本次实验中需要使用到四台主机:
四台虚拟机上安装的都是centos7.6操作系统

主机名 ip 功能
nginx_master 192.168.8.128 负载均衡,健康检查
nginx_backup 192.168.8. 129 nginx_master的小弟
web1 192.168.8.126 提供web服务
web2 192.168.8.127 提供web服务

说简单点,小弟的作用就是在大哥有危难之际,替大哥挨刀的。当nginx_master出现故障时,nginx_backup就代替nginx_master正常工作。
另外还有一个虚拟 ip:192.168.8.242
keepalived可以将多个无状态的单点通过虚拟IP(VIP)漂移的方式搭建成一个高可用服务。

一、负载均衡服务器nginx的配置
nginxmaster和nginxbackup上都需要进行以下操作

1、docker安装
安装yum-utils,它提供一个yum-config-manager单元,同时安装的device-mapper-persistent-data和lvm2用于储存设备映射(devicemapper)必须的两个软件包。

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务
紧接着配置一个稳定(stable)的仓库 
仓库配置会保存到/etc/yum.repos.d/docker-ce.repo文件中。
keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务
生成元数据
keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务
安装docker-ce
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2、 配置deamon.json和nginx.conf文件
编辑daemon.json文件,填写阿里云镜像仓库的地址并指定docker数据存储目录
vim daemon.json。

{ "registry-mirrors": ["你的阿里镜像仓库地址"], "graph": "/data/docker" }

重新加载daemon,重启docker服务。

[root@localhost docker]# systemctl daemon-reload
[root@localhost docker]# systemctl restart docker

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把docker加入开机启动

keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务

拉取一个nginx镜像

keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务

创建nginx配置文件目录,启动一个nginx-c容器并把容器里的nginx.conf拷贝到本地

keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务

删除容器nginx-c
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这两步就是在nginx容器的配置文件的基础上修改参数,以实现想要的功能。

3、创建nginx容器并对其进行配置

(1)编写创建nginx容器的脚本

#!/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是重启策略,当docker服务重启后,容器也会自动启动

keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务

(2) 赋予脚本执行权限 并运行

chmod +x docker_nginx.sh
sh docker_nginx.sh

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(3)修改nginx主配置文件

vim /data/docker/nginx/conf/nginx.conf

修改前
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修改后
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(4) 创建upstream配置文件

vim /data/docker/nginx/conf/conf.d/myhost.conf
upstream xuad {
ip_hash; #会话保持
server 192.168.2.226 max_fails=1 fail_timeout=60s;
server 192.168.2.227 max_fails=1 fail_timeout=60s;
}
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(5) 创建虚拟主机配置文件

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://lxc;
}

#查看nginx的并发连接数配置

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并发数为200,超过会返回503
}

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(6)重启nginx容器
docker restart nginx

二、负载均衡服务器keepalived的配置
nginxmaster和nginxbackup上都需要进行以下操作
1 下载并安装keepalived

分别在NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP两台服务器上操作
注:keepalived安装在实体机上
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

如果报以下警告:
WARNING - this build will not support IPVS with IPv6. Please install libnl/libnl-3 dev libraries to support IPv6 with IPVS.
不用担心,我们只需要用到VRRP功能,不需要用IPVS功能,所以请确保以下三项是yes就行了。

keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务

编译
make
make install

2、将keepalived 以服务方式启动
创建/etc/keepalived目录并把keepalived的配置文件拷贝/etc/keepalived目录下并加入到开机启动。

mkdir /etc/keepalived
cp /data/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/ systemctl enable keepalived

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3、 修改keepalived配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
lxc@lxc.com
}
notification_email_from root@lxc.com
smtp_server mail.lxc.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" # 检查nginx状态的脚本
interval 2
weight 3
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #备份服务器上将MASTER改为BACKUP
interface ens32 virtual_router_id 51 priority 100 #备份服务上将100改为小于100,可配置成90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.8.242 #有多个vip可在下面继续增加
}
track_script {
chk_nginx
}
}

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4、添加检查nginx状态的脚本

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

脚本说明:当nginx进程不存在时,会自动重启docker服务,docker服务启动时会自动启动nginx容器;再次检查nginx进程,如果不存在,就停止keepalived服务,然后NGINX_BACKUP主机会自动接替NGINX_MASTER的工作。

chmod +x /etc/keepalived/nginx_pid.sh

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5、配置firewalld防火墙允许vrrp协议

VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由器冗余协议)
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.8.129" protocol value="vrrp" accept"
firewall-cmd --reload

keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务
如果是backup服务器,source address改成master服务器的IP
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6 、启动keepalived

systemctl start keepalived

三、 配置时间同步

在NGINX_MASTER和NGINX_BACKUP上安装ntp

yum -y install ntp

在NGINX_MASTER上修改ntp配置文件
添加以下两行。

vim /etc/ntp.conf
server 127.127.1.0 iburst local clock #添加使用本地时间 restrict 192.168.8.0 mask 255.255.255.0 nomodify #允许更新的IP地址段
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在NGINX_MASTER上启动ntp服务,并加入开机启动
systemctl start ntpd systemctl enable ntpd

在NGINX_MASTER上添加防火墙策略
只允许192.168.8.129访问ntp服务。
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在NGINX_BACKUP上同步NGINX_MASTER的时间

ntpdate 192.168.8.128

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在NGINX_BACKUP上设置计划任务
每天凌晨5点01分同步时间。

crontab -e 1 5 * /usr/sbin/ntpdate 192.168.8.128 >> /var/log/upClock.log

四、负载均衡服务器测试

1、测试nginx服务器
(1)当NGINX_MASTER、NGINX_BACKUP服务器nginx均正常工作时查看VIP
在NGINX_MASTER上
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在NGINX_BACKUP上
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master服务器ens32网卡正常绑定VIP,而backup却没有绑定,通过浏览器可正常访问网站。

(2)关闭NGINX_MASTER的nginx容器
当nginx容器停止后,马上就又启起来了,nginx启动脚本没问题
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(3)关闭NGINX_MASTER的keepalived服务
在NGINX_MASTER上。
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在NGINX_BACKUP上
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NGINX_BACKUP的ens32网卡已瞬间绑定VIP,通过浏览器访问网站正常。
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(4)将NGINX_MASTER的keepalived服务启动
在NGINX_MASTER上
keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务
在NGINX_BACKUP上
keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务
NGINX_MASTER的ens32网卡重新绑定VIP,通过浏览器访问网站正常。
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2、测试WEB服务器

关闭WEB_1服务器
keepalived+nginx+docker实现负载均衡高可用服务
通过浏览器访问网站正常。
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