客户端就可以使用rsync工具来执行远程同步了。

与rsync主机同步

rsync命令的选项：
-r：递归模式，包含目录及子目录中所有文件
-l：对于符号链接文件仍然复制为符号链接文件
-p：保留文件的权限标记
-t：保留文件的时间标记
-g：保留文件的属组标记（仅超级用户使用）
-o：保留文件的属主标记（仅超级用户使用）
-D：保留设备文件及其他特殊文件
-a：归档模式，递归并保留对象属性，等同于 -rlptgoD
-v：显示同步过程的详细（verbose）信息
-z：在传输文件时进行压缩（compress）
-H：保留硬连接文件
-A：保留ACL属性信息
--delete：删除目标位置有而原始位置没有的文件
--checksum：根据对象的校验和来决定是否跳过文件

rsync是一款快速增量备份工具，支持：
（1）本地复制；
（2）与其他SSH同步；
（3）与rsync主机同步。

手动与rsync主机同步

[root@localhost ~]# rsync -avz 192.168.1.1::wwwroot /root
或者
[root@localhost ~]# rsync -avz rsync://192.168.1.1/wwwroot /root

[root@nfs01 database]# vim index.html
xgp666
//创建测试目录

配置inotify+rsync实时同步（两台都是）

(1)、软件安装

rpm -q rsync //查询rsync是否安装，一般为系统自带安装
yum install rsync -y //若没有安装，使用yum安装

安装inotify软件包

[root@nfs02 ~]# tar zxf inotify-tools-3.14.tar.gz 
[root@nfs02 ~]# cd inotify-tools-3.14/
[root@nfs02 inotify-tools-3.14]#  ./configure && make && make install

（2）调整inotify内核参数

[root@nfs02 ~]# vim /etc/sysctl.conf
fs.inotify.max_queued_events = 16384
fs.inotify.max_user_instances = 1024
fs.inotify.max_user_watches = 1048576

[root@nfs02 ~]# sysctl -p
//生效

(3) 编写触发式同步脚本

#!/bin/bash
A="inotifywait -mrq -e modify,move,create,delete /database/"
B="rsync -avz  /database/ 192.168.1.40::wwwroot"
$A | while read DIRECTORY EVENT FILE
do
    if [ $(pgrep rsync | wc -l) -gt 0 ] ; then
        $B
    fi
done

此处需要注意，在两台服务器需要同步的目录之间，也需要将目录权限放到最大，避免因目录本身权限报错。

[root@nfs01 inotify-tools-3.14]# chmod  +x /opt/ino.sh

设置脚本开机自启

[root@nfs01 database]# vim /etc/rc.d/rc.local 
/opt/ino.sh &
/usr/bin/rsync --daemon

源服务器端测试

• 执行脚本后，当前终端会变成实时监控界面，需要重新打开终端操作。
• 在源服务器端共享模块目录下进行文件操作，然后去备份服务器下，可观察到文件已经被实时同步。

docker部署(两台都是)

[root@docker01 ~]# docker pull nginx
[root@docker01 ~]# mkdir -p  /www  
//创建挂载目录

nfs创建好之后docker上挂载目录

[root@docker01 ~]#  mount  -t nfs 192.168.1.30:/database /www

[root@docker01 ~]# docker run -itd --name nginx -p 90:80 -v /www/index.html:/usr/share/nginx/html/index.html nginx:latest

测试

1、当NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP服务器nginx均正常工作时
在NGINX_MASTER上：

在NGINX_BACKUP上：

master服务器ens32网卡正常绑定VIP，而backup却没有绑定，通过浏览器可正常访问网站。
2、关闭NGINX_MASTER的nginx容器

当nginx容器停止后，马上就又启起来了，nginx启动脚本没问题
3、关闭NGINX_MASTER的keepalived服务
在NGINX_MASTER上：

在NGINX_BACKUP上：

NGINX_BACKUP的ens32网卡已瞬间绑定VIP，通过浏览器访问网站正常。
4、将NGINX_MASTER的keepalived服务启动
在NGINX_MASTER上：

在NGINX_BACKUP上：

NGINX_MASTER的ens32网卡重新绑定VIP，通过浏览器访问网站正常。
5、关闭WEB_1服务器，通过浏览器访问网站正常。

排错

首先查看nginx配置文件是否有问题
两台keepakived的各项参数是否正常
docker上nginx是否映射端口，挂载nfs的共享目录。
nfs是否设置目录权限。是否配置rsync+inotify，写一个shell来做实时备份。

总结：

首先是镜像，就是拉取nginx的镜像。然后再把nginx镜像重建一下，就是变成我们需要的，主要就是改配置文件。然后把所有镜像push到harbor上

搭建nginx，做反向代理。
搭建docker，安装nginx镜像做测试做页面，测试面是从nfs共享来的。
搭建NFS，为了实现数据共享，包括数据库，就是持久化的。还要通过rsync+inotify，做到实时备份。

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