Nginx高性能Web服务器：Nginx HTTP负载均衡和反向代理的配置与优化（第六章）
6.5、Nginx负载均衡服务器的双机高可用
如果将Web服务器集群当作一个城池，那么负载均衡服务器则相当于城门，重要性不言而喻。如果“城门”关闭了，与外界的通道也就掐断了。如果只有一台Nginx负载均衡服务器，当该服务器发生故障时，则会导致整个网站无法访问。因此，我们需要两台以上的Nginx负载均衡服务器，实现故障转移与高可用。
双机高可用一般是通过虚拟IP（也称漂移IP）方式来实现的，基于Linux/Unix的IP别名技术。双机高可用方式目前可分为两种：第一种方式为一台主服务器加一台热备服务器，正常情况下主服务器绑定一个公网虚拟IP，提供负载均衡服务，热备服务器处于空闲状态，当主服务器发生故障时，热备服务器接管主服务器的虚拟IP，提供负载均衡服务；第二种方式为两台负载均衡服务器都处于活动状态，各自绑定一个公网虚拟IP，提供负载均衡服务，当其中一台服务器发生故障时，另一台服务器接管发生故障服务器的虚拟IP。第一种方式较为常见，但始终有一台服务器处于空闲状态，浪费了一台服务器的负载均衡处理能力。第二种方式需要多用一个公网IP，笔者已经在金山游戏官方网站——逍遥网（xoyo.com）线上环境成功使用，能够在正常情况下将两台服务器都用于实际的负载均衡处理。
第一种方式：
（1）www.yourdomain.com域名解析到虚拟ip：61.1.1.2上。
（2）正常情况下，主机61.1.1.4绑定虚拟ip61.1.1.2。
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1
（3）用户访问www.yourdomain.com（虚拟IP 61.1.1.2）实际访问的是主机61.1.1.4，而备机61.1.1.5则处于空闲状态。
（4）如果主机61.1.1.4发生故障，备机61.1.1.5将在几秒钟内接管虚拟IP 61.1.1.2，与自己绑定，并发送ARPing包给IDC的公网网关刷新MAC地址。
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1
（5）这时，用户访问www.yourdomain.com（虚拟IP 61.1.1.2）实际上访问的是备机61.1.1.5，从而实现故障转移与高可用，避免了单点故障。转移过程如图6-8所示。
图6-8 一台主机配一台备机的可用服务方式
另外，第一种方式还可以利用基于VRRP路由协议的Keepalived软件来实现。
第二种方式：
（1）www.yourdomain.com域名通过DNS轮询解析到虚拟IP 61.1.1.2和61.1.1.3上。
（2）正常情况下，服务器①61.1.1.4绑定虚拟IP 61.1.1.2，服务器②61.1.1.5绑定虚拟IP61.1.1.3。其联结与运行方式如图6-9所示。
图6-9 两台负载均衡服务器的高可用服务方式（正常状态）
在服务器①61.1.1.4上执行以下命令：
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1
在服务器①61.1.1.5上执行以下命令：
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.3 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.3 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.3 61.1.1.1
（3）用户访问www.yourdomain.com（虚拟IP 61.1.1.2和61.1.1.3）实际上是根据DNS轮询访问两台负载均衡服务器，两台服务器均处于活动状态。
（4）如果服务器①发生故障，服务器②将在几秒钟内接管服务器①的虚拟IP 61.1.1.2，与自己绑定，并发送ARPing包给IDC的公网网关刷新MAC地址。这时，服务器②同时绑定61.1.1.2和61.1.1.3两个虚拟IP，其联结与运行方式如图6-10所示。
图6-10 其中一台负载均衡服务器发生故障的运行方式
在服务器②61.1.1.5上执行以下命令：
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1
我们可以写两个shell脚本，来实现第二种方式的自动故障转移。
以下代码6-7为脚本1（nginx_ha1.sh），部署在Nginx负载均衡服务器①：
代码6-7
#!/bin/sh
LANG=C
date=$(date -d "today" +"%Y-%m-%d %H:%M:%S")
function_bind_vip1()
{
/sbin/ifconfig eth0:ha1 61.1.1.2 broadcast 219.232.254.255 netmask
255.255.255.192 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:ha1
}
function_bind_vip2()
{
/sbin/ifconfig eth0:ha2 61.1.1.3 broadcast 219.232.254.255 netmask
255.255.255.192 up
/sbin/route add -host 61.1.1.3 dev eth0:ha2
}
function_restart_nginx()
{
kill -USR1 `cat /usr/local/webserver/nginx/nginx.pid`
}
function_remove_vip1()
{
/sbin/ifconfig eth0:ha1 61.1.1.2 broadcast 219.232.254.255 netmask
255.255.255.192 down
}
function_remove_vip2()
{
/sbin/ifconfig eth0:ha2 61.1.1.3 broadcast 219.232.254.255 netmask
255.255.255.192 down
}
function_vip_arping1()
{
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1 > /dev/null 2>&1
}
function_vip_arping2()
{
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.3 61.1.1.1 > /dev/null 2>&1
}
bind_time_vip1="N";
bind_time_vip2="N";
while true
do
httpcode_rip1=`/usr/bin/curl -o /dev/null -s -w %{http_code} http://61.1.1.4`
httpcode_rip2=`/usr/bin/curl -o /dev/null -s -w %{http_code} http://61.1.1.5`
if [ x$httpcode_rip1 == "x200" ];
then
if [ $bind_time_vip1 == "N" ];
then
function_bind_vip1
function_vip_arping1
function_restart_nginx
bind_time_vip1="Y"
fi
function_vip_arping1
else
if [ $bind_time_vip1 == "Y" ];
then
function_remove_vip1
bind_time_vip1="N"
fi
fi
if [ x$httpcode_rip2 == "x200" ];
then
if [ $bind_time_vip2 == "Y" ];
then
function_remove_vip2
bind_time_vip2="N"
fi
else
if [ $bind_time_vip2 == "N" ];
then
function_bind_vip2
function_vip_arping2
function_restart_nginx
bind_time_vip2="Y"
fi
function_vip_arping2
fi
sleep 5
done
在Nginx负载均衡服务器①将脚本驻留后台运行：
nohup /bin/sh ./nginx_ha1.sh 2>&1 > /dev/null &
以下代码6-8为脚本2（server2.sh）,部署在Nginx负载均衡服务器②：
代码6-8
#!/bin/sh
LANG=C
date=$(date -d "today" +"%Y-%m-%d %H:%M:%S")
function_bind_vip1()
{
/sbin/ifconfig eth0:ha1 61.1.1.3 broadcast 219.232.254.255 netmask
255.255.255.192 up
/sbin/route add -host 61.1.1.3 dev eth0:ha1
}
function_bind_vip2()
{
/sbin/ifconfig eth0:ha2 61.1.1.2 broadcast 219.232.254.255 netmask
255.255.255.192 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:ha2
}
function_restart_nginx()
{
kill -USR1 `cat /usr/local/webserver/nginx/nginx.pid`
}
function_remove_vip1()
{
/sbin/ifconfig eth0:ha1 61.1.1.3 broadcast 219.232.254.255 netmask
255.255.255.192 down
}
function_remove_vip2()
{
/sbin/ifconfig eth0:ha2 61.1.1.2 broadcast 219.232.254.255 netmask
255.255.255.192 down
}
function_vip_arping1()
{
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.3 61.1.1.1 > /dev/null 2>&1
}
function_vip_arping2()
{
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1 > /dev/null 2>&1
}
bind_time_vip1="N";
bind_time_vip2="N";
while true
do
httpcode_rip1=`/usr/bin/curl -o /dev/null -s -w %{http_code} http://61.1.1.5`
httpcode_rip2=`/usr/bin/curl -o /dev/null -s -w %{http_code} http://61.1.1.4`
if [ x$httpcode_rip1 == "x200" ];
then
if [ $bind_time_vip1 == "N" ];
then
function_bind_vip1
function_vip_arping1
function_restart_nginx
bind_time_vip1="Y"
fi
function_vip_arping1
else
if [ $bind_time_vip1 == "Y" ];
then
function_remove_vip1
bind_time_vip1="N"
fi
fi
if [ x$httpcode_rip2 == "x200" ];
then
if [ $bind_time_vip2 == "Y" ];
then
function_remove_vip2
bind_time_vip2="N"
fi
else
if [ $bind_time_vip2 == "N" ];
then
function_bind_vip2
function_vip_arping2
function_restart_nginx
bind_time_vip2="Y"
fi
function_vip_arping2
fi
sleep 5
done
在Nginx负载均衡服务器②将脚本驻留后台运行：
nohup /bin/sh ./nginx_ha2.sh 2>&1 > /dev/null &
