Ubuntu下配置 keepalived+nginx+tomcat 负载均衡

本文力图阐述在 Ubuntu Server 环境下使用 Keepalived + Nginx + Tomcat 搭建高可用负载均衡环境的操作步骤和简约配置，这里不涉及性能调优。先说一下他们各自扮演的角色：

Tomcat – 应用服务器
Nginx – 反向代理服务器，作为负载均衡器
Keepalived – 用以检测 Nginx 状态，保证高可用

整个环境都在Virtual Box中的虚拟机上完成，以下是要完成此环境需要的软件：

Oracle VM Virtual Box 4.3
Ubuntu Server 14.04
Jdk_1.7.0_60
tomcat-7.0.54
nginx/1.7,1
Keepalived v1.2.7

以下是总体的节点规划，5个节点，IP分配如下：

192.168.1.50 – tomcat 节点，端口 8080
192.168.1.51 – tomcat 节点，端口 8080
192.168.1.52 – tomcat 节点，端口 8080
192.168.1.40 – nginx 节点，端口 80 ，主节点
192.168.1.41 – nginx 节点，端口 80 ，备份节点
192.168.1.44 – 虚拟IP

安装 Virtual box 和 Ubuntu Server

分别到 Oracle 官网和 Ubuntu 官网下载相应的版本，安装 Virtual Box，并新建虚拟机安装 Ubuntu Server。这里Virtual Box 中的网络设置选择“桥接网卡”，启动Ubuntu Server 后，配置IP地址为 192.168.1.50。

01	`sudo` `vi` `/etc/network/interfaces`

修改文件内容为：

# This file describes the network interfaces available on your system

# and how to activate them. For more information, see interfaces(5).

# The loopback network interface

auto lo

iface lo inet loopback

# The primary network interface

auto eth0

#iface eth0 inet dhcp

iface eth0 inet static

address 192.168.1.50

netmask 255.255.255.0

gateway 192.168.1.1

设置DNS

01	`sudo` `vi` `/etc/resolvconf/resolv.conf.d/base`

nameserver 192.168.1.1

nameserver 8.8.8.8

设置完成后重启生效。

安装 JRE 与 Tomcat

1,先到oracle官网下载 jre，以下是 oracle java 下载首页：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html，然后选择相应的版本下载即可。这里选择版本是：server-jre-7u60-linux-x64.tar.gz

2，上传到用户目录下，解压缩

01	`tar` `-xvf server-jre-7u60-linux-x64.tar.gz`

完成后，同目录下会出现文件夹 jdk1.7.0_60

3，创建 /usr/local/java ，然后将jdk目录拷贝过来

sodu mkdir /usr/local/java

sudo cp -r ./jdk1.7.0_60 /usr/local/java/

4，设置环境变量

sudo vi /etc/profile

# 添加一下内容

# java

export JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk1.7.0_60

export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

5，使环境变量生效

01	`source` `/etc/profile`

6，下载 tomcat：http://tomcat.apache.org/download-70.cgi，选择7.0.54 进行下载，解压缩即可。

7，上传应用 load-balance 到 tomcat 的 webapps 目录下。 load-balance只包含一个jsp页面:index.jsp，内容如下：

01	`<%=request.getLocalAddr() %>`

request.getLocalAddr() 获取服务器本机IP地址

8，启动tomcat

01	`apache-tomcat-7.0.54/bin/startup.sh`

查看地址 http://192.168.1.50:8080/load-balance/ 页面正常显示，并输出服务器的IP地址。

创建 51，52，40 节点

利用 Virtual Box 的虚拟机复制功能，将192.168.1.50节点复制三个，然后利用刚刚上面的办法将Ip地址分别修改为 192.168.1.51，192.168.1.51，192.168.1.40。

192.168.1.40 节点留作 nginx 节点。

安装 Nginx 并配置负载均衡

1，在节点 192.168.1.40 上执行安装 nginx，操作如下：

sudo apt-add-repository ppa:nginx/development

sudo apt-get update

sudo apt-get install nginx

nginx启动命令为 sudo /etc/init.d/nginx start 或者 service nginx start

多说几句，以下是对 nginx 的几个参数的说明

start – 启动
stop – 停止
restart – 重启动
reload – 热加载配置文件
status – 查看状态

直接访问 http://192.168.1.40 看看 nginx 是否安装成功

2，配置Nginx 负载均衡

通过命令 sudo vi /etc/nginx/nginx.conf 编辑 nginx 配置文件，在 http 节点中添加如下信息

upstream myserver {

server 192.168.1.50:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=20s;

server 192.168.1.51:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=20s;

server 192.168.1.52:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=20s;

}

server

{

listen 80;

server_name 192.168.1.40;

index index.htm index.html;

root /etc/wwwroot;

location / {

proxy_pass http://myserver;

proxy_next_upstream http_500 http_502 http_503 error timeout invalid_header;

include /etc/nginx/proxy_params;

}

upstream 节点配置负载均衡，后面的myserver 必须与 server 节点中 location 姐弟啊你的 proxy_pass http://myserver保持一致。负载均衡默认采用轮询算法，根据权重将请求分发到不同的后台tomcat节点上。当然也可以设置其他的分发算法，比如ip_hash等。

weight 表示的分发的权重。

server 节点定义服务器信息，server_name 节点为本机的IP地址。

修改完配置后，使用如下命令是配置生效

01	`sudo` `service nginx reload`

3，验证

使用URL: http://192.168.1.40/load-balance 来验证请求是否分发到tomcat节点上，如果配置成功，不停的刷新页面，会发现页面的内容为3个tomcat节点的IP地址交替出现。

停止一个tomcat 节点后，会发现请求不再向此节点转发。重启tomcat节点后，又自动加入负载均衡队伍中。

使用 Keepalived 保证高可用性

nginx 负载均衡虽然提高了性能，但是一个 nginx 节点会成为很容易成带来一个问题，那就是“单点故障”。万一机器挂掉怎么办？如何平滑切换到备份机？ keepalived 可以在主 nginx 节点挂掉时，能自动帮助我们切换到备份节点。这里主要用到一个虚拟IP，即主 nginx 节点和备份 nginx 节点都使用同一个虚拟IP 192.168.1.44，访问的时候，我们通过虚拟IP来访问应用，具体步骤请继续往下（以下操作都在 192.168.1.40 节点上进行，等配置完成后，直接克隆出 192.168.1.41 节点，只需要修改 IP地址和keepalived 的配置文件）。

1，增加虚拟IP

01	`sudo` `ifconfig` `eth0:0 192.168.1.44 netmask 255.255.255.0`

通过 ifconfig 或者 ip a 或者 ip address show eth0 便可以看出此时机器已经有两个IP，如下

adam@vm1:~$ ip a show eth0

2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000

link/ether 08:00:27:b9:3c:f7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

inet 192.168.1.40/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0

valid_lft forever preferred_lft forever

inet 192.168.1.44/32 scope global eth0

valid_lft forever preferred_lft forever

inet6 fe80::a00:27ff:feb9:3cf7/64 scope link

valid_lft forever preferred_lft forever

2，安装 keepalived

01	`sudo` `apt-get` `install` `keepalived`

安装完成 keepalived后，需要手动增加配置文件 /etc/keepalived/keepalived.conf，如下：

vrrp_script chk_nginx {

script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"

interval 2

weight 2

}

global_defs {

notification_email {

}

vrrp_instance VI_1 {

state MASTER

interface eth0

virtual_router_id 51

mcast_src_ip 192.168.1.40

priority 20

advert_int 1

authentication {

auth_type PASS

auth_pass 123456

}

track_script {

chk_nginx

}

virtual_ipaddress {

192.168.1.44

}

这里说一下 keepalived 配置在两台 nginx节点上的区别：

state 不同，MASTER 和 BACKUP
priority 不同，MASTER 要高于 BACKUP
mcast_src_ip 各自nginx服务器的实际IP

除了以上配置外，两台 Nginx 节点上的 keepalived.conf 内容完全相同。

还有 /etc/keepalived/check_nginx.sh 是一个脚本，用来检查 nginx 的状态，大意为如果nginx 进程不存在，则启动 nginx，如果启动不成功，则关闭keepalived。内容如下

#!/bin/bash

A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`

if [ $A -eq 0 ];then

/etc/init.d/nginx start

sleep 3

if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l`-eq 0 ];then

/etc/init.d/keepalived stop

fi

使配置生效

01	`sudo` `service keepalived reload`

3，修改 nginx 的配置，将 server_name 的值由本机IP（192.168.1.40），修改为虚拟IP地址（192.168.1.44），然后使配置生效。

01	`sudo` `service nginx reload`

4，验证，http://192.168.1.44/load-balance 看是否能负载分发到不同的tomcat节点。

5，从 Virtual Box 中复制 192.168.1.40 虚拟机到 192.168.1.41，然后修改 IP地址为 192.168.1.41，再修改 keepalived 配置文件， state 为 BACKUP, mcast_src_ip 为 192.168.1.40，priority 为一个小点值。然后使配置生效。

6，先验证 http://192.168.1.44/load-balance 看是否能访问，成功后， shutdown 掉节点 192.168.1.40，再访问 http://192.168.1.44/load-balance ，看是否能正常访问，如果能正常访问，则成功了。

注：若修改IP后，不能正常访问，重启服务器试试。