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nginx集群架构

Linux集群从功能分类

  1. 高可用集群,高可用集群通常为俩台服务器,一台工作,另一台冗余,当提供服务器的服务器宕机时候,冗余服务器将接替宕机的服务器继续提供服务。实现高可用的集群开源软件有Heatbeat和Keepalived。
  2. 负载均衡集群,需要有一台服务器作为分发器,它负载把用户的请求分发给后端的服务器处理,在负载均衡集群中,除分发器外,就是给用户提供服务的服务器了,这些服务器的数量至少是俩台。实现负载均衡的开源软件有很多,如:LVS,keepalived,Haproxy,Nginx,商业版有F5和Netscaler,商业版的优势在于并发量高,拥有很好的稳定性。

Keepalived的VRRP协议

  Keepalived是通过VRRP协议来实现高可用的,VRRP协议会将多台功能相同的路由器组成一个组,这个组里有一个master角色和N(N>1)个backup角色,master会通过组播的组播的形式向各个backup发送VRRP协议的数据包,当backup不会受到master发来的VRRP数据包时,就会认为master宕机了,就会根据backup的优先级来决定谁是master。

  Keepalived的有三个模块,core,check和VRRP,core模块是keepalived的核心,负责主进程的启动,维护,以及全局配置文件的加载和解析,check模块负责健康检查,VRRP模块用来实现VRRP协议。

集群准备,哈哈,来战

  准备俩台虚拟机,ip为192.168.31.132的主机S-32作为master,ip为192.168.31.139的主机c-39作为backup,俩台虚拟主机同时安装keepalived和nginx。

yum install keepalived nginx -y
systemctl stop firewalld
systemctl enable firewalld

设置Keepalived主服务器

查看keepalived的配置文件vim /etc/keepalived/keepalived.conf

  1 ! Configuration File for keepalived
  2 
  3 global_defs {        #全局定义参数
  4    notification_email {    #出问题时给邮箱发邮件
  5      acassen@firewall.loc
  6      failover@firewall.loc
  7      sysadmin@firewall.loc    #邮件报警,暂时可不设置,后期zabbix统一管理
  8    }
  9    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
 10    smtp_server 192.168.200.1
 11    smtp_connect_timeout 30
 12    router_id LVS_DEVEL    #此处注意router_id为负载均衡标识,在局域网内应该是唯一的。
 13    vrrp_scripts chk_nginx{
 14    scripts "/scripts/check_ng.sh"   #检测服务是否正常,脚本的路径
 15    interval 3           #检测间断3秒
 16 }
 17    vrrp_skip_check_adv_addr
 18    vrrp_strict
 19    vrrp_garp_interval 0
 20    vrrp_gna_interval 0
 21 }
 22 
 23 vrrp_instance VI_1 {
 24     state MASTER        #状态只有MASTER和BACKUP两种,并且要大写,MASTER为工作状态,BACKUP是备用状态。
 25     interface ens33        #通过ens33发送广播,centos6是eth0。
 26     lvs_sync_daemon_inteface  ens33 #这个默认没有,相当于心跳线接口,DR模式用的和上面的接口一样,也可以用机器上的其他网卡eth1,用来防止脑裂。
 27     virtual_router_id 51    #虚拟路由标识,同一个vrrp_instance的MASTER和BACKUP的vitrual_router_id 是一致的。
 28     priority 100         #优先级,同一个vrrp_instance的MASTER优先级必须比BACKUP高。
 29     advert_int 1
 30     authentication {
 31         auth_type PASS        #验证authentication。包含验证类型和验证密码。类型主要有PASS、AH 两种,通常使用的类型为PASS,\
 32         auth_pass 1111        #据说AH 使用时有问题。验证密码为明文,同一vrrp 实例MASTER 与BACKUP 使用相同的密码才能正常通信。
 33     }
 34     virtual_ipaddress {         #虚拟ip地址,可以有多个地址,每个地址占一行,不需要子网掩码,同时这个ip 必须与我们在lvs 客户端设定的vip 相一致!
 35         192.168.200.100    
 36         192.168.200.17
 37         192.168.200.18
 38      track_scripts{
 39         chk_nginx        #加载脚本
 40        }
 41     }
 42 }
 43 
 44 virtual_server 192.168.200.100 443 {     #虚拟IP,来源与上面的虚拟IP地址,后面加空格加端口号
 45     delay_loop 6         #健康检查间隔,单位为秒
 46     lb_algo rr          #负载均衡调度算法,一般用wrr、rr、wlc
 47     lb_kind NAT         #负载均衡转发规则。一般包括DR,NAT,TUN 3种。
 48     persistence_timeout 50     #会话保持时间,会话保持,就是把用户请求转发给同一个服务器,不然刚在1上提交完帐号密码,就跳转到另一台服务器2上了。
 49     protocol TCP        #转发协议,有TCP和UDP两种,一般用TCP,没用过UDP
 50 
 51     real_server 192.168.201.100 443 {    #真实服务器,包括IP和端口号
 52         weight 1        #权重,数值越大,权重越高 
 53         SSL_GET {
 54             url {
 55               path /
 56               digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc
 57             }
 58             url {
 59               path /mrtg/
 60               digest 9b3a0c85a887a256d6939da88aabd8cd
 61             }
 62             connect_timeout 3
 63             nb_get_retry 3
 64             delay_before_retry 3
 65         }
 66     }
 67 }
 68 
 69 virtual_server 10.10.10.2 1358 {
 70     delay_loop 6
 71     lb_algo rr 
 72     lb_kind NAT
 73     persistence_timeout 50
 74     protocol TCP
 75 
 76     sorry_server 192.168.200.200 1358
 77 
 78     real_server 192.168.200.2 1358 {
 79         weight 1
 80         HTTP_GET {
 81             url { 
 82               path /testurl/test.jsp
 83               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
 84             }
 85             url { 
 86               path /testurl2/test.jsp
 87               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
 88             }
 89             url { 
 90               path /testurl3/test.jsp
 91               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
 92             }
 93             connect_timeout 3
 94             nb_get_retry 3
 95             delay_before_retry 3
 96         }
 97     }
 98 
 99     real_server 192.168.200.3 1358 {
100         weight 1
101         HTTP_GET {
102             url { 
103               path /testurl/test.jsp
104               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334c
105             }
106             url { 
107               path /testurl2/test.jsp
108               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334c
109             }
110             connect_timeout 3
111             nb_get_retry 3
112             delay_before_retry 3
113         }
114     }
115 }
116 
117 virtual_server 10.10.10.3 1358 {
118     delay_loop 3
119     lb_algo rr 
120     lb_kind NAT
121     persistence_timeout 50
122     protocol TCP
123 
124     real_server 192.168.200.4 1358 {
125         weight 1
126         HTTP_GET {
127             url { 
128               path /testurl/test.jsp
129               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
130             }
131             url { 
132               path /testurl2/test.jsp
133               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
134             }
135             url { 
136               path /testurl3/test.jsp
137               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
138             }
139             connect_timeout 3
140             nb_get_retry 3
141             delay_before_retry 3
142         }
143     }
144 
145     real_server 192.168.200.5 1358 {
146         weight 1
147         HTTP_GET {
148             url { 
149               path /testurl/test.jsp
150               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
151             }
152             url { 
153               path /testurl2/test.jsp
154               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
155             }
156             url { 
157               path /testurl3/test.jsp
158               digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
159             }
160             connect_timeout 3
161             nb_get_retry 3
162             delay_before_retry 3
163         }
164     }
165 }

编辑检测nginx 的脚本

vim /scripts/check_ng.sh脚本需要授权755的权限。

 1 #!/bin/bash
 2 #author:king
 3 #blog:https://www.cnblogs.com/liang-io/
 4 #usage:
 5 #定义时间变量,用于纪录日志
 6 d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S`
 7 #计算nginx的进程数量
 8 n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
 9 #如果n为0,则启动nginx,并在次检测nginx,还是为0说明nginx无法启动,则关闭Keepalived
10 if [ $n -eq "0" ]; then 
11     systemctl start nginx
12        n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
13   if [ $n2 -eq "0" ]; then 
14          echo "$d nginx,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log
15     systemctl stop keepalived
16   fi
17 fi

启动keepalived服务,使用ps aux命令查看keepalived进程,检查nginx是否启动,启动后关闭nginx,再次查询它时会自动启动,说明脚本生效

 1 [root@c-32 scripts]# systemctl start keepalived
 2 [root@c-32 scripts]# ps -aux|grep keep
 3 root       7390  0.0  0.0 123008  1408 ?        Ss   11:27   0:00 /usr/sbin/keepalived -D
 4 root       7391  0.0  0.1 133980  3384 ?        S    11:27   0:00 /usr/sbin/keepalived -D
 5 root       7392  0.0  0.1 133848  2656 ?        S    11:27   0:00 /usr/sbin/keepalived -D
 6 root       7408  0.0  0.0   6824   196 pts/0    R+   11:27   0:00 grep --color=auto keep
 7 [root@c-32 scripts]# ps -aux|grep nginx
 8 root       6748  0.0  0.1 120896  2104 ?        Ss   10:03   0:00 nginx: master process nginx
 9 nginx      6749  0.0  0.1 121292  3564 ?        S    10:03   0:00 nginx: worker process
10 nginx      6750  0.0  0.1 121292  3328 ?        S    10:03   0:00 nginx: worker process
11 root       7013  0.0  0.1 120908  2280 ?        Ss   10:09   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
12 nginx      7014  0.0  0.1 121312  3344 ?        S    10:09   0:00 nginx: worker process
13 nginx      7015  0.0  0.1 121312  3588 ?        S    10:09   0:00 nginx: worker process
14 root       7410  0.0  0.0   8988   216 pts/0    R+   11:27   0:00 grep --color=auto nginx
15 [root@c-32 scripts]# systemctl stop nginx
16 [root@c-32 scripts]# ps -aux|grep nginx
17 root       6748  0.0  0.1 120896  2104 ?        Ss   10:03   0:00 nginx: master process nginx
18 nginx      6749  0.0  0.1 121292  3564 ?        S    10:03   0:00 nginx: worker process
19 nginx      6750  0.0  0.1 121292  3328 ?        S    10:03   0:00 nginx: worker process

 Keepalived服务日志在/var/log目录下的messages文件中,设置的VIP 100 使用ifcofng命令查看不到,需要使用  ip add 查看

 1 [root@c-32 scripts]# ip add
 2 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
 3     link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
 4     inet 127.0.0.1/8 scope host lo
 5        valid_lft forever preferred_lft forever
 6     inet6 ::1/128 scope host 
 7        valid_lft forever preferred_lft forever
 8 2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
 9     link/ether 00:0c:29:a8:f5:e5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
10     inet 192.168.31.132/24 brd 192.168.31.255 scope global noprefixroute dynamic ens33
11        valid_lft 1563sec preferred_lft 1563sec
12     inet 192.168.200.100/32 scope global ens33
13        valid_lft forever preferred_lft forever
14     inet 192.168.200.17/32 scope global ens33
15        valid_lft forever preferred_lft forever
16     inet 192.168.200.18/32 scope global ens33
17        valid_lft forever preferred_lft forever
18     inet6 fe80::f19:5632:205a:cb78/64 scope link noprefixroute 
19        valid_lft forever preferred_lft forever

 设置Keepalived从服务器

配置文件keepalived.conf,是上面的配置文件,就是改了一个vip,权重从服务器都比主服务器低,nginx健康的脚本也是上面的。

1 [root@c-139 keepalived]# vim keepalived.conf     #把priority 100  改为90,sed -i "s/priority 100/priority 90/g" /etc/keepalived/keepalived.conf
2 [root@c-139 keepalived]# egrep  "priority" /etc/keepalived/keepalived.conf 
3     priority 90
4 [root@c-139 keepalived]# 

区分主从nginx服务

主服务器和从服务器都安装了nginx,根据安装的nginx,web目录来写个html测试,ip来访问就可以了,

LVS负载均衡,算法

负载均衡集群有LVS,Keepalived,Haporxy,Nginx等开源软件实现,LVS基于4层,(OSI网络7层模型),nginx基于7层,Haporxy既可以做4层也可以做7层,Keepalived的负载均衡功能就是LVS,LVS(4层)负载均衡可以分发TCP协议,web服务器是80端口,除分发80端口外,它还可以分发其他端口通信,比如:mysql负载均衡也可以用LVS去实现,而nginx不支持这个功能,仅支持http,https,mail,相比较而言,LVS这种4层的结构更稳定,能承载的并发量更高,而nginx这种7层结构更加灵活,能够实现更多的个性化需求。

lvs有三种工作模式,分别是NAT模式,DR模式,IP Tunnel模式,lvs架构中有一个核心的角色叫作分发器,用来分发用户的请求,还有诸多处理用户请求的服务器(Real Server简称RS)。

lvs的NAT模式是借助于iptables的nat来表示实现的,用户的请求到分发器后,通过预设的iptables规则,把请求的数据包转发的后端的RS上,RS设定的网关为分发器的内网ip,用户请求的数据包全部经过分发器,所以分发器成为瓶颈,在NAT模式中,分发器有公网ip即可,所以比较节省公网ip资源

lvs ip Tunnel模式需要有一个公网ip配置在分发器和所有的RS上,我们称之为VIP,客户端请求的目标ip为VIP,分发器接受到请求数据包会对数据做加工处理,把目标ip改为RS的ip,这样数据包就到了RS上,RS接受数据包后,会还原原始的数据包,这样目标的ip就为VIp,因为所有的RS配置了这个VIP,所以他的任务就是他自己

lvs DR模式需要一个公网的ip配置在分发器和所有的RS上,也就是VIP,和ipTunnel不同的是,他会把数据包的mac地址修改为RS的mac地址,rs接受数据包后,会还原原始数据包,这样目标ip就为VIP,因为所有的RS上配置的了这个VIP,所以他会认为是他自己。

LVS 支持的算法包括 8 种:轮询(Round-Robin,简称 rr)、加权轮询(Weight Round-Robin,简称wrr)、最小连接(Least-Connection,简称lc)、加权最小连接(Weight Least-Connection,简称 wlc)、基于局部性的最小连接(Locality-Based Least Connections,简称 lblc)、带复制的基于局部性最小连接(Locality-Based Least Connections with Replication,简称lblcr)、目标地址散列调度(Destination Hashing,简称dh)和源地址散列调度(Source Hashing,简称sh)。

 

 

posted @ 2019-12-05 18:11  浪漫De刺猬  阅读(7563)  评论(0编辑  收藏  举报