Nginx 负载均衡 + Keepalived 高可用部署教程

一、目标

在两台 Ubuntu 24.04 服务器上部署一套高可用入口架构：

• 两台 Nginx 互为备份，通过 Keepalived 维护一个 VIP
• VIP 始终在主节点上，主节点挂了，VIP 自动漂移到备节点
• 用户只访问 VIP，感知不到后端切换
• 后端挂掉时，Nginx 自动把请求转到健康的后端

二、环境信息

• VIP：192.168.136.200/24
• 后端服务：Ech0（轻量开源社区系统，Docker 部署）

三、架构图

                    ┌─────────────────┐
                    │   用户请求       │
                    └────────┬────────┘
                             │
                    ┌────────▼────────┐
                    │   VIP            │
                    │  192.168.136.200 │
                    └────────┬────────┘
                             │
              ┌──────────────┴──────────────┐
              │                             │
     ┌────────▼────────┐          ┌────────▼────────┐
     │  Nginx Master   │          │  Nginx Backup   │
     │  192.168.136.134 │          │  192.168.136.155 │
     │  (Keepalived)   │          │  (Keepalived)   │
     └────────┬────────┘          └────────┬────────┘
              │                             │
              └──────────────┬──────────────┘
                             │
              ┌──────────────┴──────────────┐
              │                             │
     ┌────────▼────────┐          ┌────────▼────────┐
     │  Ech0 实例 1     │          │  Ech0 实例 2     │
     │  134:6277        │          │  155:6277        │
     └─────────────────┘          └─────────────────┘

四、部署步骤

第 1 步：基础环境准备（两台都做）

sudo apt update && sudo apt upgrade -y
sudo apt install -y nginx keepalived

nginx -v
keepalived --version
ip addr | grep ens33

⚠️ 注意：apt upgrade 时可能弹出键盘布局和字符集选择。终端不支持图形对话框时，用键盘选：布局选 34（English UK），字符集选 14（Latin1）。

第 2 步：配置 Nginx 负载均衡（两台一样）

sudo rm -f /etc/nginx/sites-enabled/default
sudo vim /etc/nginx/conf.d/lb.conf

写入以下内容：

upstream backend {
    ip_hash;

    server 192.168.136.134:6277 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.136.155:6277 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=30s;

    keepalive 32;
}

server {
    listen 80;
    server_name _;
    client_max_body_size 200m;

    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;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;

        proxy_next_upstream error timeout http_502 http_503 http_504;
        proxy_connect_timeout 5s;
        proxy_read_timeout 60s;

        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";
    }

    location /health {
        access_log off;
        return 200 "OK\n";
    }
}

参数说明：

• ip_hash：同一客户端固定访问同一后端，解决会话保持问题
• max_fails=3 fail_timeout=30s：连续失败 3 次标记为不可用，30 秒后重新探测
• proxy_next_upstream：后端返回 502/503/504 或超时，自动转下一个后端
• keepalive 32：与后端保持 32 个长连接，减少握手开销

验证并重启：

sudo nginx -t
sudo systemctl restart nginx
curl http://192.168.136.134/health   # 应返回 OK

第 3 步：配置 Keepalived

server1（主节点）：

sudo vim /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {
    router_id nginx_master
    enable_script_security
    script_user root
}

vrrp_script check_nginx {
    script "/usr/bin/killall -0 nginx"
    interval 2
    weight -20
    fall 2
    rise 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1

    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {
        192.168.136.200/24
    }

    track_script {
        check_nginx
    }
}

server2（备节点），只有三处不同：

global_defs {
    router_id nginx_backup      # 不同
    enable_script_security
    script_user root
}

vrrp_script check_nginx {
    script "/usr/bin/killall -0 nginx"
    interval 2
    weight -20
    fall 2
    rise 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP                # 不同
    interface ens33
    virtual_router_id 51        # 必须一致
    priority 90                 # 不同
    advert_int 1

    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {
        192.168.136.200/24
    }

    track_script {
        check_nginx
    }
}

参数说明：

• state：初始角色，MASTER / BACKUP
• virtual_router_id：VRRP 组 ID，两台必须一致
• priority：优先级，主节点高、备节点低，决定谁是 MASTER
• advert_int 1：每秒发一次心跳
• authentication：VRRP 认证密码，两台必须一致
• vrrp_script：每 2 秒检测 Nginx 进程，连续失败 2 次降权 20

启动并设置开机自启：

sudo systemctl enable keepalived
sudo systemctl restart keepalived
sudo systemctl status keepalived

⚠️ 注意：Ubuntu 24.04 默认只带 keepalived.conf.sample，没有 keepalived.conf，需要手动创建。

第 4 步：部署后端 Ech0（两台都做）

docker run -d \
  --name ech0 \
  --restart unless-stopped \
  -p 6277:6277 \
  -v /opt/ech0/data:/app/data \
  -e JWT_SECRET="请替换为强密钥" \
  sn0wl1n/ech0:latest

验证：

curl -I http://localhost:6277
# 应返回 200 OK，X-Powered-By: Ech0/5.7.0

第 5 步：接入 Nginx

确认 upstream 里的端口与 Ech0 一致（默认 6277），重载 Nginx：

sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx

五、验证

5.1 验证 VIP 漂移

查看当前 VIP 位置：

ip addr show ens33 | grep 192.168.136.200

预期：server1 上能看到 VIP，server2 上看不到。

模拟主节点故障：

# 在 server1 上停掉 keepalived
sudo systemctl stop keepalived

再次查看 VIP：

# 在 server2 上执行
ip addr show ens33 | grep 192.168.136.200

预期：VIP 出现在 server2 上。

恢复主节点：

# 在 server1 上启动 keepalived
sudo systemctl start keepalived

预期：VIP 回到 server1。

5.2 验证负载均衡

for i in {1..6}; do curl -I -s http://192.168.136.200 | head -1; done

如果配置的是 ip_hash，同一客户端会固定访问同一后端；如果配置的是 least_conn，请求会在两个后端间轮询。

5.3 验证后端故障转移

停掉一个后端：

# 在 server2 上执行
docker stop ech0

访问 VIP：

curl -I http://192.168.136.200

预期：仍然返回 200 OK，请求自动转到 server1。

恢复后端：

docker start ech0

六、常见问题

Q1：keepalived.conf 不存在

Ubuntu 24.04 默认只带 .sample 文件，手动创建 keepalived.conf 即可。

Q2：apt upgrade 弹交互界面

终端不支持图形对话框时，用键盘选：布局选 34（English UK），字符集选 14（Latin1）。

Q3：VIP 漂移后账号丢失

这是有状态服务的数据不共享问题。两台后端各自存数据，切换后会话不保留。解决方案：

• 短期：用 ip_hash 让同一用户固定访问同一后端
• 长期：换支持外部数据库的服务（如 WordPress + MySQL），或引入 Redis 存 session

Q4：Nginx 后端故障转移不生效

检查 proxy_next_upstream 是否包含 error、timeout、http_502、http_503、http_504，以及 max_fails、fail_timeout 是否配置正确。

七、关键配置文件速查

八、常用运维命令

# 查看 VIP 位置
ip addr show ens33 | grep 192.168.136.200

# 重载 Nginx
sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx

# 重启 Keepalived
sudo systemctl restart keepalived

# 查看 Keepalived 状态
sudo systemctl status keepalived

# 查看 Keepalived 日志
sudo journalctl -u keepalived -n 30 --no-pager

# 查看后端容器
docker ps | grep ech0

# 停 / 启后端
docker stop ech0
docker start ech0

# 连续访问 VIP 测试
for i in {1..6}; do curl -I -s http://192.168.136.200 | head -1; done

九、注意事项

• virtual_router_id 和 auth_pass 两台必须一致，否则 VRRP 无法通信
• priority 主节点必须高于备节点
• 后端服务的数据不共享，切换时会话会丢失，这是架构层面的限制
• VIP 只适合同局域网，跨机房需要 DNS 或 GSLB