一．體系架構
在Keepalived + Nginx高可用負載均衡架構中，keepalived負責實現High-availability (HA) 功能控制前端機VIP（虛擬網絡地址），當有設備發生故障時，熱備服務器可以瞬間將VIP自動切換過來，實際運行中體驗只有2秒鍾切換時間，DNS服務可以負責前端VIP的負載均衡。
nginx負責控制后端web服務器的負載均衡，將客戶端的請求按照一定的算法轉發給后端Real Server處理，而Real Server將響應直接返回給客戶端。
二．簡單原理
NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP兩台服務器均通過keepalived軟件把ens32網卡綁上一個虛擬IP（VIP）地址192.168.2.242，此VIP當前由誰承載着服務就綁定在誰的ens32上，當NGINX_MASTER發生故障時，NGINX_BACKUP會通過/etc/keepalived/keepalived.conf文件中設置的心跳時間advert_int 1檢查，無法獲取NGINX_MASTER正常狀態的話，NGINX_BACKUP會瞬間綁定VIP來接替nginx_master的工作，當NGINX_MASTER恢復后keepalived會通過priority參數判斷優先權將虛擬VIP地址192.168.2.242重新綁定給NGINX_MASTER的ens32網卡。
使用此方案的優越性
1.實現了可彈性化的架構，在壓力增大的時候可以臨時添加web服務器添加到這個架構里面去;
2.upstream具有負載均衡能力，可以自動判斷后端的機器，並且自動踢出不能正常提供服務的機器；
3.相對於lvs而言，正則分發和重定向更為靈活。而Keepalvied可保證單個nginx負載均衡器的有效性，避免單點故障；
4.用nginx做負載均衡，無需對后端的機器做任何改動。
5.nginx部署在docker容器里，即大量地節約開發、測試、部署的時間，又可以在出現故障時通過鏡像快速恢復業務。
三、系統環境
兩台負載機器安裝：centos7.5+docker+nginx+keepalived，分別命名為：NGINX_MASTER，NGINX_BACKUP。
后端web服務器，可以是提供web服務的任何架構，分別命名為：WEB_1，WEB_2。
后端數據庫機器可任意架構，只要能提供數據庫服務即可。
| 服務器 | 操作系統 | IP地址 | 安裝軟件 |
|---|---|---|---|
| NGINX_MASTER | Centos 7.5 64位 | 192.168.2.228 | docker+nginx+keepalived |
| NGINX_BACKUP | Centos 7.5 64位 | 192.168.2.229 | docker+nginx+keepalived |
| WEB_1 | Centos 7.5 64位 | 192.168.2.226 | docker+springboot |
| WEB_2 | Centos 7.5 64位 | 192.168.2.227 | docker+springboot |
| 數據庫集群 | Centos 7.5 64位 | mysql集群 |
四、安裝配置nginx
分別在NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP兩台服務器上操作
1、部署docker環境
（1）安裝docker
注：安裝的是docker社區版本
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo yum makecache fast yum -y install docker-ce（2）修改配置文件，添加私有倉庫地址和阿里雲鏡像地址，並指定docker數據存儲目錄
mkdir -p /data/docker mkdir -p /etc/docker vim /etc/docker/daemon.json{
"registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"], "graph": "/data/docker", "insecure-registries": ["192.168.2.225:5000"] }（3）啟動docker，並加入開機啟動
systemctl start docker systemctl enable docker2、配置nginx容器
（1）下載nginx鏡像docker pull nginx
（2）復制nginx主配置文件到本地
mkdir -p /data/docker/nginx/conf
docker run --name tmp-nginx-container -d nginx:latest docker cp tmp-nginx-container:/etc/nginx/nginx.conf /data/docker/nginx/conf/ docker rm -f tmp-nginx-container（4）創建運行nginx鏡像的腳本
vim docker_nginx.sh
#!/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是重啟策略，當docker服務重啟后，容器也會自動啟動
（5）啟動nginx容器sh docker_nginx.sh
（6）修改nginx主配置文件
vim /data/docker/nginx/conf/nginx.conf
user nginx; worker_processes 4; #工作進程數，為CPU的核心數或者兩倍 error_log /var/log/nginx/error.log warn; pid /var/run/nginx.pid; events { use epoll; #Linux最常用支持大並發的事件觸發機制 worker_connections 65535; } http { include /etc/nginx/mime.types; #設定mime類型，類型由mime.type文件定義 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; keepalive_timeout 120; #gzip on; limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m; #添加limit_zone，限制同一IP並發數 include /etc/nginx/conf.d/*.conf; #包含nginx虛擬主機配置文件目錄 }（7）創建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; }（8）創建虛擬主機配置文件
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://xuad; } # 查看nginx的並發連接數配置 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並發數為200,超過會返回503 }（9）重啟nginx容器docker restart nginx
五、安裝配置keepalived
分別在NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP兩台服務器上操作
離線並安裝keepalived：下載的rpm包
安裝有失敗提示：
編譯：
在線並安裝keepalived
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如果報以下警告：
*** WARNING - this build will not support IPVS with IPv6. Please install libnl/libnl-3 dev libraries to support IPv6 with IPVS.
不用擔心，我們只需要用到VRRP功能，不需要用IPVS功能，所以請確保以下三項是yes就行了。
Use VRRP Framework : Yes
Use VRRP VMAC : Yes
Use VRRP authentication : Yes
make make install2、將keepalived 以服務方式啟動
mkdir /etc/keepalived
cp /data/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
systemctl enable keepalived3、修改keepalived配置文件
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived global_defs { notification_email { xuad@xuad.com } notification_email_from root@xuad.com smtp_server mail.xuad.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改為BACKUP interface ens32 virtual_router_id 51 priority 100 #備份服務上將100改為小於100，可配置成90 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 192.168.2.242 #有多個vip可在下面繼續增加 } track_script { chk_nginx } }4、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，會自動重啟docker服務，docker服務啟動時會自動啟動nginx容器；再次檢查nginx進程，如果不存在，就停止keepalived服務，然后NGINX_BACKUP主機會自動接替NGINX_MASTER的工作。chmod +x /etc/keepalived/nginx_pid.sh
5、配置firewalld防火牆允許vrrp協議
VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虛擬路由器冗余協議）
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.2.229" protocol value="vrrp" accept" firewall-cmd --reload如果是backup服務器，source address改成master服務器的IP
6、啟動keepalivedsystemctl start keepalived
七、測試
1、當NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP服務器nginx均正常工作時
在NGINX_MASTER上：
在NGINX_BACKUP上：
master服務器ens192網卡正常綁定VIP，而backup卻沒有綁定，通過瀏覽器可正常訪問網站。
2、關閉NGINX_MASTER的nginx容器
當nginx容器停止后，馬上就又啟起來了，nginx啟動腳本沒問題
3、關閉NGINX_MASTER的keepalived服務
在NGINX_MASTER上：
在NGINX_BACKUP上：
NGINX_BACKUP的ens192網卡已瞬間綁定VIP，通過瀏覽器訪問網站正常。
4、將NGINX_MASTER的keepalived服務啟動
在NGINX_MASTER上：
在NGINX_BACKUP上：
NGINX_MASTER的ens192網卡重新綁定VIP，通過瀏覽器訪問網站正常。
5、關閉WEB_1服務器，通過瀏覽器訪問網站正常。
附1：配置時間同步
1、在NGINX_MASTER和NGINX_BACKUP上安裝ntpyum -y install ntp
2、在NGINX_MASTER上修改ntp配置文件
添加以下兩行
server 127.127.1.0 iburst local clock #添加使用本地時間 restrict 192.168.2.0 mask 255.255.255.0 nomodify #允許更新的IP地址段3、在NGINX_MASTER上啟動ntp服務，並加入開機啟動
systemctl start ntpd systemctl enable ntpd4、在NGINX_MASTER上添加防火牆策略
只允許192.168.2.229訪問ntp服務
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.2.229" port protocol="udp" port="123" accept" firewall-cmd --reload5、在NGINX_BACKUP上同步NGINX_MASTER的時間ntpdate 192.168.2.228
6、在NGINX_BACKUP上設置計划任務，每天凌晨5點01分同步時間
crontab -e
1 5 * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.2.228 >> /var/log/upClock.log