Nginx（三）--Nginx 的高可用

1. Nginx 进程模型简介

多进程+多路复用

master 进程 、 worker 进程 

启动nginx,查看nginx的线程，可以发现：

[root@localhost ~]# ps -ef |grep nginx
root     20714     1  0 02:36 ?        00:00:00 nginx: master process ../ngnix/sbin/nginx
root     21728 20714  0 05:04 ?        00:00:00 nginx: worker process
root     22694 22655  0 06:49 pts/2    00:00:00 grep nginx
[root@localhost ~]# 　

worker_processes 1 cpu 总核心数

epoll . select ....

#user nobody; 用户

worker_processes 1; 工作进程数

#error_log logs/error.log;

#error_log logs/error.log notice;

#error_log logs/error.log info;

#pid logs/nginx.pid;

 

events {

use epoll ; io 模型

worker_connections 1024； 理论上 processes* connections

} 

1. 在创建master进程时，先建立需要监听的socket（listenfd），然后从master进程中fork()出多个worker进程，如此一来每个worker进程都可以监听用户请求的socket。一般来说，当一个连接进来后，所有Worker都会收到通知，但是只有一个进程可以接受这个连接请求，其它的都失败，这是所谓的惊群现象。nginx提供了一个accept_mutex（互斥锁），有了这把锁之后，同一时刻，就只会有一个进程在accpet连接，这样就不会有惊群问题了。

2. 先打开accept_mutex选项，只有获得了accept_mutex的进程才会去添加accept事件。nginx使用一个叫ngx_accept_disabled的变量来控制是否去竞争accept_mutex锁。ngx_accept_disabled = nginx单进程的所有连接总数 / 8 -空闲连接数量，当ngx_accept_disabled大于0时，不会去尝试获取accept_mutex锁，ngx_accept_disable越大，让出的机会就越多，这样其它进程获取锁的机会也就越大。不去accept，每个worker进程的连接数就控制下来了，其它进程的连接池就会得到利用，这样，nginx就控制了多进程间连接的平衡。

3.每个worker进程都有一个独立的连接池，连接池的大小是worker_connections。这里的连接池里面保存的其实不是真实的连接，它只是一个worker_connections大小的一个ngx_connection_t结构的数组。并且，nginx会通过一个链表free_connections来保存所有的空闲ngx_connection_t，每次获取一个连接时，就从空闲连接链表中获取一个，用完后，再放回空闲连接链表里面。一个nginx能建立的最大连接数，应该是worker_connections * worker_processes。当然，这里说的是最大连接数，对于HTTP请求本地资源来说，能够支持的最大并发数量是worker_connections * worker_processes，而如果是HTTP作为反向代理来说，最大并发数量应该是worker_connections * worker_processes/2。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服务的连接，会占用两个连接。

　　相关的配置：

worker_processes  1; // 工作进程数，建议设成CPU总核心数。
events { // 多路复用IO模型机制，epoll . select  ....根据操作系统不同来选择。linux 默认epoll
    use epoll; //io 模型
    worker_connections  1024; // 每个woker进程的最大连接数，数值越大，并发量允许越大
}
http{
　　sendfile  on;//开启零拷贝
}

　　

Nginx 的高可用方案

Nginx 作为反向代理服务器，所有的流量都会经过 Nginx，所以 Nginx 本身的可靠性是我们首先要考虑的问题

 

keepalived

 

Keepalived 是 Linux 下一个轻量级别的高可用解决方案，Keepalived 软件起初是专为 LVS 负载均衡软件设计的，

用来管理并监控 LVS 集群系统中各个服务节点的状态，后来又加入了可以实现高可用的 VRRP 功能。因此，Keepalived 除了能够管理 LVS 软件外，

还可以作为其他服务（例如：Nginx、Haproxy、MySQL 等）的高可用解决方案软件Keepalived 软件主要是通过 VRRP 协议实现高可用功能的。

VRRP 是 VirtualRouter RedundancyProtocol(虚拟路由器冗余协议）的缩写，VRRP 出现的目的就是为了解决静态路由单点故障问题的，

它能够保证当个别节点宕机时，整个网络可以不间断地运行;(简单来说，vrrp 就是把两台或多态路由器设备虚拟成一个设备，实现主备高可用)

所以，Keepalived 一方面具有配置管理 LVS 的功能，同时还具有对 LVS 下面节点进行健康检查的功能，另一方面也可实现系统网络服务的高可用功能

 

LVS 是 Linux Virtual Server 的缩写，也就是 Linux 虚拟服务器，在 linux2.4 内核以后，已经完全内置了 LVS 的各个功能模块。

它是工作在四层的负载均衡，类似于 Haproxy, 主要用于实现对服务器集群的负载均衡。

关于四层负载，我们知道 osi 网络层次模型的 7 层模模型（应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层）；

四层负载就是基于传输层，也就是ip+端口的负载；而七层负载就是需要基于 URL 等应用层的信息来做负载，同时还有二层负载（基于 MAC）、三层负载（IP）；

常见的四层负载有：LVS、F5； 七层负载有:Nginx、HAproxy; 在软件层面，Nginx/LVS/HAProxy 是使用得比较广泛的三种负载均衡软件

对于中小型的 Web 应用，可以使用 Nginx、大型网站或者重要的服务并且服务比较多的时候，可以考虑使用 LVS 

 

轻量级的高可用解决方案

LVS 四层负载均衡软件（Linux virtual server）

监控 lvs 集群系统中的各个服务节点的状态

VRRP 协议（虚拟路由冗余协议）

linux2.4 以后，是内置在 linux 内核中的

lvs(四层) -> HAproxy 七层

lvs(四层) -> Nginx(七层)

Keepalived 下载地址

https://www.keepalived.org/download.html

 

实践

\1. 下载 keepalived 的安装包

\2. tar -zxvf keepalived-2.0.7.tar.gz

\3. 在/data/program/目录下创建一个 keepalived 的文件

\4. cd 到 keepalived-2.0.7 目录下，执行 ./configure --prefix=/data/program/keepalived --sysconf=/etc

\5. 如果缺少依赖库，则 yum install gcc; yum -y install openssl-devel ; yum install libnllibnl-devel ，然后重新执行4

\6. 编译安装 make && make install

　　

报错
make[]: *** [namespaces.o] Error
make[]: Leaving directory `/root/keepalived-1.2./keepalived/core'
make[]: *** [all-recursive] Error
make[]: Leaving directory `/root/keepalived-1.2./keepalived'
make: *** [all-recursive] Error 

升级了下glib试一下能不能解决
yum update glib*
还不行的话，看一下自己的系统版本，换一个低版本的keepalived
centos6.+keepalived1.2.7

\7. 进入安装后的路径 cd /data/program/keepalived, 创建软连接: ln -s sbin/keepalived /sbin  覆盖软连接 ln -snf sbin/keepalived /sbin

\8. 复制运行命令 cp /data/program/keepalived-2.0.7/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d （换成自己的版本路径cp /keepalived-2.0.7/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/）

\9. chkconfig --add keepalived

\10.添加到系统服务 chkconfig keepalived on

\11. 启用该服务service keepalived start

　　service keepalived status 查看keepalived 运行状况

● keepalived.service - LVS and VRRP High Availability Monitor
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/keepalived.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since Mon -- :: CST; 5min ago
  Process:  ExecStart=/data/program/keepalived/sbin/keepalived $KEEPALIVED_OPTIONS (code=exited, status=/SUCCESS)
 Main PID:  (keepalived)
   CGroup: /system.slice/keepalived.service
           ├─ /data/program/keepalived/sbin/keepalived -D
           └─ /data/program/keepalived/sbin/keepalived -D

Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Timeout connecting server [192.168.....
Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Check on service [192.168.201.100]:tc...d.
Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Removing service [192.168.201.100]:tc...
Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Lost quorum -= >  for VS [192.168...
Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Remote SMTP server [192.168.200.1]:...d.
Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Error reading data from remote SMTP s....
Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Error reading data from remote SMTP s....
Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Error reading data from remote SMTP s....
Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Error reading data from remote SMTP s....
Jun  :: localhost.localdomain Keepalived_healthcheckers[]: Error reading data from remote SMTP s....
Hint: Some lines were ellipsized, use -l to show in full.
[root@localhost keepalived]# 

keepalived 的配置

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

master

! Configuration File for keepalived
global_defs {
 router_id MASTER_DEVEL #运行 keepalived 服务器的标识，在一个网络内应该是唯一的
}
vrrp_instance VI_1 { #vrrp 实例定义部分
 state MASTER #设置 lvs 的状态，MASTER 和 BACKUP 两种，必须大写
 interface  ens33 #设置对外服务的接口，必须跟本地一致
 virtual_router_id 51 #设置虚拟路由标示，这个标示是一个数字，同一个 vrrp 实例使用唯一标示
 priority 150 #定义优先级，数字越大优先级越高，在一个 vrrp——instance 下，master 的优先级必须大于 backup
 advert_int 1 #设定 master 与 backup 负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
 authentication { #设置验证类型和密码
 auth_type PASS
 auth_pass 1111 #验证密码，同一个 vrrp_instance 下 MASTER 和 BACKUP 密码必须相同}
 virtual_ipaddress { #设置虚拟 ip 地址，可以设置多个，每行一个
 　　192.168.20.110
 }
}
virtual_server 192.168.20.100 80 { #设置虚拟服务器，需要指定虚拟 ip 和服务端口
 delay_loop 6 #健康检查时间间隔
 lb_algo rr #负载均衡调度算法
 lb_kind NAT #负载均衡转发规则
 persistence_timeout 50 #设置会话保持时间
 protocol TCP #指定转发协议类型，有 TCP 和 UDP 两种
 real_server 192.168.20.130 80 { #配置服务器节点 1，需要指定 real server 的真实 IP 地址和端口weight 1 #设置权重，数字越大权重越高
 TCP_CHECK { #realserver 的状态监测设置部分单位秒
 　　connect_timeout 3 #超时时间
 　　delay_before_retry 3 #重试间隔
 　　connect_port 80 #监测端口
 }
 }
}

　　backup

! Configuration File for keepalived
global_defs {
 router_id BACKUP_DEVEL #运行 keepalived 服务器的标识，在一个网络内应该是唯一的
}
vrrp_instance VI_1 { #vrrp 实例定义部分
 state BACKUP #设置 lvs 的状态，MASTER 和 BACKUP 两种，必须大写
 interface  ens33 #设置对外服务的接口，必须跟本地ip应用名称一致
 virtual_router_id 51 #设置虚拟路由标示，这个标示是一个数字，同一个 vrrp 实例使用唯一标示
 priority 100 #定义优先级，数字越大优先级越高，在一个 vrrp——instance 下，master 的优先级必须大于 backup
 advert_int 1 #设定 master 与 backup 负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
 authentication { #设置验证类型和密码
 auth_type PASS
 auth_pass 1111 #验证密码，同一个 vrrp_instance 下 MASTER 和 BACKUP 密码必须相同}
 virtual_ipaddress { #设置虚拟 ip 地址，可以设置多个，每行一个
 　　192.168.20.110
 }
}
virtual_server 192.168.20.110 80 { #设置虚拟服务器，需要指定虚拟 ip 和服务端口
 delay_loop 6 #健康检查时间间隔
 lb_algo rr #负载均衡调度算法
 lb_kind NAT #负载均衡转发规则
 persistence_timeout 50 #设置会话保持时间
 protocol TCP #指定转发协议类型，有 TCP 和 UDP 两种
 real_server 192.168.20.128 80 { #配置服务器节点 1，需要指定 real server 的真实 IP 地址和端口weight 1 #设置权重，数字越大权重越高
 TCP_CHECK { #realserver 的状态监测设置部分单位秒
 　　connect_timeout 3 #超时时间
 　　delay_before_retry 3 #重试间隔
 　　connect_port 80 #监测端口
 }
 }
}

keepalived 日志文件配置

 

\1. 首先看一下/etc/sysconfig/keepalived 文件

vi /etc/sysconfig/keepalived

KEEPALIVED_OPTIONS="-D -d -S 0"

“-D” 就是输出日志的选项

这里的“-S 0”表示 local0.* 具体的还需要看一下vim /etc/rsyslog.conf  文件

\2. 在/etc/rsyslog.conf 里添加:local0.* /var/log/keepalived.log

\3. 重新启动 keepalived 和 rsyslog 服务：

service rsyslog restart （/bin/systemctl restart rsyslog.service）

service keepalived restart 

查看日志信息：cat /var/log/keepalived.log

 

示例：keepalived +nginx+tomcat

 启动报错，查看日志

发现 没有eth0网卡名称

关闭网络防火墙 

使用命令：systemctl status firewalld.service

查看防火墙状态

执行后可以看到绿色字样标注的“active（running）”，说明防火墙是开启状态

使用命令：systemctl stop firewalld.service

关闭运行的防火墙

输入命令：systemctl disable firewalld.service，禁止防火墙服务器

ip a 来查看虚拟IP是否绑定到本机

安装nginx到本地试一下