40.Nginx 集群概念

Nginx 可以实现负载均衡，那么 Nginx 本身能否实现负载均衡呢？当然可以，本文就来讲解下 Nginx 如何实现高可用。

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使用单台 Nginx 服务存在的问题

之前我们讲过，Nginx 可以实现负载均衡，将请求分发到服务器集群上：

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但这种结构有个问题：如果 Nginx 服务宕机了，那么用户就不能访问了服务了，毕竟谁也不能包装 Nginx 能一直运行下去，可能有突发的情况，例如内存爆了，CPU 超高，硬盘坏了，网络断了。。。

为此，我们可以搭建 Nginx 集群，这样即使某一台 Nginx 宕机了，也还有另一台 Nginx 提供服务，架构如下：

​​​​ ‍ 架构说明：

1. 我们准备两台 Linux 服务器，然后分别搭建 Nginx，以实现 Nginx 集群
2. 在有 2 台服务器，分别搭建 Tomcat，以实现 Tomcat 集群
3. 每台 Nginx 会对两个 Tomcat 服务实现负载均衡
4. 用户访问一个虚拟的 IP，然后通过某个软件分发到 Nginx 集群中的每一台服务器上（例如 keepalived ）

顺便介绍下冷备、热备等概念：

1. 由于我们从单机扩展到了集群，我们可以称其他服务器为最开始那台服务器的备份（backup），也叫备份服务器、从服务器，最开始的那台服务器称为主服务器
2. 冷备就是指，备份服务器是关机的，当主服务器宕机后，冷备服务器会自动开机，然后会自动切换为使用冷备服务器，并且此时冷备服务器就相当于主服务器了。这种方式也叫主备、主从方式。
3. 冷备和热备，可以统称为主备、主从方式。
4. 双活：也叫双主，两台服务器都是活动的，都会处理请求。
5. 多活：多台服务器都是活动的，都会处理请求。

具体采用以上哪种集群方式，得看实际情况讨论，笔者负责的一个系统访问量比较高，有 4 个 Nginx 服务器，4 个 Tomcat 服务器，采用多活的方式。 ‍ 接下来我们就试试主从集群搭建和双主集群搭建。 ‍

什么是 Keepalived

Keepalived 能做什么？简单来说就是安装后，可以配置其监控一些软件的状态，当有软件宕机后可以配置切换到另外一台软件等。而在故障节点恢复正常后，Keepalived 又可以自动将该服务节点重新加入集群中。

可以理解为启动一个路由的作用（相当于路标，告诉人们怎么走；在计算机中可以理解为告诉请求应该发到哪里） ‍ 比如 Keepalived + Nginx 可以实现这样的效果：

1. 两台服务器上安装了 Nginx，然后再安装 Keepalived
2. 配置 Keepalived
3. 当有一台 Nginx 宕机后，自动切换到另一台上 ‍ 顺便说说虚拟 IP 的概念，可以理解为是一个虚拟的网卡，我们发送请求给这个 IP，它会根据配置情况分发到具体的 IP 上。Keepalived 实现切换的原理也是根据修改这个路由来实现的。

准备工作

为了模拟高可用，我们需要准备如下

1. 两台 Nginx 服务器
2. 分别安装 Keepalived
3. 虚拟 IP

为了方便，我们这里仅仅演示用虚拟 IP 访问 Nginx 服务器，就不用 Tomcat 服务器了，并且重置下 Nginx 的配置文件，实得访问 Nginx 后访问的是首页。 ‍ 如果你使用 VirtualBox 或者 VMWare，可以通过复制的方式来搭建另一台服务器，省不少功夫。如果你会 Docker，则更方便了。注意，如果是云主机等，可能不能创建虚拟 IP ‍ 这里说下我的环境，方便后期的讲解

服务器 1：IP 地址 192.168.2.242

服务器 2：IP 地址 192.168.2.138

由于我使用的是复制的方式，因此两台服务器都已经安装好了

为了区分两个 Nginx，我们给每个 Nginx 的首页加上一些字，这样看到页面我们就知道访问的是哪个 Nginx 了： ‍ 在 192.168.2.242 上执行：

echo 192.168.2.242 >> /opt/nginx/html/index.html 

‍ 在 192.168.2.138 上执行：

echo 192.168.2.138 >> /opt/nginx/html/index.html 

然后分别安装 Keepalived。为了方便，这里直接用 yum 命令安装

yum -y install keepalived

安装后的位置：/etc/keepalived/​，并且里面有个配置文件 keepalived.conf​：

cd /etc/keepalived/
ll
-rw-r--r--. 1 root root 3598 10月  1 2020 keepalived.conf

后续我们配置主要就是修改这个文件。 ‍