深入解析：Nginx+Keepalived实现双机热备架构-EW帮帮网

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开篇语

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前言

在上期的内容中，我们详细讲解了 Nginx 的负载均衡配置和高可用性方案，包括反向代理、健康检查、动态负载均衡等特性。然而，仅仅依赖单台 Nginx 的部署方案存在单点故障（Single Point of Failure, SPOF）的风险，一旦 Nginx 节点发生宕机，整个系统的访问将受到影响。

为了解决这一问题，本期我们将深入探讨如何使用 Nginx + Keepalived 实现双机热备，以增强系统的高可用性和可靠性。我们将从基本概念入手，逐步介绍架构设计、安装配置、实战案例以及优缺点分析，帮助您轻松构建高效稳定的双机热备系统。

摘要

Nginx 是一种高性能的 HTTP 和反向代理服务器，而 Keepalived 是一款强大的高可用性解决方案工具。通过将二者结合，可以实现 Nginx 的双机热备，确保服务的高可用性。在这篇文章中，我们将介绍 Nginx+Keepalived 的工作原理、配置步骤以及实际应用案例，并探讨其在生产环境中的适用场景和潜在优化方案。

概述

什么是双机热备？

双机热备 是一种高可用性架构设计，指两台主机（通常为同一角色的服务器）通过某种机制保持一种主备关系，主机负责实际的业务处理，备机处于热备状态（实时同步主机状态），在主机发生故障时，备机可以迅速接管主机的业务，从而保证服务不中断。

为什么选择 Nginx + Keepalived？

Nginx：作为负载均衡器和反向代理服务器，Nginx 提供了卓越的性能，但本身不支持双机热备。
Keepalived：通过虚拟路由冗余协议（VRRP）实现 IP 的漂移（即虚拟 IP 的动态分配），可实现双机热备的切换功能。

二者结合可以有效地解决单点故障问题，同时提供高性能和高可用的服务。

本文目标

理解 Nginx+Keepalived 的工作原理和架构设计
掌握配置步骤和实战案例
探讨其适用场景、优缺点及优化方向

架构设计与原理

Nginx+Keepalived 双机热备架构的核心思想是通过 Keepalived 提供的 VRRP 协议实现 VIP（虚拟 IP） 的动态漂移。当主服务器发生故障时，VIP 自动切换到备服务器，用户无感知。

架构示意图

        +-------------------+          +-------------------+
        |                   |          |                   |
        |   Nginx 主节点    |          |   Nginx 备节点    |
        |   192.168.1.101   |          |   192.168.1.102   |
        |                   |          |                   |
        +-------------------+          +-------------------+
                  |                              |
                  +----------------+-------------+
                                   |
                            虚拟IP (VIP)
                             192.168.1.100
                                   |
                          客户端通过VIP访问

工作原理

VRRP 协议：
Keepalived 基于 VRRP 协议定义主备节点的状态。主节点持续发送心跳信号给备节点，一旦备节点检测不到主节点的信号，就会立即将 VIP 接管，提供服务。
VIP（虚拟 IP）漂移：
VIP 是用户访问的统一入口，通过 Keepalived 动态分配给主机或备机，确保用户的访问不受影响。
Nginx 提供服务：
无论 VIP 漂移到哪个节点，Nginx 都会持续提供反向代理和负载均衡服务。

环境准备

系统与软件环境

操作系统：CentOS 7
软件版本：
- Nginx 1.18+
- Keepalived 2.0+

基础网络配置

主服务器 IP：192.168.1.101
备服务器 IP：192.168.1.102
虚拟 IP（VIP）：192.168.1.100

实战：Nginx + Keepalived 双机热备配置

第一步：安装 Nginx 和 Keepalived

在两台服务器上分别安装 Nginx 和 Keepalived。

安装 Nginx

sudo yum install -y epel-release
sudo yum install -y nginx
systemctl enable nginx
systemctl start nginx

安装 Keepalived

sudo yum install -y keepalived
systemctl enable keepalived

第二步：配置 Nginx

确保两台服务器上的 Nginx 配置一致。

编辑 Nginx 配置文件

sudo vim /etc/nginx/nginx.conf

添加以下内容（反向代理为示例）：

http {
    upstream backend {
        server 192.168.1.201:8080;
        server 192.168.1.202:8080;
    }

    server {
        listen 80;
        server_name 192.168.1.100; # 虚拟 IP

        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

保存后重启 Nginx：

sudo systemctl restart nginx

第三步：配置 Keepalived

主节点配置（192.168.1.101）

编辑主节点的 Keepalived 配置文件：

sudo vim /etc/keepalived/keepalived.conf

配置内容如下：

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0 # 主网卡名称
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}

备节点配置（192.168.1.102）

编辑备节点的配置文件：

sudo vim /etc/keepalived/keepalived.conf

配置内容如下：

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}

启动 Keepalived

在两台服务器上分别启动 Keepalived：

sudo systemctl start keepalived

第四步：验证配置

VIP 验证：
在主节点上，执行 ip addr，可以看到 VIP（192.168.1.100）已经绑定到主节点。
故障模拟：
停止主节点的 Keepalived 服务：
```
sudo systemctl stop keepalived
```
然后在备节点上查看 VIP 是否已经漂移到备节点：
```
ip addr
```
Nginx 服务验证：
在客户端访问 http://192.168.1.100，确保服务正常。

应用场景案例

企业级高可用系统
用于保障 Web 应用服务的持续可用性，例如企业门户网站、API 服务等。
电子商务平台
保障在线交易的高可靠性，防止单点故障导致的交易中断。
负载均衡与灾备系统
在大流量场景下，通过 Nginx 实现负载均衡，同时通过 Keepalived 提供灾备切换能力。

优缺点分析

优点

高可用性：主备切换迅速，用户无感知。
成本低：基于开源软件，部署成本低。
扩展性强：可以与 Nginx 的负载均衡功能结合使用，进一步增强性能。

缺点

复杂度较高：配置和调试需要一定经验。
单点问题：Keepalived 本身也可能成为单点故障，可通过集群方式解决。

核心配置说明

state：
- 主节点设置为 MASTER，备节点设置为 BACKUP。
priority：
决定主备优先级，数值越大优先级越高。
authentication：
VRRP 协议的认证配置，用于保证主备通信安全。

小结

通过本文的学习，我们详细了解了 Nginx+Keepalived 的工作原理、配置步骤以及验证方式。通过双机热备架构，不仅能够提高服务的可靠性，还能显著增强系统的容灾能力。

总结

Nginx+Keepalived 是构建高可用性架构的经典组合。它通过虚拟 IP 实现主备节点之间的无缝切换，为用户提供了可靠的访问保障。在实际项目中，我们可以结合具体业务需求对架构进行优化，例如配置更复杂的健康检查脚本或使用 Keepalived 集群，进一步提升系统的健壮性。

希望本文能为您的高可用架构设计提供有价值的参考！

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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学习不分先后，知识不分多少；事无巨细，当以虚心求教；三人行，必有我师焉！！！

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