1.1 什么是負載均衡高可用
nginx作為負載均衡器，所有請求都到了nginx，可見nginx處於非常重點的位置，如果nginx服務器宕機后端web服務將無法提供服務，影響嚴重。
為了屏蔽負載均衡服務器的宕機，需要建立一個備份機。主服務器和備份機上都運行高可用（High Availability）監控程序，通過傳送諸如“I am alive”這樣的信息來監控對方的運行狀況。當備份機不能在一定的時間內收到這樣的信息時，它就接管主服務器的服務IP並繼續提供負載均衡服務；當備份管理器又從主管理器收到“I am alive”這樣的信息時，它就釋放服務IP地址，這樣的主服務器就開始再次提供負載均衡服務。
1.2 keepalived+nginx實現主備
1.2.1 什么是keepalived
keepalived是集群管理中保證集群高可用的一個服務軟件，用來防止單點故障。
Keepalived的作用是檢測web服務器的狀態，如果有一台web服務器死機，或工作出現故障，Keepalived將檢測到，並將有故障的web服務器從系統中剔除，當web服務器工作正常后Keepalived自動將web服務器加入到服務器群中，這些工作全部自動完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修復故障的web服務器。
1.2.2 keepalived工作原理
keepalived是以VRRP協議為實現基礎的，VRRP全稱Virtual Router Redundancy Protocol，即虛擬路由冗余協議。
虛擬路由冗余協議，可以認為是實現路由器高可用的協議，即將N台提供相同功能的路由器組成一個路由器組，這個組里面有一個master和多個backup，master上面有一個對外提供服務的vip（VIP = Virtual IP Address，虛擬IP地址，該路由器所在局域網內其他機器的默認路由為該vip），master會發組播，當backup收不到VRRP包時就認為master宕掉了，這時就需要根據VRRP的優先級來選舉一個backup當master。這樣的話就可以保證路由器的高可用了。
keepalived主要有三個模塊，分別是core、check和VRRP。core模塊為keepalived的核心，負責主進程的啟動、維護以及全局配置文件的加載和解析。check負責健康檢查，包括常見的各種檢查方式。VRRP模塊是來實現VRRP協議的。
詳細參考：Keepalived權威指南中文.pdf
1.2.3 keepalived+nginx實現主備過程
1.2.3.1 初始狀態
1.2.3.2 主機宕機
1.2.3.3 主機恢復
1.2.4 高可用環境
兩台nginx，一主一備：192.168.101.3和192.168.101.4
兩台tomcat服務器：192.168.101.5、192.168.101.6
1.2.5 安裝keepalived
分別在主備nginx上安裝keepalived，參考“安裝手冊”進行安裝：
1.2.6 配置keepalived
1.2.6.1 主nginx
修改主nginx下/etc/keepalived/keepalived.conf文件
! Configuration File for keepalived
#全局配置
global_defs {
notification_email { #指定keepalived在發生切換時需要發送email到的對象，一行一個
XXX@XXX.com
}
notification_email_from XXX@XXX.com #指定發件人
#smtp_server XXX.smtp.com #指定smtp服務器地址
#smtp_connect_timeout 30 #指定smtp連接超時時間
router_id LVS_DEVEL #運行keepalived機器的一個標識
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #標示狀態為MASTER 備份機為BACKUP
interface eth0 #設置實例綁定的網卡
virtual_router_id 51 #同一實例下virtual_router_id必須相同
priority 100 #MASTER權重要高於BACKUP 比如BACKUP為99
advert_int 1 #MASTER與BACKUP負載均衡器之間同步檢查的時間間隔，單位是秒
authentication { #設置認證
auth_type PASS #主從服務器驗證方式
auth_pass 8888
}
virtual_ipaddress { #設置vip
192.168.101.100 #可以多個虛擬IP，換行即可
}
}
1.2.6.2 備nginx
修改備nginx下/etc/keepalived/keepalived.conf文件
配置備nginx時需要注意：需要修改state為BACKUP , priority比MASTER低，virtual_router_id和master的值一致
! Configuration File for keepalived
#全局配置
global_defs {
notification_email { #指定keepalived在發生切換時需要發送email到的對象，一行一個
XXX@XXX.com
}
notification_email_from XXX@XXX.com #指定發件人
#smtp_server XXX.smtp.com #指定smtp服務器地址
#smtp_connect_timeout 30 #指定smtp連接超時時間
router_id LVS_DEVEL #運行keepalived機器的一個標識
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP #標示狀態為MASTER 備份機為BACKUP
interface eth0 #設置實例綁定的網卡
virtual_router_id 51 #同一實例下virtual_router_id必須相同
priority 99 #MASTER權重要高於BACKUP 比如BACKUP為99
advert_int 1 #MASTER與BACKUP負載均衡器之間同步檢查的時間間隔，單位是秒
authentication { #設置認證
auth_type PASS #主從服務器驗證方式
auth_pass 8888
}
virtual_ipaddress { #設置vip
192.168.101.100 #可以多個虛擬IP，換行即可
}
}
1.2.7 測試
主備nginx都啟動keepalived及nginx。
service keepalived start
./nginx
1.2.7.1 初始狀態
查看主nginx的eth0設置：
vip綁定在主nginx的eth0上。
查看備nginx的eth0設置：
vip沒有綁定在備nginx的eth0上。
訪問ccc.test.com，可以訪問。
1.2.7.2 主機宕機
將主nginx的keepalived停止或將主nginx關機(相當於模擬宕機)，查看主nginx的eth0：
eth0沒有綁定vip
注意這里模擬的是停止 keepalived進程沒有模擬宕機，所以還要將nginx進程也停止表示主nginx服務無法提供。
查看備nginx的eth0：
vip已經漂移到備nginx。
訪問ccc.test.com，可以訪問。
1.2.7.3 主機恢復
將主nginx的keepalived和nginx都啟動。
查看主nginx的eth0：
查看備nginx的eth0：
vip漂移到主nginx。
查看備nginx的eth0：
eth0沒有綁定vip
訪問：ccc.test.com，正常訪問。
注意：主nginx恢復時一定要將nginx也啟動（通常nginx啟動要加在開機啟動中），否則即使vip漂移到主nginx也無法訪問。
1.2.8 解決nginx進程和keepalived不同時存在問題
1.2.8.1 問題描述
keepalived是通過檢測keepalived進程是否存在判斷服務器是否宕機，如果keepalived進程在但是nginx進程不在了那么keepalived是不會做主備切換，所以我們需要寫個腳本來監控nginx進程是否存在，如果nginx不存在就將keepalived進程殺掉。
1.2.8.2 nginx進程檢測腳本
在主nginx上需要編寫nginx進程檢測腳本（check_nginx.sh），判斷nginx進程是否存在，如果nginx不存在就將keepalived進程殺掉，check_nginx.sh內容如下：
#!/bin/bash
# 如果進程中沒有nginx則將keepalived進程kill掉
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l` ## 查看是否有 nginx進程 把值賦給變量A
if [ $A -eq 0 ];then ## 如果沒有進程值得為 零
service keepalived stop ## 則結束 keepalived 進程
fi
將check_nginx.sh拷貝至/etc/keepalived下，
腳本測試：
將nginx停止，將keepalived啟動，執行腳本：sh /etc/keepalived/check_nginx.sh
從執行可以看出自動將keepalived進程kill掉了。
1.2.8.3 修改keepalived.conf
修改主nginx的keepalived.conf，添加腳本定義檢測：
注意下邊紅色標識地方：
#全局配置
global_defs {
notification_email { #指定keepalived在發生切換時需要發送email到的對象，一行一個
XXX@XXX.com
}
notification_email_from miaoruntu@itcast.cn #指定發件人
#smtp_server XXX.smtp.com #指定smtp服務器地址
#smtp_connect_timeout 30 #指定smtp連接超時時間
router_id LVS_DEVEL #運行keepalived機器的一個標識
}
vrrp_script check_nginx {
script "/etc/keepalived/check_nginx.sh" ##監控腳本
interval 2 ##時間間隔，2秒
weight 2 ##權重
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #標示狀態為MASTER 備份機為BACKUP
interface eth0 #設置實例綁定的網卡
virtual_router_id 51 #同一實例下virtual_router_id必須相同
priority 100 #MASTER權重要高於BACKUP 比如BACKUP為99
advert_int 1 #MASTER與BACKUP負載均衡器之間同步檢查的時間間隔，單位是秒
authentication { #設置認證
auth_type PASS #主從服務器驗證方式
auth_pass 8888
}
track_script {
check_nginx #監控腳本
}
virtual_ipaddress { #設置vip
192.168.101.100 #可以多個虛擬IP，換行即可
}
}
修改后重啟keepalived
1.2.8.4 測試
回到負載均衡高可用的初始狀態，保證主、備上的keepalived、nginx全部啟動。
停止主nginx服務
觀察keepalived日志：
tail -f /var/log/keepalived.log
查看keepalived進程已經不存在。
查看eth0已經沒有綁定vip。