使用Keepalived来构建高可用的负载均衡集群，使VIP可以平滑迁移到另一台服务器上，并且Nginx的服务也可以随之进行无感知的切换。

单点Nginx负载均衡器本身就有天然的故障隐患，如果某个服务进程崩溃或者某台服务器宕机了的话，那么所有的流量入口都会受到影响。为了解决这个问题，可以采用Keepalived来搭建一个双机热备系统，利用VRRP协议在各节点之间协商虚拟路由的状态，把虚拟IP地址（VIP）绑定到当前的主节点上。当主节点出现异常的时候，备用节点会在几秒钟之内完成对VIP的接管，从而对外提供透明的服务地址切换功能。

Nginx是七层负载均衡器，和Keepalived一起使用可以互相补充：Keepalived做IP层的高可用，Nginx做应用层的流量分配，二者合起来就是一个完整的、高可用的负载均衡集群。

环境规划

所有系统都使用CentOS 7.x和内核3.10+。

Keepalived安装与核心配置

两个节点都进行了安装：

yum install -y keepalived nginx

Master节点 /etc/keepalived/keepalived.conf 核心配置：

global_defs {
   router_id LVS_DEVEL_01
   script_user root
   enable_script_security
}

vrrp_script chk_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
    interval 2
    timeout 1
    fall 2
    rise 1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.10.100/24 dev eth0
    }
    track_script {
        chk_nginx
    }
    notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
    notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
    notify_fault  "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}

备份节点和主节点的区别只有state BACKUP和priority 100两个参数不同，其他都相同。

Nginx健康检查脚本

VIP漂移需要能够正确地判断出Nginx的状态，因此要编写一个名为/etc/keepalived/check_nginx.sh的文件

#!/bin/bash
counter=$(ps -C nginx --no-heading | wc -l)
if [ "${counter}" = "0" ]; then
    systemctl start nginx
    sleep 2
    counter=$(ps -C nginx --no-heading | wc -l)
    if [ "${counter}" = "0" ]; then
        systemctl stop keepalived
    fi
fi

当发现没有运行着Nginx的时候就会去启动它，如果启动不成功的话就会把Keepalived关掉并且让VIP漂移到备用服务器上。

授予执行权

chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh
chmod +x /etc/keepalived/notify.sh

Nginx负载均衡配置

在 /etc/nginx/nginx.conf 文件中设置 upstream 和反向代理配置：

upstream backend_pool {
    least_conn;
    server 192.168.10.201:8080 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.10.202:8080 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;
}

server {
    listen 80;
    server_name _;

    location / {
        proxy_pass http://backend_pool;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_connect_timeout 3s;
        proxy_read_timeout 10s;
    }
}

least_conn 策略把请求分发给连接数最少的后端服务器，适用于长连接的情况；而 max_fails 和 fail_timeout 一起用来做被动的健康检测。

状态变更通知机制

当用户身份发生改变的时候，notify.sh 会发出警报或者把信息记录下来：

#!/bin/bash
case "$1" in
    master)
        echo "$(date '+%F %T') [INFO] Transitioned to MASTER state, VIP active" >> /var/log/keepalived/state.log
        # 可扩展：调用webhook推送企业微信/钉钉告警
        ;;
    backup)
        echo "$(date '+%F %T') [INFO] Transitioned to BACKUP state, VIP released" >> /var/log/keepalived/state.log
        ;;
    fault)
        echo "$(date '+%F %T') [ERROR] Entered FAULT state" >> /var/log/keepalived/state.log
        ;;
esac

验证与故障演练

正常状态验证：

# 在Master节点确认VIP已绑定
ip addr show eth0 | grep 192.168.10.100

# 从客户端持续访问VIP
curl -I http://192.168.10.100

故障切换试验：

# 在Master节点手动终止Nginx
systemctl stop nginx
# 观察check脚本是否尝试拉起，拉起失败后Keepalived停止
# 在Backup节点验证VIP已漂移
ip addr show eth0 | grep 192.168.10.100
# 客户端curl请求应无感知中断（短暂超时后恢复）

**恢复测试：**​ 重启Master节点的Keepalived与Nginx后，由于priority更高，VIP将重新抢占回来。若需禁用抢占（适用于状态同步场景），在vrrp_instance中添加 nopreempt 参数。

关键参数调优建议

• advert_int：VRRP通告间隔，默认1秒。网络稳定环境可调至0.5秒加快故障检测，但会增加网络开销。
• vrrp_script interval：健康检查间隔，2秒为平衡点，过短增加系统负载，过长延长故障发现时间。
• preempt_delay：抢占延迟，防止网络抖动导致频繁切换。
• 单播模式：多播受网络限制时，配置 unicast_src_ip 与 unicast_peer 改用单播通信。

常见问题排查

总结

Keepalived和Nginx一起使用可以以很小的成本实现负载均衡层的高可用性，VRRP协议保证IP层面的快速故障转移，健康检查脚本把应用状态和集群决策联系起来，通知机制提供了可观测性。在实际的生产环境中要根据业务特点来调整检测频率、抢占策略以及后端的健康检查参数，在变更窗口进行故障演练来验证切换时间。该架构还可以扩展成LVS+Keepalived四层方案或者引入etcd来进行配置动态同步从而形成一个完整的流量治理闭环。