什么是虚拟IP？

高可用性HA（High Availability）指的是通过尽量缩短因日常维护操作（计划）和突发的系统崩溃（非计划）所导致的停机时间，以提高系统和应用的可用性。HA系统是目前企业防止核心计算机系统因故障停机的最有效手段。

实现HA的方式，一般采用两台机器同时完成一项功能，比如数据库服务器，平常只有一台机器对外提供服务，另一台机器作为热备，当这台机器出现故障时，自动动态切换到另一台热备的机器。

怎么实现故障检测的那？

心跳，采用定时发送一个数据包，如果机器多长时间没响应，就认为是发生故障，自动切换到热备的机器上去。

怎么实现自动切换那？

虚IP。何为虚IP那，就是一个未分配给真实主机的IP，也就是说对外提供数据库服务器的主机除了有一个真实IP外还有一个虚IP，使用这两个IP中的 任意一个都可以连接到这台主机，所有项目中数据库链接一项配置的都是这个虚IP，当服务器发生故障无法对外提供服务时，动态将这个虚IP切换到备用主机。

开始我也不明白这是怎么实现的，以为是软件动态改IP地址，其实不是这样，其实现原理主要是靠TCP/IP的ARP协议。因为ip地址只是一个逻辑 地址，在以太网中MAC地址才是真正用来进行数据传输的物理地址，每台主机中都有一个ARP高速缓存，存储同一个网络内的IP地址与MAC地址的对应关 系，以太网中的主机发送数据时会先从这个缓存中查询目标IP对应的MAC地址，会向这个MAC地址发送数据。操作系统会自动维护这个缓存。这就是整个实现 的关键。

下边就是我电脑上的arp缓存的内容。

(192.168.1.219) at 00:21:5A:DB:68:E8 [ether] on bond0
(192.168.1.217) at 00:21:5A:DB:68:E8 [ether] on bond0
(192.168.1.218) at 00:21:5A:DB:7F:C2 [ether] on bond0

192.168.1.217、192.168.1.218是两台真实的电脑，

192.168.1.217为对外提供数据库服务的主机。

192.168.1.218为热备的机器。

192.168.1.219为虚IP。

大家注意红字部分，219、217的MAC地址是相同的。

再看看那217宕机后的arp缓存

(192.168.1.219) at 00:21:5A:DB:7F:C2 [ether] on bond0
(192.168.1.217) at 00:21:5A:DB:68:E8 [ether] on bond0
(192.168.1.218) at 00:21:5A:DB:7F:C2 [ether] on bond0

这就是奥妙所在。当218 发现217宕机后会向网络发送一个ARP数据包，告诉所有主机192.168.1.219这个IP对应的MAC地址是00:21:5A:DB:7F:C2，这样所有发送到219的数据包都会发送到mac地址为00:21:5A:DB:7F:C2的机器， 也就是218的机器。

一，首先说明一下网络拓扑结构：


1，Nginx 反向代理Server（HA）：
     ①Nginx master：192.168.1.157
     ②Nginx backup：192.168.1.158  
      虚拟IP统一为：192.168.1.110  　 
2，web服务器：
     192.168.1.160 ，192.168.1.161，192.168.1.162    　 即web服务器，已配置好 Tomcat(Jboss等皆可)和Java程序
3，MySQL 数据库Server
     mysql主从服务器

二，Nginx安装配置
1，安装
建议先用yum install yum-fastestmirror更新下源

下载并安装nginx1.0.9,下载文件均放到/usr/local/src目录下
cd /usr/local/src

①update yum
 yum -y update
 
②利用CentOS Linux系统自带的yum命令安装、升级所需的程序库
 
安装依赖包
#yum install gcc pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel

下载nginx
#cd /usr/local/src
#wget http://www.nginx.org/download/nginx-1.0.9.tar.gz
#tar zxvf nginx-1.0.9.tar.gz
#cd nginx-1.0.9

配置安装：
#./configure --prefix=/usr --sbin-path=/usr/sbin/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid --lock-path=/var/lock/nginx.lock --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_flv_module --with-http_gzip_static_module --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client/ --http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy/ --http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fcgi/
#make
#make install

建立用户：
/usr/sbin/groupadd nginx
/usr/sbin/useradd -g nginx -M nginx
mkdir -p /var/tmp/nginx/client
启动nginx
#/usr/sbin/nginx

ps:如果中途提示缺少库，直接yum install xxx即可。
 即：conf-path=/etc/nginx/nginx.conf，用户名为nginx,所属的组为nginx

2，配置
Nginx负载均衡设置：

①修改配置文件：
vi /etc/nginx/nginx.conf

步骤1，添加负载均衡的http upstream模块
upstream  esbwebserver  {
  server   192.168.1.160:8888;
  server   192.168.1.161:8888;
}

步骤2，server指令
server
{
listen  80;
server_name  localhost;#注意此处为localhost

location / {
       proxy_pass        http://esbwebserver;# 添加的tomcat集群名称
       ......
}

②，重启Nginx,加载修改过的配置文件：
步骤1， 停止nginx引擎
killall -9 nginx

步骤2，启动nginx
/usr/sbin/nginx

到此为止，我们的负载均衡就实现了，下面实现Nginx的高可用，即双机热备。

三，Keepalived 安装配置
1,下载并安装keepalived-1.1.15.tar.gz,下载文件均放到/usr/local/src目录下
cd /usr/local/src
wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.1.15.tar.gz

①解压缩
tar zxvf keepalived-1.1.15.tar.gz
 
②安装
cd keepalived-1.1.15
./configure --prefix=/usr/local/keepalived
make && make install

③安装成功后做成服务模式，方便启动和关闭
cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived  /usr/sbin/
cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived  /etc/sysconfig/
cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived  /etc/init.d/

④ 分别设置主和备Nginx上的 安装Keepalived配置文件。
  
  配置文件位置：
 /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf
 
 步骤一，先配置主Nginx server上的keepalived.conf文件，如下所示：

! Configuration File for keepalived
 
  global_defs {
  notification_email {
    644856452@qq.com
  }
  notification_email_from 644856452@qq.com
  smtp_server 127.0.0.1
  smtp_connect_timeout 30
  router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script check_run {
   script "/root/bin/nginx_check.sh"
   interval 5
}
vrrp_sync_group VG1 {
    group {
       VI_1
    }
}

vrrp_instance VI_1 {
   state MASTER
   interface eth0
   virtual_router_id 51
   mcast_src_ip 192.168.1.157
   priority 100
   advert_int 1
   authentication {
       auth_type PASS
       auth_pass 1111
   }

track_script {
        check_run
    }

virtual_ipaddress {
       192.168.1.110
   }
}

步骤二，配置backup 服务器的keepalived.conf文件，如下所示：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
  notification_email {
    644856452@qq.com     
  }
  notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
  smtp_server 127.0.0.1
  smtp_connect_timeout 30
  router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script check_run {
   script "/root/bin/nginx_check.sh"
   interval 5
}
vrrp_sync_group VG1 {
    group {
      VI_1 
    }
}

vrrp_instance VI_1 {
   state BACKUP
   interface eth0
   virtual_router_id 51
   priority 99
   advert_int 1
   authentication {
       auth_type PASS
       auth_pass 1111
   }

track_script {
        check_run
    }
   virtual_ipaddress {
       192.168.1.110
   }
}

参考下例配置：
-----------------------------------------------------带注释的示例----------------------------------------------------
在主服务器编写配置文件
vrrp_script check_run{
                script "/opt/nginx_pid.sh"         ###监控脚本
                interval 2                             ###监控时间
                weight 2                                ###如果检测返回值不为真weight 2 表示减2，权重值降低，backup server权重值>现Master的，切换
}

vrrp_instance VI_1 {
        state MASTER                           ### 设置为 主
        interface eth0                            ### 监控网卡    
        virtual_router_id 51                  ### 这个两台服务器必须一样
        priority 101                                 ### 权重值 MASTRE 一定要高于 BAUCKUP
        authentication {
                     auth_type PASS             ### 加密
                     auth_pass 1111         ###加密的密码，两台服务器一定要一样，不然会出错
}

track_script {
                check_run     ### 执行监控的服务
        }

virtual_ipaddress {
             192.168.1.110                          ###    VIP 地址
        }
}

6.在backup server  服务器 keepalived 配置
vrrp_script check_run{
                script "/opt/nginx_pid.sh"
                interval  2
                weight   2
}

vrrp_instance VI_1 {
       state BACKUP                                ### 设置为 辅机
        interface eth0
        virtual_router_id 51                      ### 与 MASTRE 设置 值一样
        priority 100                                     ### 比 MASTRE权重值 低

authentication {
                     auth_type PASS
                     auth_pass eric                    ### 密码 与 MASTRE 一样
        }

track_script {
                check_run
        }

virtual_ipaddress {
                 192.168.1.110
        }
}
----------------------------------------------over-------------------------------------------------------------------

说明：  
1，绑定虚拟IP：
  ifconfig eth0:1 192.168.1.110 broadcast 192.168.1.255 netmask 255.255.255.0 up  
  route add -host 192.168.1.110 dev eth0:1

2， 启动，关闭keepalived ：
 service keepalived start
 service keepalived stop

3，测试可用性：
①主Nginx停止Nginx或直接断网情况下（backup正常），访问虚拟IP：192.168.1.110的相关Web服务，正常，测试通过
②backup Nginx停止Nginx或直接断网情况下（Master正常），访问虚拟IP：192.168.1.110的相关Web服务，正常，测试通过

4，监控
可用安装Nagios监控服务，详细请网络搜寻，很多这种资料的。
也可以参考：
http://blog.csdn.NET/luxiaoyu_sdc/article/details/7333416

keepalived+nginx双机热备+负载均衡

最近因业务扩展，需要将当前的apache 转为nginx(web), 再在web前端放置nginx(负载均衡)。同时结合keepalived 对前端nginx实现HA。
nginx进程基于于Master+Slave(worker)多进程模型，自身具有非常稳定的子进程管理功能。在Master进程分配模式下，Master进程永远不进行业务处理，只是进行任务分发，从而达到Master进程的存活高可靠性，Slave(worker)进程所有的业务信号都 由主进程发出，Slave(worker)进程所有的超时任务都会被Master中止，属于非阻塞式任务模型。
Keepalived是Linux下面实现VRRP 备份路由的高可靠性运行件。基于Keepalived设计的服务模式能够真正做到主服务器和备份服务器故障时IP瞬间无缝交接。二者结合，可以构架出比较稳定的软件lb方案。

准备4台电脑来做这个实验:

192.168.232.132        web服务器
192.168.232.133        web服务器
192.168.232.134        keepalived nginx
192.168.232.135        keepalived nginx

虚拟IP (VIP)：192.168.232.16

134\135两个主机配置虚拟IP

下面以135为例：

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth2:0

service network restart

使用ifconfig查看效果：

说明生效了。

134\135两个主机安装keepalived和nginx

nginx安装：

1、导入外部软件库
rpm -Uvh http://dl.iuscommunity.org/pub/ius/stable/Redhat/6/i386/epel-release-6-5.noarch.rpm
rpm -Uvh http://dl.iuscommunity.org/pub/ius/stable/Redhat/6/i386/ius-release-1.0-10.ius.el6.noarch.rpm
rpm -Uvh http://nginx.org/packages/centos/6/noarch/RPMS/nginx-release-centos-6-0.el6.ngx.noarch.rpm
以下添加注释
mirrorlist=http://dmirr.iuscommunity.org/mirrorlist?repo=ius-el6&arch=$basearch
以下删除注释
#baseurl=http://dl.iuscommunity.org/pub/ius/stable/Redhat/5/$basearch
2、yum安装nginx
yum install nginx

keepalived安装：

安装依赖
yum -y install gcc gcc+ gcc-c++
yum install popt-devel openssl openssl-devel libssl-dev libnl-devel popt-devel

安装内核
yum -y install kernel kernel-devel
当前kernel代码建立连接 ln -s /usr/src/kerners/2.6....../ /usr/src/linux

安装keepalived
wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.2.tar.gz
tar -zxvf keepalived-1.2.2.tar.gz  
cd keepalived-1.2.2  
./configure  
make  
make install

拷贝相应的文件

cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/ 
cp /usr/local/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/  
cp /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/  
cp -r /usr/local/etc/keepalived/ /etc/

配置keeplived和nginx主机

134/135执行都执行以下操作：
vi /etc/nginx/conf.d/default.conf

135执行以下操作：
vi /var/www/html/index.html

134执行以下操作：
vi /var/www/html/index.html

134执行以下操作：
vi /etc/keepalived/keepalived.conf

135执行以下操作：
vi /etc/keepalived/keepalived.conf

Tips：

state   参数值：主的是MASTER、备用的是BACKUP
priority 参数值： MASTER > BACKUP
virtual_router_id： 参数值要一样

测试测试：

两台测试机134\135均启动keepalived和nginx
service keepalived restart
service keepalived nginx

验证nginx启动正常：
访问 master：http://192.168.232.134:8088/
访问 backup: http://192.168.232.135:8088/

查看keepalived的日志信息：

134\135均打开日志信息方便查看keepalived动态：
tail -f /var/log/messages

浏览器打开虚拟ip访问：http://192.168.232.16:8080/ ，此时显示IP为192.168.232.134

服务器层的双机热备（比如服务器宕机、keepalived宕了）测试：

kill 192.168.232.134（master) 的keepalived进程
killall keepalived
134的日志信息如下：

135的日志信息如下：

刷新http://192.168.232.16:8080/ ， 此时显示IP为192.168.232.135。

再次启动192.168.232.134的keepalived进程，192.168.232.134会自动接管成为master，192.168.232.135自动转为backup，从测试结果看，备机能成功接管，已经实现了热备。

应用层（web）的双机热备（比如nginx进程被意外kill、web端口不通）试验：

关闭192.168.232.134（master) 的nginx服务：
service nginx stop

134的日志信息如下：

135的日志信息如下：

刷新http://192.168.232.16:8080/ ， 此时显示IP为192.168.232.135。

再次启动192.168.232.134的nginx进程，192.168.232.134会自动接管成为master，192.168.232.135自动转为backup，从测试结果看，备机能成功接管，已经实现了热备。

为什么主备的参数state都是MASTER，对的你没有看错确实要都设置成一样的，不然并不能实现我们想要的VIP漂浮的效果，我测试很久才发现的.state都设置成MASTER后，会根据priority的值大小竞争来决定谁是真正的MASTER，脚本检测也是在失败的时候会把权重减去相应的值，比如原来master（181）的priority=100，如果脚本检测到端口8088无法连接，就会priority-2=98，< S-B（150）的priority（99），此时 S-B（150） 将竞争成为master，这样就实现了web应用的热备。

如果以上实验都没有问题了，那么就该nginx负载均衡的配置了，配置修改参见如下：http://blog.csdn.net/e421083458/article/details/30086413

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