- 一、Nginx安装
- 二、配置反向代理
- 三、配置负载均衡
- 四、upstream指令参数
- 五、配置ssl证书提供https访问
- 六、配置ha nginx
- 七、LVS(Linux Virtual Server)实现高可用负载均衡
- 八、搭建Keepalived+Lvs+Nginx高可用集群负载均衡
一、Nginx安装
1、在官网http://nginx.org/下载对应的Nginx包,推荐使用稳定版本
2、上传Nginx到linux系统
3、安装依赖环境
(1)安装gcc环境
yum install gcc-c++
(2)安装PCRE库,用于解析正则表达式
yum install -y pcre pcre-devel
(3)zlib压缩和解压缩依赖
yum install -y zlib zlib-devel
(4)SSL 安全的加密的套接字协议层,用于HTTP安全传输,也就是https
yum install -y openssl openssl-devel
4、解压,需要注意,解压后得到的是源码,源码需要编译后才能安装
tar -zxvf nginx-1.16.1.tar.gz
5、编译之前,先创建Nginx临时目录,如果不创建,在启动Nginx的过程中会报错
mkdir /var/temp/nginx -p
6、在Nginx目录,输入如下命令进行配置,目的是为了创建makefile文件
./configure \--prefix=/usr/local/nginx \--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \--lock-path=/var/lock/nginx.lock \--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \--with-http_gzip_static_module \--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi
注:代表在命令行中换行,用于提高可读性配置命令:

7、make编译&安装
make && make install
8、进入sbin目录启动Nginx
启动:nginx
停止:./nginx -s stop
重新加载:./nginx -s reload
二、配置反向代理
1、配置upstream
upstream [proxyName] {server 192.168.1.173:8080;server 192.168.1.174:8080;server 192.168.1.175:8080;}
2、配置server
server {listem 80;server_name www.tomcats.com;location / {proxy_pass http://tomcats;}}
三、配置负载均衡
Nginx默认采用轮训的方式进行负载均衡
1、使用加权轮询
upstream [proxyName] {server 192.168.1.173:8080 weight=1;server 192.168.1.174:8080 weight=5;server 192.168.1.175:8080 weight=2;}
2、hash负载均衡
upstream [proxyName] {ip_hashserver 192.168.1.173:8080;server 192.168.1.174:8080;server 192.168.1.175:8080;}
hash算法实际上只会计算 192.168.1这段做哈希
使用ip_hash的注意点:
- 不能把后台服务器直接移除,只能标记down.
3、url hash负载均衡
upstream [proxyName] {hash $request_url;server 192.168.1.173:8080;server 192.168.1.174:8080;server 192.168.1.175:8080;}
4、最小连接负载均衡
upstream [proxyName] {least_conn;server 192.168.1.173:8080;server 192.168.1.174:8080;server 192.168.1.175:8080;}
四、upstream指令参数
max_conns:限制最大同时连接数 1.11.5之前只能用于商业版slow_start:单位秒,权重在指定时间内从1上升到指定值,不适用与hash负载均衡、随机负载均衡 如果在 upstream 中只有一台 server,则该参数失效(商业版才有)down:禁止访问backup:备用机 只有在其他服务器无法访问的时候才能访问到 不适用与hash负载均衡、随机负载均衡max_fails:表示失败几次,则标记server已宕机,剔出上游服务 默认值1fail_timeout:表示失败的重试时间 默认值10
1、keepalived
upstream [proxyName] {server 192.168.1.173:8080 weight=1;server 192.168.1.174:8080 weight=5;server 192.168.1.175:8080 weight=2;keepalive 32; #保持的连接数}server {listem 80;server_name www.tomcats.com;location / {proxy_pass http://tomcats;proxy_http_version 1.1; #连接的协议版本proxy_set_header Connection ""; 清空连接请求头}}
2、控制浏览器缓存
server {listem 80;server_name www.tomcats.com;location / {proxy_pass http://tomcats;expires 10s; #浏览器缓存10秒钟#expires @22h30m #在晚上10点30的时候过期#expires -1h #缓存在一小时前时效#expires epoch #不设置缓存#expires off #缓存关闭,浏览器自己控制缓存#expires max #最大过期时间}}
3、反向代理缓存
upstream [proxyName] {server 192.168.1.173:8080 weight=1;server 192.168.1.174:8080 weight=5;server 192.168.1.175:8080 weight=2;}#proxy_cache_path 设置缓存保存的目录的位置#keys_zone设置共享内以及占用的空间大小#mas_size 设置缓存最大空间#inactive 缓存过期时间,错过此时间自动清理#use_temp_path 关闭零时目录proxy_cache_path /usr/local/nginx/upsteam_cache keys_zone=mycache:5m max_size=1g inactive=8h use_temp_path=off;server {listem 80;server_name www.tomcats.com;#开启并使用缓存proxy_cache mycache;#针对200和304响应码的缓存过期时间proxy_cache_valid 200 304 8h;location / {proxy_pass http://tomcats;}}
五、配置ssl证书提供https访问
1、安装SSL模块
要在nginx中配置https,就必须安装ssl模块,也就是: http_ssl_module。
进入到nginx的解压目录:/home/software/nginx-1.16.1
新增ssl模块(原来的那些模块需要保留)
./configure \--prefix=/usr/local/nginx \--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \--lock-path=/var/lock/nginx.lock \--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \--with-http_gzip_static_module \--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi \--with-http_ssl_module
编译和安装
make && make install
2、配置HTTPS
把ssl证书 .crt 和 私钥 .key 拷贝到/usr/local/nginx/conf目录中。
新增 server 监听 443 端口:
server {listen 443;server_name www.imoocdsp.com;# 开启sslssl on;# 配置ssl证书ssl_certificate 1_www.imoocdsp.com_bundle.crt;# 配置证书秘钥ssl_certificate_key 2_www.imoocdsp.com.key;# ssl会话cachessl_session_cache shared:SSL:1m;# ssl会话超时时间ssl_session_timeout 5m;# 配置加密套件,写法遵循 openssl 标准ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE;ssl_prefer_server_ciphers on;location / {proxy_pass http://tomcats/;index index.html index.htm;}}
六、配置ha nginx
1、安装keepalived
(1)下载
https://www.keepalived.org/download.html
(2)解压
tar -zxvf keepalived-2.0.18.tar.gz
(3)使用configure命令配置安装目录与核心配置文件所在位置:
./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc
- prefix:keepalived安装的位置sysconf:keepalived核心配置文件所在位置,固定位置,改成其他位置则keepalived启动不了,/var/log/messages中会报错
- sysconf:keepalived核心配置文件所在位置,固定位置,改成其他位置则keepalived启动不了,/var/log/messages中会报错
配置过程中可能会出现警告信息,如下所示:
:::tips * WARNING - this build will not support IPVS with IPv6. Please install libnl/libnl-3 dev libraries to support IPv6 with IPVS.
:::
# 安装libnl/libnl-3依赖yum -y install libnl libnl-devel
(4)安装keepalived
make && make install
(5)配置文件 在/etc/keepalived/keepalived.conf
(6)忘记安装配置的目录,则通过如下命令找到:
whereis keepalived
(7)启动keepalived
进入sbin目录
./keepalived
2、配置keepalived 主机
(1)通过命令 vim keepalived.conf 打开配置文件
global_defs {# 路由id:当前安装keepalived的节点主机标识符,保证全局唯一router_id keep_171}vrrp_instance VI_1 {# 表示状态是MASTER主机还是备用机BACKUPstate MASTER# 该实例绑定的网卡interface ens33# 保证主备节点一致即可virtual_router_id 51# 权重,master权重一般高于backup,如果有多个,那就是选举,谁的权重高,谁就当选priority 100# 主备之间同步检查时间间隔,单位秒advert_int 2# 认证权限密码,防止非法节点进入authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}# 虚拟出来的ip,可以有多个(vip)virtual_ipaddress {192.168.1.161}}
附:查看网卡信息命令
ip addr
(2)启动keepalived
(3)查看进程
ps -ef|grep keepalived
(4)查看vip(虚拟ip)
在网卡ens33下,多了一个192.168.1.161,这个就是虚拟ip
3、把keepalived注册为系统服务
(1)拷贝配置文件
- 将keepalived目录下etc/init.d/keepalived拷贝到/etc/init.d/下
- 将keepalived目录下etc/sysconfig/keepalived拷贝到/etc/sysconfig/下
(2)刷新systemctl
systemctl daemon-reload
(3)启动、停止、重启keepalived
#启动systemctl start keepalived.service#停止systemctl stop keepalived.service#重启systemctl restart keepalived.service
4、实现双机主备高可用
(1)修改备机配置
global_defs {router_id keep_172}vrrp_instance VI_1 {# 备用机设置为BACKUPstate BACKUPinterface ens33virtual_router_id 51# 权重低于MASTERpriority 80advert_int 2authentication {auth_type PASS auth_pass 1111}virtual_ipaddress {# 注意:主备两台的vip都是一样的,绑定到同一个vip192.168.1.161}}
(2) 启动 Keepalived
(3) 访问vip即可访问主机,当主机失效时访问vip就会访问到备机
5、keepalived配置Nginx自动重启
(1)编写脚本
在/etc/keepalived/下创建脚本check_nginx_alive_or_not
#!/bin/bashA=`ps -C nginx --no-header |wc -l`# 判断nginx是否宕机,如果宕机了,尝试重启if [ $A -eq 0 ];then/usr/local/nginx/sbin/nginx# 等待一小会再次检查nginx,如果没有启动成功,则停止keepalived,使其启动备用机sleep 3if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];thenkillall keepalivedfifi
(2)添加运行权限
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh
(3)配置keepalived监听nginx脚本
vrrp_script check_nginx_alive {script "/etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh"interval 2 # 每隔两秒运行上一行脚本weight 10 # 如果脚本运行失败,则升级权重+10}
(4)在vrrp_instance中新增监控的脚本
track_script {check_nginx_alive # 追踪 nginx 脚本}
(5)重启Keepalived使得配置文件生效
systemctl restart keepalived
6、keepalived双主热备
(1)配置DNS轮询
在同一个域名下配置两个ip,自行百度
(2)配置第一台主机
global_defs {router_id keep_171}vrrp_instance VI_1 {state MASTER interface ens33virtual_router_id 51priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.1.161}}vrrp_instance VI_2 {state BACKUPinterface ens33virtual_router_id 52priority 80advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.1.162}}
(3)配置第二台主机
global_defs {router_id keep_172}vrrp_instance VI_1 {state BACKUPinterface ens33virtual_router_id 51priority 80advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.1.161}}vrrp_instance VI_2 {state MASTERinterface ens33virtual_router_id 52priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.1.162}}
(4)重启两台Keepalived
systemctl restart keepalived
七、LVS(Linux Virtual Server)实现高可用负载均衡
1、为什么要使用LVS+Nginx
- lvs基于四层负载均衡,工作效率较Nginx的七层负载更高,使用LVS搭建Nginx集群,可以提高性能
- 四层负载均衡无法对信息处理,只能通过ip+端口的形式转发,所以需要七成负载进行数据的处理
- Nginx接收请求来回,LVS可以只接受不响应
2、LVS的三种模式
(1)NAT模式
- 客户端将请求发往LVS,LVS会选择一台服务器响应请求,服务器将结果返回给LVS,LVS再返回给客户端。
- 在NAT模式中,服务器的网关必须指向LVS,否则报文无法送达客户端
- NAT 技术将请求的报文和响应的报文都需要通过LVS进行地址改写,因此网站访问量比较大的时候负载均衡调度器有比较大的瓶颈,一般要求最多之能 10-20 台节点
- NAT 模式支持对 IP 地址和端口进行转换。即用户请求的端口和真实服务器的端口可以不一致
(2)TUN模式
- 客户端将请求发往LVS,LVS会选择一台服务器响应请求,在客户端与服务器之间建立隧道,返回结果的时候直接由服务器返回响应,不在经过LVS。
- TUN模式必须所有的服务器上都绑定VIP的IP地址,所有的服务器都必须有网卡。
- TUN模式走隧道运维难度大,并且会直接暴露服务器地址
- 服务器将应答包直接发给用户。所以,减少了负载均衡器的大量数据流动,负载均衡器不再是系统的瓶颈,就能处理很巨大的请求量,这种方式,一台负载均衡器能够为很多服务器进行分发。而且跑在公网上就能进行不同地域的分发
(3)DR模式
- 客户端将请求发往LVS,LVS会选择一台服务器响应请求,返回结果的时候通过统一的路由进行返回,不在经过LVS。
- 和TUN模式一样,LVS只是分发请求,应答包通过单独的路由返回给客户端,与TUN相比这种方式不需要隧道结构,可以兼容大多数的操作系统,同时统一路由可以隐藏真实的物理服务器。DR模式效率更高,但配置更复杂.
- 所有服务器节点和LVS只能在一个局域网里面。
3、搭建LVS-DR模式
先关闭掉服务器上网络配置管理器,避免网络接口冲突
systemctl stop NetworkManagersystemctl disable NetworkManager
(1)创建子接口(创建LVS的虚拟ip)
进入网卡配置目录/etc/sysconfig/network-scripts/,找到网卡配置文件,这里以ifcfg-ens33为例,拷贝并创建子接口
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:1
修改子接口配置如下
- 配置中的 192.168.1.150 就是vip,是提供给外网用户访问的ip地址
DEVICE=”ens33:1”
ONBOOT=”yes”
IPADDR=192.168.1.150
NETMASK=255.255.255.0
BOOTPROTO=static
- 重启网络服务
service network restart
重启成功后,ip addr 查看一下,会发现多了一个ip,也就是虚拟ip(vip)
注意:阿里云不支持配置网卡,需要购买相应的负载均衡服务,腾讯云支持配置网卡,但需要购买网卡支持,一个网卡支持10个虚拟ip配置
(2)安装ipvsadm
如今的centos都集成了LVS,所以ipvs是自带的,只需要安装ipvsadm即可(ipvsadm是管理集群的工具,通过ipvs可以管理集群,查看集群等操作)
yum install ipvsadm
(3)配置服务器(RS)的虚拟ip
进入网卡配置目录/etc/sysconfig/network-scripts/,找到ifcfg-lo,拷贝并创建子接口
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:1
修改子接口配置如下
DEVICE="lo:1"IPADDR=192.168.1.150NETMASK=255.255.255.255NETWORK=127.0.0.0BROADCAST=127.255.255.255ONBOOT="yes"NAME=loopback
重启网络服务成功后,ip addr 查看一下,会发现多了一个ip,也就是虚拟ip(vip)
(4)为服务器(RS)配置arp
ARP响应级别与通告行为参数说明
arp-ignore:ARP响应级别(处理请求)
0:只要本机配置了ip,就能响应请求
1:请求的目标地址到达对应的网络接口,才会响应请求
arp-announce:ARP通告行为(返回响应)
0:本机上任何网络接口都向外通告,所有的网卡都能接受到通告
1:尽可能避免本网卡与不匹配的目标进行通告2:只在本网卡通告
打开sysctl.conf:
vim /etc/sysctl.conf
配置所有网卡、默认网卡以及虚拟网卡的arp响应级别和通告行为,分别对应:all,default,lo
# configration for lvsnet.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
刷新配置文件
sysctl -p
增加一个网关,用于接收数据报文,当有请求到本机后,会交给lo去处理
route add -host 192.168.1.150 dev lo:1
将网关添加至开机启动
echo "route add -host 192.168.1.150 dev lo:1" >> /etc/rc.local
(5)使用ipvsadm配置集群规则
创建LVS节点,用户访问的集群调度者
ipvsadm -A -t 192.168.1.150:80 -s rr -p 5
- -A:添加集群
- -t:tcp协议ip地址:设定集群的访问
- ip:也就是LVS的虚拟ip
- -s:设置负载均衡的算法,
- rr:表示轮询
- -p:设置连接持久化的时间,在指定时间内同一个用户的请求会访问到同一个服务器中
创建多台RS真实服务器
ipvsadm -a -t 192.168.1.150:80 -r 192.168.1.171:80 -gipvsadm -a -t 192.168.1.150:80 -r 192.168.1.172:80 -g
- -a:添加真实服务器
- -t:tcp协议
- -r:真实服务器的ip地址
- -g:设定DR模式
保存到规则库,否则重启失效
ipvsadm -S
检查集群
#查看集群列表ipvsadm -Ln#查看集群状态ipvsadm -Ln --stats
一些其他命令
# 重启ipvsadm,重启后需要重新配置service ipvsadm restart# 查看持久化连接ipvsadm -Ln --persistent-conn# 查看连接请求过期时间以及请求源ip和目标ipipvsadm -Lnc# 设置tcp tcpfin udp 的过期时间(一般保持默认)ipvsadm --set 1 1 1# 查看过期时间ipvsadm -Ln --timeout
(6)访问虚拟ip,完成LVS搭建
附:LVS的负载均衡算法
(1)静态算法
静态:根据LVS本身自由的固定的算法分发用户请求。
- 轮询(Round Robin 简写’rr’):轮询算法假设所有的服务器处理请求的能力都一样的,调度器会把所有的请求平均分配给每个真实服务器。(同Nginx的轮询)
- 加权轮询(Weight Round Robin 简写’wrr’):安装权重比例分配用户请求。权重越高,被分配到处理的请求越多。(同Nginx的权重)
- 源地址散列(Source Hash 简写’sh’):同一个用户ip的请求,会由同一个RS来处理。(同Nginx的ip_hash)
- 目标地址散列(Destination Hash 简写’dh’):根据url的不同,请求到不同的RS。(同Nginx的url_hash)
(2)动态算法
动态:会根据流量的不同,或者服务器的压力不同来分配用户请求,这是动态计算的。
- 最小连接数(Least Connections 简写’lc’):把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器。
- 加权最少连接数(Weight Least Connections 简写’wlc’):服务器的处理性能用数值来代表,权重越大处理的请求越多。Real Server 有可能会存在性能上的差异,wlc动态获取不同服务器的负载状况,把请求分发到性能好并且比较空闲的服务器。
- 最短期望延迟(Shortest Expected Delay 简写’sed’):特殊的wlc算法。举例阐述,假设有ABC三台服务器,权重分别为1、2、3 。如果使用wlc算法的话,当一个新请求进来,它可能会分给ABC中的任意一个。使用sed算法后会进行如下运算:
- A:(1+1)/1=2
- B:(1+2)/2=3/2
- C:(1+3)/3=4/3
最终结果,会把这个请求交给得出运算结果最小的服务器。最少队列调度(Never Queue 简写’nq’):永不使用队列。如果有Real Server的连接数等于0,则直接把这个请求分配过去,不需要在排队等待运算了(sed运算)。
八、搭建Keepalived+Lvs+Nginx高可用集群负载均衡
如果原先服务器上配置了LVS+nginx需要清空ipvsadm中的配置
ipvsadm -C
如果配置了Keepalived+Nginx双主集群也需要去除掉Keepalived中原先的配置,按照的后文进行配置
使用keepalived配置Master LVS
在LVS的机器上安装keepalived
修改keepalived的配置
global_defs {router_id keep_151}vrrp_instance VI_1 {state MASTERinterface ens33virtual_router_id 41priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.1.150}}#配置集群访问的ip+端口,端口和nginx保持一致virtual_server 192.168.1.150 80{#健康检查的时间,单位:秒delay_loop 6#配置负载均衡的算法,默认的轮询lb_algo rr#设置LVS的模式 NAT|TUN|DRlb-kind DR#设置会话持久化的时间persistence_timeout 5#协议protocol TCP#配置负载均衡的真实服务器,也就是nginx节点的具体的ip地址real_server 192.168.1.171 80{#轮询权重配比weight 1#设置健康检查TCP_CHECK {#检查80端口connect_port 80#超时时间connect_timeout 2#重试次数nb_get_retry 2#重试间隔时间delay_before_retry 3}}real_server 192.168.1.171 80{weight 1TCP_CHECK {connect_port 80connect_timeout 2nb_get_retry 2delay_before_retry 3}}}
启动/重启keepalived
systemctl restart keepalived
使用keepalived配置Backup LVS
配置在备用机上
global_defs {router_id keep_152}vrrp_instance VI_1 {state BACKUPinterface ens33virtual_router_id 41priority 50advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.1.150}}#配置集群访问的ip+端口,端口和nginx保持一致virtual_server 192.168.1.150 80{#健康检查的时间,单位:秒delay_loop 6#配置负载均衡的算法,默认的轮询lb_algo rr#设置LVS的模式 NAT|TUN|DRlb-kind DR#设置会话持久化的时间persistence_timeout 5#协议protocol TCP#配置负载均衡的真实服务器,也就是nginx节点的具体的ip地址real_server 192.168.1.171 80{#轮询权重配比weight 1#设置健康检查TCP_CHECK {#检查80端口connect_port 80#超时时间connect_timeout 2#重试次数nb_get_retry 2#重试间隔时间delay_before_retry 3}}real_server 192.168.1.171 80{weight 1TCP_CHECK {connect_port 80connect_timeout 2nb_get_retry 2delay_before_retry 3}}}
