nginx+keepalived+consul 实现高可用集群

继 负载均衡 之 nginx+consul+consul template，我这次将使用2台虚拟机，来做一个简单的双机负载均衡试验。

试验目标：

1. 当参加负载均衡的子节点服务，有任何其中一个或多个停止工作，总服务还能正常工作；

2. 当两台机子，其中有一台关机了，总服务还能正常工作；

3. 其中一台关机之后，重启，能自动加入负载均衡；

3. 当两台都关机了，总服务停止工作（如果还能工作，那就是见鬼了！）

试验准备：

2台虚拟机:

192.168.40.128 (ubuntu 16.04)

192.168.40.129 (ubuntu 16.04)

试验开始如下：

1. 两台机子分别安装keepalived

sudo apt-get install libssl-dev
sudo apt-get install openssl
sudo apt-get install libpopt-dev

sudo apt-get install keepalived

192.168.40.128 (ubuntu 16.04)配置为备用机：

sudo vim /etc/keepalived/keepalived.conf

内容:

vrrp_instance VI_1 {
   state BACKUP
   interface ens33 #ifconfig确定
   virtual_router_id  #路由器标识，MASTER和BACKUP必须是一致的
   priority  #定义优先级，数字越大，优先级越高，在同一个vrrp_instance下，MASTER的优先级必须大于BACKUP的优先级。这样MASTER故障恢复后，就可以将VIP资源再次抢回来
   advert_int
   authentication {
       auth_type PASS
       auth_pass
   }
   virtual_ipaddress {
       192.168.40.100 # 虚拟ip
   }
}

192.168.40.129 (ubuntu 16.04)配置为主机：

sudo vim /etc/keepalived/keepalived.conf

内容:

vrrp_instance VI_1 {
   state MASTER
   interface ens33 #ifconfig确定
   virtual_router_id 51 #路由器标识，MASTER和BACKUP必须是一致的
   priority 100 #定义优先级，数字越大，优先级越高，在同一个vrrp_instance下，MASTER的优先级必须大于BACKUP的优先级。这样MASTER故障恢复后，就可以将VIP资源再次抢回来
   advert_int 1
   authentication {
       auth_type PASS
       auth_pass 123456
   }
   virtual_ipaddress {
       192.168.40.100 # 虚拟ip
   }
}

两台机子共用一个虚拟IP 192.168.40.100， 在生产环境中应该是一个域名

分别开启 keepalived

sudo service keepalived start

查看

sudo servicv keepalived status

2. 两台机子都安装nginx，这些我就不详说了

3. 两台机子都安装consul，以及 consul-template, 也不详说，具体看负载均衡 之 nginx+consul+consul template

4. 两台机子分别配置3个试验站点：

server {
    listen ;
    root /www/static-web/site1;
    index index.html;
}

server {
    listen ;
    root /www/static-web/site2;
    index index.html;
}

server {
    listen ;
    root /www/static-web/site3;
    index index.html;
}

html的内容随便写点，能区别就好

试访问一下：

192.168.40.128:8010

192.168.40.128:8020

192.168.40.128:8030

192.168.40.129:8010

192.168.40.129:8020

192.168.40.129:8030

这些我是将一个站点，放在两台机子，每台机子布署3个站点，一共6个子节点服务来做负载均衡

5. 分别配置服务注册文件：

{
  "encrypt": "k4NEAxg594DeOEjIs/FYBw==",
 "services": [
      {
      "id": "api4",
      "name": "MasterService",
      "tags": [ "ApiService" ],
      "address": "192.168.40.129",
      "port": ,
      "checks": [
        {
          "id": "ApiServiceD_Check",
          "name": "ApiServiceD_Check",
          "http": "http://192.168.40.129:8010",
          "interval": "10s",
          "tls_skip_verify": false,
          "method": "GET",
          "timeout": "1s"
        }
      ]
    },
    {
      "id": "api5",
      "name": "MasterService",
      "tags": [ "ApiService" ],
      "address": "192.168.40.129",
      "port": ,
      "checks": [
        {
          "id": "ApiServiceE_Check",
          "name": "ApiServiceE_Check",
          "http": "http://192.168.40.129:8020",
          "interval": "10s",
          "tls_skip_verify": false,
          "method": "GET",
          "timeout": "1s"
        }
      ]
    },
    {
      "id": "api6",
      "name": "MasterService",
      "tags": [ "ApiService" ],
      "address": "192.168.40.129",
      "port": ,
      "checks": [
        {
          "id": "ApiServiceF_Check",
          "name": "ApiServiceF_Check",
          "http": "http://192.168.40.129:8030",
          "interval": "10s",
          "tls_skip_verify": false,
          "method": "GET",
          "timeout": "1s"
        }
      ]
    }
  ]
}

配置consul-template模板：

upstream masterservice {
   {{range service "MasterService"}}
    server {{.Address}}:{{.Port}} max_fails= fail_timeout= weight=;
     {{else}}server 127.0.0.1:; # force a {{end}}
} 

server {
        listen       ;
        location / {
            proxy_pass   http://masterservice;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection keep-alive;
            proxy_set_header Host $http_host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_cache_bypass $http_upgrade;

        }

  }

6. 192.168.40.128 执行：

consul agent -server -ui -bootstrap-expect=2 -data-dir=/tmp/consul -node=consul-1 -client=0.0.0.0 -bind=192.168.40.128 -datacenter=dc1 -config-dir=/consul/balanceload &

consul-template --consul-addr 192.168.40.128:8500 --template "/consul/template/nginx.ctmpl:/consul/template/vhost.conf:service nginx restart" --log-level=info &

192.168.40.128 执行：

consul agent -server -ui -bootstrap-expect=2 -data-dir=/tmp/consul -node=consul-2 -client=0.0.0.0 -bind=192.168.40.129 -datacenter=dc1 -config-dir=/consul/balanceload -join 192.168.40.128 &

consul-template --consul-addr 192.168.40.129:8500 --template "/consul/template/nginx.ctmpl:/consul/template/vhost.conf:service nginx restart" --log-level=info &

注意consul 服务注册的一些问题

这里存储着consul 主机，远程机的注册密钥和运行快照，因为下次再次启动consul时，之前的配置不会丢失

7. 检查consul 成员

consul members

consul info

可以看到，两台机的consul服务已经形成集群，129这台是follower, 128是leader

8. 现在访问那个虚拟VIP，加上nginx模板配置的8088端口： 192.168.40.100:8088

一次次刷新：

nginx test on 128i am 128:8010

nginx test on 128i am 128:8020

nginx test on 128i am 128:8030

nginx test on 129i am 129:8010

nginx test on 129i am 129:8020

nginx test on 129i am 129:8030

可以看到， 192.168.40.100:8088, 轮询的去访问2台机6个站点

我们也可以看到模板文件生成的结果：

upstream masterservice {

    server 192.168.40.128: max_fails= fail_timeout= weight=;

    server 192.168.40.128: max_fails= fail_timeout= weight=;

    server 192.168.40.128: max_fails= fail_timeout= weight=;

    server 192.168.40.129: max_fails= fail_timeout= weight=;

    server 192.168.40.129: max_fails= fail_timeout= weight=;

    server 192.168.40.129: max_fails= fail_timeout= weight=;

} 

server {
        listen       ;
        location / {
            proxy_pass   http://masterservice;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection keep-alive;
            proxy_set_header Host $http_host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_cache_bypass $http_upgrade;

        }

  }

9. 试关掉一个站点  192.168.40.128:8010

192.168.40.100:8088 正常工作，只是轮询时少了 192.168.40.128:8010

模板生成的结果：

upstream masterservice {

    server 192.168.40.128: max_fails= fail_timeout= weight=;

    server 192.168.40.128: max_fails= fail_timeout= weight=;

    server 192.168.40.129: max_fails= fail_timeout= weight=;

    server 192.168.40.129: max_fails= fail_timeout= weight=;

    server 192.168.40.129: max_fails= fail_timeout= weight=;

} 

server {
        listen       ;
        location / {
            proxy_pass   http://masterservice;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection keep-alive;
            proxy_set_header Host $http_host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_cache_bypass $http_upgrade;

        }

  }

10. 把 128 的 consul 服务关掉

129那边得知128的consul 节点离开了，会将自己推选为leader

访问一下http://192.168.40.100:8088/

还是能正常工作

nginx test on 129i am 129:8010

nginx test on 129i am 129:8020

nginx test on 129i am 129:8030

只是再看不到128

11. 把128的consul服务开回来

这时，128和129并不能一起推选出leader。也就是说128并没有加入集群。这时候需要 -rejoin 。表示重新加入集群。重新推选出了leader。

12.把128的机子关机

这时，129那边一直报

找不到128，129也处于候选人状态，这个consul服务挂掉了，也就是说只有2台服务器形成一个consul集群，其中一个意外挂掉了，只留下一个节点，它是无法再推送出leader。活着的那个节点，只能处于候选人状态。

13.做到这里，终于明白 consul官网为何建议一个consul集群，至少要有3个服务节点。

那么使用consul来做双机负载均衡和服务发现，是不行，必须至少要三机。于是我再安装多一个虚拟机。192.168.40.130

安装了跟前两台一样的软件和相关配置。

访问192.168.40.100:8088

可以看到负载均衡的成员多了130

3台机推送了130为leader

暴力地把130给关机了

看看129，128的反应

可以看这里报了很多消息

1. keepalived重新选举 master

2. consul重新选举 leader：consul-1 128那台成了新的老大

3. consul-template 自动更新nginx 配置，并重启

再看看consul members:

130的consul是一个失败状态，这跟离开状态是不一样的，所以consul集群也是会不放弃地继续呼叫130 回家。

这时访问192.168.40.100:8088，会发现负载均衡的成员，只有6个。

14. 让130回家

直接把130那台机子开机

consul又恢复了3个节点，leader依然是 consul-1

总结：至此，高可用集群搭建的研究告一段落了。中间踩地了不少坑，也有不少的疑惑，总之自己走过一遍是必须的。

如此，我们的网站服务器是可以无限扩展的。