CentOS7.1下生产环境Keepalived+Nginx配置

CentOS7.1下生产环境Keepalived+Nginx配置

[日期：2015-07-20]

来源：Linux社区  作者：soulful

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注：下文涉及到配置的，如无特别说明，主备机则一致！
一、环境介绍
1、这是我CentOS的版本，CentOS7.1，主备都为该版本
[root@localhost ~]# cat /etc/RedHat-release 
CentOS Linux release 7.1.1503 (Core) 
[root@localhost ~]# cat /proc/version 
Linux version 3.10.0-229.el7.x86_64 (builder@kbuilder.dev.centos.org) (gcc version 4.8.2 20140120 (Red Hat 4.8.2-16) (GCC) ) #1 SMP Fri Mar 6 11:36:42 UTC 2015

2、修改主机名并修改host
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname node-01
[root@localhost ~]# vi /etc/hosts
127.0.0.1node-01在127后面添加node-01

二、拓扑图的规划：
A）
|------------IP地址-----------|----------|------软件------|----------|-状态-|
|172.21.4.51(VIP:172.21.4.44 )|----------|keepalived+nginx|----------|Master|
|172.21.4.52(VIP:172.21.4.44 )|----------|keepalived+nginx|----------|Backup|
|---------172.21.4.91---------|----------|------IIS-------|----------|-Web1-|
|---------172.21.4.91---------|----------|------IIS-------|----------|-Web2-|
B）
Internet--
        |
    =============  
    | ISP Router| 
    =============
        |                              |
        |                              |---- Web1 (172.21.4.91)
        |-HA-|eth0--> 172.21.4.51              |
        |            \                /
        |              \              /
        |              ===VIP(172.21.4.44)===
        |              /              \
        |            /                \
        |-HA-|eth0--> 172.21.4.52              |
                                      |---- Web2 (172.21.4.92)
                                      |
注：在网关上已针对VIP(172.21.4.44)作了80端口映射。
此架构需考虑的问题：
1、Master运行，则Master占有vip且Nginx能够正常服务；
2、Master挂了，则Backup抢占vip且Nginx能够正常服务；
3、任何一台前端nginx服务挂了，则vip资源转移到另一台服务器上，并发送提醒邮件；
4、nginx需要检测后端服务器的健康状态（由于应用是挂在默认网站下的虚拟目录，且无法更改，必须能够对虚拟目录进行健康检查）
5、由于应用需要Session保持，但由于没有做Session共享，实际服务器角色转换时，应用会受到一定的影响。

三、安装前的准备工作
CentOS7环境下，默认是使用FireWallD服务，即使你修改了iptables，重启又被初始化了，需要再次手动systemctl restart  iptables.service才能使设置的iptables生效，由于FireWallD暂时还没有熟悉使用方法且不知道他比iptables到底有哪些优势，保险起见，还是换回原先的iptables

1、关闭firewall：
[root@node-01 ~]# systemctl stop firewalld.service
#停止firewall
[root@node-01 ~]# systemctl disable firewalld.service 或 systemctl mask firewalld.service
#禁止firewall开机启动

2、安装iptables防火墙
[root@node-01 ~]# yum install iptables-services -y
[root@node-01 ~]# systemctl enable iptables

3、在进行Keepalived和nginx配置前，务必将集群内的几台主机的通讯相互完全放行(并开放80的Web访问规则)，否则很有可能出现脑裂或其他问题,可直接在配置文件内加入以下语句；
[root@node-01 ~]# vi /etc/sysconfig/iptables
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 80 -j ACCEPT
-A INPUT -s 172.21.4.51 -j ACCEPT
-A INPUT -s 172.21.4.52 -j ACCEPT
-A INPUT -s 172.21.4.91 -j ACCEPT
-A INPUT -s 172.21.4.92 -j ACCEPT

[root@node-01 ~]# systemctl restart iptables.service

四、Keepalived与Nginx的安装
1、安装ipvsadm
[root@node-01 ~]# yum install ipvsadm
[root@node-01 ~]# ipvsadm -v
ipvsadm v1.27 2008/5/15 (compiled with popt and IPVS v1.2.1)
ipvs(IP Virtual Server)是整个负载均衡的基础，如果没有这个基础，故障隔离与失败切换就毫无意义了。ipvs 具体实现是由 ipvsadm 这个程序来完成的。CentOS7.1默认自带安装了。

2、安装keepalived（其实7.1自带了）
[root@node-01 ~]# yum install keepalived
[root@node-01 ~]# keepalived -v
Keepalived v1.2.13 (03/06,2015)

3、安装当前最新稳定版1.8.0
注1：一开始是用yum安装的nginx，结果发现后端服务器Down机或状态不正常时，nginx也照常转发请求，后面yum erase nginx后，进行了手动安装。因为需要额外添加 nginx_upstream_check_module模块。
注2：安装过程会提示类型这样的错误 ./configure: error: the HTTP rewrite module requires the PCRE library.
所以先安装相应的支持库来解决。pcre，正则表达式匹配支持；zlib，用于压缩等等。
[root@node-01 ~]# yum -y install gcc-c++ pcre-devel zlib-devel

1) 为nginx建立一个www组，并建立一个不登录的账户nginx，放入www用户组
[root@node-01 ~]# groupadd -f www
[root@node-01 ~]# useradd -d /var/cache/nginx -s /sbin/nologin -g www nginx
2) 建立目录用于存放nginx日志文件，并赋权限
[root@node-01 ~]# mkdir /var/log/nginx 
[root@node-01 ~]# mkdir /usr/local/nginx 
[root@node-01 ~]# chown -R nginx.www /var/log/nginx
[root@node-01 ~]# chown -R nginx.www /usr/local/nginx

3) 分别下载nginx、额外模板及安装
[root@node-01 ~]# mkdir /nginx
[root@node-01 ~]# cd /nginx
[root@node-01 nginx]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.8.0.tar.gz
[root@node-01 nginx]# wget https://github.com/yaoweibin/nginx_upstream_check_module/archive/master.zip
[root@node-01 nginx]# tar -xvf nginx-1.8.0.tar.gz
[root@node-01 nginx]# unzip master.zip
#在当前目录下解压出nginx_upstream_check_module-master这个目录

[root@node-01 nginx]# cd nginx-1.8.0/
[root@node-01 nginx-1.8.0]# patch -p1 < /nginx/nginx_upstream_check_module-master/check_1.7.5+.patch
#由于安装版1.8.0稳定版，所以选check_1.7.5+.patch这个补丁包，其他版本相应选择即可
#如果提示bash: patch: 未找到命令...应该安装一下patch命令包yum -y install patch

[root@node-01 nginx-1.8.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=www --pid-path=/run/nginx.pid --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --add-module=/nginx/nginx_upstream_check_module-master
[root@node-01 nginx-1.8.0]# make && make install

便于以后的操作，进行以下设置并制作自启动文件：
[root@node-01 ~]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/sbin/nginx
[root@node-01 ~]# vi /usr/lib/systemd/system/nginx.service
#加下以下内容：
#---------Begin------------------------------------
[Unit]
Description=nginx - high performance web server
Documentation=http://nginx.org/en/docs/
After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/run/nginx.pid
ExecStartPre=/usr/sbin/nginx -t -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
ExecStart=/usr/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target
#---------end--------------------------------------

[root@node-01 /]# systemctl enable nginx.service
系统启动时让nginx.service自启动。

4) keepalived和Nginx最好也设置开机启动
[root@node-01 ~]# systemctl enable keepalived
[root@node-01 ~]# systemctl enable nginx

五、Keepalived配置
在配置keepalived之前，先关闭selinux
A、vi /etc/selinux/config
B、设置 SELINUX=disabled 保存
C、执行  setenforce 0
如果只想临时关闭，直接输入：setenforce 0 
[root@node-01 ~]# vi /etc/keepalived/keepalived.conf
#############keepalived配置#############################################################

! Configuration File for keepalived

global_defs {
}

vrrp_script chk_nginx {
#必须放在track代码的上方，否则无效，测试了几次是这个情况

script "killall -0 nginx"
  #用shell命令检查nginx服务是否存在

interval 1
  #时间间隔为1秒检测一次

weight -15
  #当nginx的进程不存在了，就把当前的权重-15
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    #主LVS是MASTER,从主机时此项要改为BACKUP，要大写

interface enp4s0
    #LVS监控的网络接口

virtual_router_id 51
    #同一实例下virtual_router_id必须相同，MASTRE/BACKUP 设置值要一样

priority 100
    #定义优先级，数字越大，优先级越高，把此份Conf拷贝到另一台机器上时，设置的priority值要比MASTRE权重值低

advert_int 1
    #MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒

authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 376879148
        #验证类型和密码，有PASS和AH两种，一般用PASS，据说AH有问题，认证密码主备服务器之间一定要一致，否则出错
    }

virtual_ipaddress {
        172.21.4.44
        #设置虚拟IP,可以有多个地址，每个地址占一行，不需掩码。注意：这个 ip 必须与我们在 lvs 客户端设定的vip相一致
    }

track_script {
        chk_nginx
        #引用上面的vrrp_script定义的脚本名称
        }

notify_master "/etc/keepalived/changemail.py master"
  notify_backup "/etc/keepalived/changemail.py backup"
  notify_fault "/etc/keepalived/changemail.py fault"
  #指定当切换到主、备及故障状态时，执行的脚本
}

###################################################################################

五、HA状态切换时的邮件提醒
[root@node-02 ~]# python -V
Python 2.7.5
[root@node-01 ~]# vi /etc/keepalived/changemail.py

########################changemail.py利用Python2.7程序发邮件###########################

#!/usr/bin/python  
# -*- coding: UTF-8 -*-      
import smtplib  
import socket
import time
from email.MIMEText import MIMEText  
from email.Utils import formatdate  
from email.Header import Header  
import sys

#发送邮件的相关信息，根据实际情况填写  
smtpHost = 'smtp.exmail.qq.com'
smtpPort = '25'
sslPort  = '465'
fromMail = 'youki@appi.com'
toMail  = 'youki@appi.com'
username = 'youki@appi.com'
password = 'xxxxxxx'
#解决中文问题  
reload(sys)  
sys.setdefaultencoding('utf8')  
  
#邮件标题和内容  
subject  = socket.gethostname() + " HA status has changed"
body    = (time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")) + " vrrp transition, " + socket.gethostname() + " changed to be " + sys.argv[1]
  
#初始化邮件  
encoding = 'utf-8'  
mail = MIMEText(body.encode(encoding),'plain',encoding)  
mail['Subject'] = Header(subject,encoding)  
mail['From'] = fromMail  
mail['To'] = toMail  
mail['Date'] = formatdate()  
  
try:  
    #连接smtp服务器，明文/SSL/TLS三种方式，根据你使用的SMTP支持情况选择一种  
    #普通方式，通信过程不加密  
    #smtp = smtplib.SMTP(smtpHost,smtpPort)
    #smtp.ehlo()  
    #smtp.login(username,password)  
  
    #tls加密方式，通信过程加密，邮件数据安全，使用正常的smtp端口  
    #smtp = smtplib.SMTP(smtpHost,smtpPort)  
    #smtp.ehlo()  
    #smtp.starttls()  
    #smtp.ehlo()  
    #smtp.login(username,password)  
  
    #纯粹的ssl加密方式，通信过程加密，邮件数据安全  
    smtp = smtplib.SMTP_SSL(smtpHost,sslPort)  
    smtp.ehlo()  
    smtp.login(username,password)  
  
    #发送邮件  
    smtp.sendmail(fromMail,toMail,mail.as_string())  
    smtp.close()  
    print 'OK'  
except Exception:  
    print 'Error: unable to send email'
[root@node-01 ~]# 
#######################################################################################

1、上面的脚本制作完成后，记得赋权，否则无法执行。
[root@node-01 ~]# chmod +x /etc/keepalived/changemail.py

[root@node-01 ~]#scp /etc/keepalived/keepalived.conf 172.21.4.52:/etc/keepalived
把主机上的配置文件copy到Backup服务器上,现在在两台主机上可以利用 ip addr show命令来查看VIP的获取情况

2、keeplived日志位置指定：
在主从keeplived节点上编译/etc/sysconfig/keepalived文件

[root@node-01 ~]# vi /etc/sysconfig/keepalived
将最后一行KEEPALIVED_OPTIONS="-D" 修改为：KEEPALIVED_OPTIONS="-D -d -S 0"

3、修改主从节点日志配置文件/etc/rsyslog.conf
[root@node-01 ~]# vi /etc/rsyslog.conf 
加入如下配置：
#keepalived -S 0
local0.*/var/log/keepalived.log

4、重启日志服务
[root@node-01 ~]# systemctl restart rsyslog.service

5、检查/var/log/keepalived.log文件是否存在

注意事项：
1、输出的日志信息： /var/log/messages ，更具体的日志信息输出需要在启动keepalived时加 -d 参数。
2、在都为MASTER且priority一样的情况下，后启的节点（service vrrp start）会取代正在运行的节点变成主用的。
3、一台为MASTER且priority较高的情况下，不受次节点down/up影响，并且其本身再从down变为up时，会抢夺控制权。
4、在都为MASTER且priority一样的情况下，正在运行的主节点down（断网），次节点会自动接管，主节点再起来时不会去抢夺控制权。
#keepalived会定时执行脚本并对脚本执行的结果进行分析，动态调整vrrp_instance的优先级。
#如果脚本执行结果为0，并且weight配置的值大于0，则优先级相应的增加
#如果脚本执行结果非0，并且weight配置的值小于0，则优先级相应的减少
#其他情况，维持原本配置的优先级，即配置文件中priority对应的值。
#这里需要注意的是：
#1） 优先级“不会”不断的提高或者降低，当track的对象恢复时，又是一致的
#2） 可以编写多个检测脚本并为每个检测脚本设置不同的weight
#3） 不管提高优先级还是降低优先级，最终优先级的范围是在[1,254]，不会出现优先级小于等于0或者优先级大于等于255的情况
#这样可以做到利用脚本检测业务进程的状态，并动态调整优先级从而实现主备切换。

六、nginx配置

[root@node-01 nginx]# vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
#############nginx配置#############################################################

user  nginx www;
worker_processes  2;
#nginx进程数，建议设置为等于CPU总核心数

#worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;
#为每个进程分配cpu,将N个进程分配到N个cpu,可以写多个或者将一个进程分配到多个cpu
error_log  /var/log/nginx/error.log crit;
#pid      /run/nginx.pid;

events {
        use epoll;
        #epoll是多路复用IO(I/O Multiplexing)中的一种方式,但是仅用于linux2.6以上内核,可以 能
        worker_connections 102400;
        #最大连接数量，根据硬件调整，理论上每台nginx服务器的最大连接数为worker_processes*s
        }

http {
        include      /usr/local/nginx/conf/mime.types;
        default_type  application/octet-stream;
        log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

sendfile        on;
    
    #tcp_nopush    on;
    
    server_tokens off;
    #nginx隐藏版本号

keepalive_timeout  65;

proxy_intercept_errors on;
    #表示使nginx阻止HTTP应答代码为400或者更高的应答

gzip on;
    #该指令用于开启或关闭gzip模块(on/off)

gzip_min_length 1k;
    #设置允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头得content-length中进行获取。默认值是0，不管页面多大都压缩。建议设置成大于1k的字节数，小于1k可能会越压越大。

gzip_buffers 4 8k;
    #设置系统获取几个单位的缓存用于存储gzip的压缩结果数据流。4 8k代表以8k为单位，安装原始数据大小以16k为单位的4倍申请内存。

gzip_http_version 1.1;
    #识别http的协议版本(1.0/1.1)

gzip_comp_level 3;
    #gzip压缩比，1压缩比最小处理速度最快，9压缩比最大但处理速度最慢(传输快但比较消耗cpu)

gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript application/x-javascript text/javascript text/xml application/xml application/xml+rss; 
    #匹配mime类型进行压缩，无论是否指定,”text/html”类型总是会被压缩的，经实测对本网站的图片压缩后，积极反而增大，所以取消图片类的压缩。

gzip_vary on;
    #和http头有关系，加个vary头，给代理服务器用的，有的浏览器支持压缩，有的不支持，所以避免浪费不支持的也压缩，所以根据客户端的HTTP头来判断，是否需要压缩

upstream MyApp{
              ip_hash;
              #1.轮询(默认):每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端 除
              #2.weight:指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不 况
              #3.ip_hash:每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后题
              #4.fair(第三方):按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配

server 172.21.4.91:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
              server 172.21.4.92:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
              #max_fails默认为1，fail_timeout默认为10秒，默认情况下后端服务器在10秒内出错1次认为服务器异常将停止转发
              check interval=3000 rise=2 fall=2 timeout=1000 type=http;
              #对条目中的所有节点,每3秒检测1次，请求2次正常则标记该机状态为UP
              check_http_send "GET /appicrm HTTP/1.0\r\n\r\n";
              #检测网址子目录，在这里为http://mail.appi.cn/appicrm
                    }
    server
        {
          listen      80;
          server_name  mail.appi.cn; 
          charset utf-8;
          location ~ .*\.(ico|gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|js|css|htm|html)$
                  {
                    access_log image.log;
                    expires 14d;
                    root /usr/local/nginx/proxy_cache;
                    proxy_store on;
                    proxy_temp_path /usr/local/nginx/proxy_cache_image;
                    if ( !-e $request_filename)
                    #文件和目录不存在的时候重定向
                      {proxy_pass http://MyApp;}
                      #rewrite ^(.*) http://www.test.com/test/$domain/ break; 
                    }
                    #last：重新将rewrite后的地址在server标签中执行
                    #break：将rewrite后的地址在当前location标签中执行

location / {
              rewrite ^/(.*)$ /appicrm/$1 last;
              }
          
          location ~* ^/appicrm/.*$ {
                            proxy_set_header        Host $host;
                            proxy_set_header        REMOTE-HOST $remote_addr;
                            proxy_set_header        X-Real-IP $remote_addr;
                            proxy_set_header        X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
                            proxy_pass              http://MyApp;
                            client_max_body_size    10m;
                            client_body_buffer_size 128k;
                            proxy_connect_timeout  90;
                            proxy_send_timeout      90;
                            proxy_read_timeout      90;
                            proxy_buffer_size      4k;
                            proxy_buffers          4 32k;
                            proxy_busy_buffers_size 64k;
                            proxy_temp_file_write_size 64k;
                            }
      location /webstatus {
                    check_status;
                    access_log off;
                    error_log off;
                    auth_basic "Restricted";
                    auth_basic_user_file  /usr/local/nginx/conf/htpasswd/test;
                    #allow IP;
                    #deny all;
                    }

error_page  500 502 503 504  /50x.html;
      location = /50x.html {
      root  html;
      }
  }
}
[root@localhost ~]# 
###################################################################################
  
有几个需要注意的问题：
1、如下提示的Pid错误  
7月 15 18:11:24 localhost.localdomain systemd[1]: Failed to read PID from file /var/run/nginx.pid: Invalid argument
解决：注释掉/usr/lib/systemd/system/nginx.service文件内的指定PID路径那一行，后面find nginx 的PID实际存的位置后再修改回正常的，或干脆注释掉，因为我的修改了后面又出错了。nginx安装的时候指定的位置居然不正确，不知道为何！网上有很多解决方法包括国外网站都说要安装各种支持文件，经测试都是错误答案。
2、Webstatus这个状态查询页面，你肯定不希望所有人都能访问，所以需要加密
[root@node-01 ~] mkdir /usr/local/nginx/conf/htpasswd/
[root@node-01 ~] htpasswd -c /usr/local/nginx/conf/htpasswd/test Youki
New password: 
Re-type new password: 
Adding password for user auth_user
[root@node-01 ~] vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
auth_basic "Restricted";
auth_basic_user_file  /usr/local/nginx/conf/htpasswd/test;

将以上两句加入/webstatus节

以上配置自行经过各种切换测试且通过，如果有博友发现问题可与我交流，感谢阅读！

LVS/DR + Keepalived搭建负载均衡集群 http://www.linuxidc.com/Linux/2015-06/118647.htm

LVS+Keepalived实现四层负载及高可用  http://www.linuxidc.com/Linux/2015-02/112695.htm

LVS+Keepalived高可用负载均衡集群架构实验  http://www.linuxidc.com/Linux/2015-01/112560.htm

Heartbeat+LVS构建高可用负载均衡集群  http://www.linuxidc.com/Linux/2014-09/106964.htm

CentOS 7 上配置LVS + Keepalived + ipvsadm http://www.linuxidc.com/Linux/2014-11/109237.htm

Keepalived高可用集群搭建 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-09/106965.htm

Keepalived 的详细介绍：请点这里
Keepalived 的下载地址：请点这里

本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2015-07/120179.htm