双机房双活高可用解决方案

1. 概述

1.1 目标

本方案旨在构建一个高可用、高性能的双机房双活（Active-Active）系统，确保在任何单点故障（如单台服务器宕机、单个机房网络中断）发生时，业务服务不中断，实现无缝故障转移，保障业务连续性。

1.2 设计原则

• 双活负载：正常情况下，两个机房同时对外提供服务，共同分担业务流量。
• 高可用性：通过 Keepalived 实现虚拟 IP（VIP）的自动故障转移，消除单点故障。
• 快速切换：基于 VRRP 协议，故障检测和切换时间控制在秒级。
• 简单可靠：采用成熟稳定的开源组件（Keepalived + Nginx），架构清晰，易于维护。

2. 架构设计

2.1 网络拓扑

                          +------------------+
                          |   外部客户端     |
                          | (通过 DNS 解析) |
                          +--------+---------+
                                   |
                                   | (流量分发)
                                   |
              +--------------------+---------------------+
              |                                          |
+-------------v-------------+              +-------------v-------------+
|        A 机房 (主)         |              |        B 机房 (备)         |
|                           |              |                           |
|  VIP1: 192.168.1.100       |              |  VIP2: 192.168.1.101       |
|  VIP2: 192.168.1.101       |              |  VIP1: 192.168.1.100       |
|                           |              |                           |
|  +---------------------+  |              |  +---------------------+  |
|  |    Nginx Server     |  |              |  |    Nginx Server     |  |
|  |   (192.168.1.10)    |  |              |  |   (192.168.1.11)    |  |
|  |                     |  |              |  |                     |  |
|  |  +---------------+  |  |              |  |  +---------------+  |  |
|  |  |   Keepalived  |  |  |              |  |  |   Keepalived  |  |  |
|  |  +---------------+  |  |              |  |  +---------------+  |  |
|  +----------+----------+  |              |  +----------+----------+  |
|             |             |              |             |             |
+-------------+-------------+              +-------------+-------------+
              |                                          |
              +------------------+-----------------------+
                                 |
                          +------v-------+
                          |   内网核心   |
                          |   交换网络   |
                          +--------------+

2.2 组件说明

3. 详细配置

3.1 Keepalived 配置

A 机房 (192.168.1.10)

# /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id LVS_DEVEL_A
}

# 管理 VIP1 (本机为主)
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100/24
    }
    track_script {
        check_nginx
    }
}

# 管理 VIP2 (本机为备)
vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 52
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.101/24
    }
    track_script {
        check_nginx
    }
}

# 健康检查脚本
vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
    interval 2
    weight -25
    fall 2
    rise 1
}

B 机房 (192.168.1.11)

# /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id LVS_DEVEL_B
}

# 管理 VIP1 (本机为备)
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 {
        192.168.1.100/24
    }
    track_script {
        check_nginx
    }
}

# 管理 VIP2 (本机为主)
vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 52
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.101/24
    }
    track_script {
        check_nginx
    }
}

# 健康检查脚本
vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
    interval 2
    weight -25
    fall 2
    rise 1
}

3.2 健康检查脚本

# /etc/keepalived/check_nginx.sh
#!/bin/bash
# 检查 Nginx 进程
if ! pidof nginx > /dev/null; then
    # 尝试重启
    systemctl restart nginx
    sleep 2
    # 重启失败，返回非0，触发 Keepalived 降低优先级
    if ! pidof nginx > /dev/null; then
        exit 1
    fi
fi
exit 0

权限设置：

chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

3.3 Nginx 配置（两机房一致）

# /etc/nginx/nginx.conf
user nginx;
worker_processes auto;
events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    upstream backend {
        ip_hash;
        server 10.0.1.10:8080;  # 后端应用服务器1
        server 10.0.1.11:8080;  # 后端应用服务器2
        # ... 其他后端服务器
    }

    server {
        listen 80;
        server_name localhost;

        location / {
            proxy_pass http://backend;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
    }
}

4. 启动与验证

4.1 启动服务

# 启动 Nginx
systemctl start nginx
systemctl enable nginx

# 启动 Keepalived
systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived

4.2 验证步骤

1. 检查 VIP：在两台服务器上执行 ip addr show eth0，确认 VIP1 在 A 机房，VIP2 在 B 机房。
2. 测试访问：分别通过 http://192.168.1.100 和 http://192.168.1.101 访问服务，确认均可正常响应。
3. 模拟故障：在 A 机房执行 systemctl stop nginx，观察日志，确认 VIP1 漂移到 B 机房，并可通过 VIP1 访问服务。

5. 注意事项

• 防火墙：确保两机房服务器之间开放 VRRP 协议（IP 协议号 112）和 Keepalived 通信端口。
• 网络延迟：跨机房部署需考虑网络延迟对 VRRP 通信的影响，advert_int 可适当调整。
• DNS 配置：建议将业务域名解析到两个 VIP，实现客户端侧的负载分担。
• 监控告警：对接 Zabbix、Prometheus 等监控系统，实时监控 Keepalived 状态和 VIP 漂移事件。