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搭建 Keepalived + Nginx + Tomcat 的高可用负载均衡架构

来源:数据分析与开发  2019-04-26 17:51:43    评论:0点击:

    来源:FEINIK

    my.oschina.net/feinik/blog/1590941


1 概述


初期的互联网企业由于业务量较小,所以一般单机部署,实现单点访问即可满足业务的需求,这也是最简单的部署方式,但是随着业务的不断扩大,系统的访问量逐渐的上升,单机部署的模式已无法承载现有的业务量,需要进行服务集群化部署,本文主要介绍服务端Tomcat多实例部署,以及如何保证web服务的高可用方案。


    Nginx 是一个高性能的 HTTP反向代理服务器

    Keepalived 是一个基于VRRP协议来实现的LVS服务高可用方案,可以利用其来避免服务的单点故障

    Tomcat 是一个免费的开放源代码的Web 应用服务器,属于轻量级应用服务器。


2 Nginx的高可用负载均衡架构


如下图:为典型的Tomcat服务多实例部署的架构图



(1)用户通过域名请求到DNS,由DNS解析域名后返回对应的IP地址,该IP及为Keepalived映射服务器的虚拟IP


(2)通过该虚拟IP访问到对应的负载均衡器(Nginx),这里Nginx部署两个,然后通过Keepalived来保证NG的高可用,正常情况下由Keepalived-M将虚拟IP映射转发至Nginx-M,如果Nginx-M出现故障,此时Keepalived会切换至Keepalived-S开始工作,从而保证了NG的单点故障问题。


(3)通过Nginx负载均衡器,将请求路由到对应的Tomcat服务。


3 搭建Keepalived + Nginx + Tomcat的高可用负载均衡架构


3.1 需要准备的软件


(1)apache-tomcat-8.5.16.tar.gz

(2)nginx-1.12.2.tar.gz

(3)keepalived-1.3.9.tar.gz

3.2 服务器准备


两台服务器如:192.168.10.11,192.168.10.12


3.3 安装需要的依赖包


    $ yum -y install gcc gcc-c++ automake pcre pcre-devel zlib zlib-devel open openssl-devel


3.4 安装


3.4.1 安装Tomcat


(1)分别在两台服务器中安装Tomcat,解压apache-tomcat-8.5.16.tar.gz及可完成安装。


3.4.2 安装Nginx


(1)解压安装包:tar -zxvf nginx-1.12.2.tar.gz


(2)进入到nginx-1.12.2目录:cd nginx-1.12.2


(3)编译:


a) ./configure –with-http_stub_status_module –with-http_ssl_module  –prefix=/usr/local/nginx


b) sudo make && sudo make install


3.4.3 安装Keepalived


(1)解压安装包:tar -zxvf keepalived-1.3.9.tar.gz


(2)进入到keepalived-1.3.9目录:cd keepalived-1.3.9


(3)执行编译:


a)./configure –prefix=/usr/local/keepalived –sysconf=/etc


b)sudo make && sudo make install


3.5 配置


3.5.1 分别配置两台服务器的Nginx


(1)分别修改两台服务器nginx配置文件,vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf


(2)内容如下:


    #nginx进程数

    worker_processes  1;

     

    #单个进程最大连接数

    events {

        worker_connections  1024;

    }

     

    #http服务器配置

    http {

        include       mime.types;

        default_type  application/octet-stream;

        sendfile        on;

    #长连接超时时间,单位是秒

        keepalive_timeout  65;

    #upstream负载均衡配置,配置路由到tomcat的服务地址以及权重

        upstream localhost{

           server 192.168.10.11:8080 weight=2;

           server 192.168.10.12:8080 weight=2;

        }

    #虚拟主机的配置

        server {

        #监听端口

            listen       80;

    #域名可以有多个,用空格隔开

            server_name  localhost;

            location / {

                root   html;

                index  index.html index.htm;

    #nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)

                proxy_connect_timeout 3;

    #后端服务器数据回传时间(代理发送超时)

                proxy_send_timeout 30;

    #连接成功后,后端服务器响应时间(代理接收超时)

                proxy_read_timeout 30;

                proxy_pass http://localhost;

            }

     

            error_page   500 502 503 504  /50x.html;

            location = /50x.html {

                root   html;

            }

        }

    }


3.5.2 主Keepalived配置


(1)修改11服务器的keepalived配置文件,vi /etc/keepalived/keepalived.conf


(2)内容如下:


    ! Configuration File for keepalived

    #全局配置

    global_defs {

       #keepalived切换的时候,发消息到指定的email,可配置多个email

       notification_email {

         feinik1@foxmail.com

    feinik2@foxmail.com

       }

       #通知邮件从哪个地址发出

       notification_email_from feinik@foxmail.com

       #通知邮件的smtp地址

       smtp_server smtp.exmail.qq.com

       #连接smtp服务器的超时时间,单位秒

       smtp_connect_timeout 30

       #Keepalived的机器标识,一个网络内保持唯一

       router_id nginx-master

    }

     

    #执行脚本配置

    vrrp_script chk_nginx {

    #脚本所在路径

        script "/home/project/keepalived/check_nginx.sh"

    #脚本执行间隔时间,秒

        interval 2

    #优先级

        weight 2

    }

    #keepalived实例配置

    vrrp_instance VI_1 {

    #指定实例的初始状态,MASTER或BACKUP两种状态,并且需要大写

        state MASTER

    #实例绑定的网卡

        interface ens33

    #虚拟路由标识,是一个数字,整个VRRP内唯一,如果keepalived配置了主备,需要相同

        virtual_router_id 51

    #优先级,数值愈大,优先级越高

        priority 100

    #MASTER与BACKUP之间同步检查的时间间隔,单位为秒

        advert_int 1

    #通信验证

        authentication {

            auth_type PASS

            auth_pass feinik

        }

    #追踪外围脚本

        track_script {

        #这里配置vrrp_script的名称

            chk_nginx

        }

    #虚拟ip配置,可配置多个

        virtual_ipaddress {

            192.168.10.200

        }

    }


3.5.3 备Keepalived配置


(1)修改12服务器的keepalived配置文件,vi /etc/keepalived/keepalived.conf


(2)内容如下:


    ! Configuration File for keepalived

    #全局配置

    global_defs {

       #keepalived切换的时候,发消息到指定的email,可配置多个email

       notification_email {

         feinik1@foxmail.com

    feinik2@foxmail.com

       }

       #通知邮件从哪个地址发出

       notification_email_from feinik@foxmail.com

       #通知邮件的smtp地址

       smtp_server smtp.exmail.qq.com

       #连接smtp服务器的超时时间,单位秒

       smtp_connect_timeout 30

       #Keepalived的机器标识,一个网络内保持唯一

       router_id nginx-master

    }

     

    #执行脚本配置

    vrrp_script chk_nginx {

    #脚本所在路径

        script "/home/project/keepalived/check_nginx.sh"

    #脚本执行间隔时间,秒

        interval 2

    #优先级

        weight 2

    }

    #keepalived实例配置

    vrrp_instance VI_1 {

    #指定实例的初始状态,MASTER或BACKUP两种状态,并且需要大写

        state BACKUP

    #实例绑定的网卡

        interface ens33

    #虚拟路由标识,是一个数字,整个VRRP内唯一,如果keepalived配置了主备,需要相同

        virtual_router_id 51

    #优先级,数值愈大,优先级越高

        priority 99

    #MASTER与BACKUP之间同步检查的时间间隔,单位为秒

        advert_int 1

    #通信验证

        authentication {

            auth_type PASS

            auth_pass feinik

        }

    #追踪外围脚本

        track_script {

        #这里配置vrrp_script的名称

            chk_nginx

        }

    #虚拟ip配置,可配置多个

        virtual_ipaddress {

            192.168.10.200

        }

    }


3.5.4 Nginx状态检查脚本创建


(1)新建Nginx的状态检查脚本:check_nginx.sh


(2)内容如下:


    #!/bin/sh

    NGINX=/usr/common/nginx/sbin/nginx

    PORT=80

    nmap localhost -p $PORT | grep "$PORT/tcp open"

    #echo $?

    if [ $? -ne 0 ];then

        $NGINX -s stop

        #这里再次尝试启动NG

        $NGINX

        sleep 5

        nmap localhost -p $PORT | grep "$PORT/tcp open"

        [ $? -ne 0 ] && cd /usr/common/keepalived/sbin && pkill keepalived

        echo "stoped"

    fi


4 运行测试


(1)为了更直观的查看到keepalived切换的效果,将11服务器中的nginx的upstream服务只配置11的tomcat服务地址,12服务器中的upstream服务只配置12的tomcat服务地址,这样只需要观察将11服务器中的nginx关闭看使用虚拟ip是否可以访问到12服务器的tomcat。


(2)分别启动两个服务器中的tomcat、nginx、keepalived,访问虚拟ip:192.168.10.200,可以查看到访问的是主keepalived服务器的tomcat



(3)关闭11服务器的nginx,nginx -s stop,再次访问虚拟ip,如下:说明主keepalived通过配置的脚本检测到了本服务的nginx服务挂掉了,所以立马切换至了备的keepalived,这时12服务器的keepalived升为了主,所以就访问到了12服务器的tomcat。
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