【Linux运维-集群技术进阶】Nginx+Keepalived+Tomcat搭建高可用/负载均衡/动静分离的Webserver集群

时间:2020-12-16 18:03:09

额。博客名字有点长。。

前言

最终到这篇文章了,心情是有点激动的。

由于这篇文章会集中曾经博客讲到的全部Nginx功能点。包含主要的负载均衡,还有动静分离技术再加上这篇文章的重点。通过Keepalived实现的HA(High Available)。为什么要实现高可用呢?曾经在搭建的时候仅仅用了一台Nginxserver,这种话假设Nginxserver宕机了,那么整个站点就会挂掉。所以要实现Nginx的高可用,一台挂掉还会有还有一台顶上去。从而保证站点能够持续的提供服务。

关于负载均衡和动静分离在前面博客中都有相关的介绍,这篇博客就不在具体提了,仅仅会在配置文件里体现。不多说了,以下開始搭建。

拓扑环境

以下表格是这次測试须要的拓扑环境,几台server。每台server上安装什么,都有介绍。

server名称 系统版本号 预装软件 IP地址/VIP
Nginx主server CentOS 7 最小安装 Nginx +Keepalived 192.168.22.227/192.168.22.231
Nginx从server CentOS 7 最小安装 Nginx +Keepalived 192.168.22.228/192.168.22.231
WebserverA CentOS 7 最小安装 tomcat+jdk 192.168.22.229
WebserverB CentOS 7 最小安装 tomcat+jdk 192.168.22.230

前置条件

这是一个系列博客,假设有困难能够查看之前的博客。

server配置VIP:http://blog.csdn.net/u010028869/article/details/50574907

Keepalived安装见:http://blog.csdn.net/u010028869/article/details/50527817

Keepalived原理解析:http://blog.csdn.net/u010028869/article/details/50596805

Nginx动静分离、负载均衡:http://blog.csdn.net/u010028869/article/details/50522033

原理图

【Linux运维-集群技术进阶】Nginx+Keepalived+Tomcat搭建高可用/负载均衡/动静分离的Webserver集群

開始搭建

一、配置VIP

关于VIP(即虚拟IP)的作用,上篇博客《Keepalived原理篇》已经介绍过了。

227和228server须要配置同样的VIP。虚拟IP在某时刻仅仅能属于某一个节点。还有一个节点作为备用节点存在。当主节点不可用时。备用节点接管虚拟IP。成为主节点(即虚拟IP漂移至从节点),提供正常服务。

这个VIP就像个墙头草,两头跑,谁是主他就为谁服务。

配置VIP的博客。上面也有链接哦。

二、安装软件

依照上面的表格,在对应server上安装软件。安装过程不再多说了,有问题能够点击上面的博客链接哦。

三、配置Nginx

227server上的Nginx配置:

    user nobody;

    worker_processes 2;

    events{
worker_connections 1024;
} http{
#设置默认类型为二进制流
default_type application/octet-stream; server_names_hash_bucket_size 128;
#指定来自client请求头的headerbuffer大小。设置为32KB
client_header_buffer_size 32k;
#指定client请求中较大的消息头的缓存最大数量和大小,这里是4个32KB
large_client_header_buffers 4 32k;
#上传文件大小
client_max_body_size 356m;
#nginx的HttpLog模块指定,指定nginx日志的输出格式,输出格式为access
log_format access '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
#access日志存在未知
access_log /usr/local/nginx/logs/access.log access;
#开启高效模式文件传输模式,将tcp_nopush和tcp_nodelay两个指另设置为on,用于防止网络堵塞。 sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
#设置client连接保持活动的超时时间
keepalive_timeout 65;
server_tokens off;
#client请求主体读取缓存
client_body_buffer_size 512k;
proxy_connect_timeout 5;
proxy_send_timeout 60;
proxy_read_timeout 5;
proxy_buffer_size 16k;
proxy_buffers 4 64k;
proxy_busy_buffers_size 128k;
proxy_temp_file_write_size 128k; #fastcgi_connect_timeout 300;
#fastcgi_send_timeout 300;
#fastcgi_read_timeout 300;
#fastcgi_buffer_timeout 300;
#fastcgi_buffers 4 64k;
#fastcgi_busy_buffers_size 128k;
#fastcgi_temp_file_write_size 128k; #开启gzip
gzip on;
#同意压缩的最小字节数
gzip_min_length 1k;
#4个单位为16k的内存作为压缩结果流缓存
gzip_buffers 4 16k;
#设置识别HTTP协议版本号,默认是1.1
gzip_http_version 1.1;
#gzip压缩比,可在1~9中设置,1压缩比最小,速度最快。9压缩比最大。速度最慢,消耗CPU
gzip_comp_level 2;
#压缩的类型
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
#让前端的缓存server混村经过的gzip压缩的页面
gzip_vary on; upstream mycluster{
server 192.168.22.229:8080 weight=1;
server 192.168.22.230:8080 weight=1;
} server{
listen 8088;
server_name 192.168.22.227;
charset utf-8; #设置编码为utf-8
#root html; #location / {
# root html;
# index index.html index.htm;
#} #location ~ .*\.(jsp|do|action)$
location / {
proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
proxy_pass http://mycluster;
# 真实的clientIP
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
# 请求头中Host信息
proxy_set_header Host $host;
# 代理路由信息。此处取IP有安全隐患
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
# 真实的用户訪问协议
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
#静态文件交给nginx处理
location ~ .*\.(htm|html|gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|ioc|rar|zip|txt|flv|mid|doc|ppt|pdf|xls|mp3|wma)$
{
root /usr/local/webapps;
expires 30d;
}
#静态文件交给nginx处理
location ~ .*\.(js|css)? $
{
root /usr/local/webapps;
expires 1h;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html; location = /50x.html {
root html;
} }
}

228server上的Nginx配置:

    user nobody;

    worker_processes 2;

    events{
worker_connections 1024;
} http{
#设置默认类型为二进制流
default_type application/octet-stream; server_names_hash_bucket_size 128;
#指定来自client请求头的headerbuffer大小,设置为32KB
client_header_buffer_size 32k;
#指定client请求中较大的消息头的缓存最大数量和大小,这里是4个32KB
large_client_header_buffers 4 32k;
#上传文件大小
client_max_body_size 356m;
#nginx的HttpLog模块指定。指定nginx日志的输出格式,输出格式为access
log_format access '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
#access日志存在未知
access_log /usr/local/nginx/logs/access.log access;
#开启高效模式文件传输模式。将tcp_nopush和tcp_nodelay两个指另设置为on。用于防止网络堵塞。
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
#设置client连接保持活动的超时时间
keepalive_timeout 65;
server_tokens off;
#client请求主体读取缓存
client_body_buffer_size 512k;
proxy_connect_timeout 5;
proxy_send_timeout 60;
proxy_read_timeout 5;
proxy_buffer_size 16k;
proxy_buffers 4 64k;
proxy_busy_buffers_size 128k;
proxy_temp_file_write_size 128k; #fastcgi_connect_timeout 300;
#fastcgi_send_timeout 300;
#fastcgi_read_timeout 300;
#fastcgi_buffer_timeout 300;
#fastcgi_buffers 4 64k;
#fastcgi_busy_buffers_size 128k;
#fastcgi_temp_file_write_size 128k; #开启gzip
gzip on;
#同意压缩的最小字节数
gzip_min_length 1k;
#4个单位为16k的内存作为压缩结果流缓存
gzip_buffers 4 16k;
#设置识别HTTP协议版本号。默认是1.1
gzip_http_version 1.1;
#gzip压缩比,可在1~9中设置。1压缩比最小。速度最快。9压缩比最大,速度最慢,消耗CPU
gzip_comp_level 2;
#压缩的类型
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
#让前端的缓存server混村经过的gzip压缩的页面
gzip_vary on; upstream mycluster{
server 192.168.22.229:8080 weight=1;
server 192.168.22.230:8080 weight=1;
} server{
listen 8088;
server_name 192.168.22.228;
charset utf-8; #设置编码为utf-8
#root html; #location / {
# root html;
# index index.html index.htm;
#} #location ~ .*\.(jsp|do|action)$
location / {
proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
proxy_pass http://mycluster;
# 真实的clientIP
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
# 请求头中Host信息
proxy_set_header Host $host;
# 代理路由信息,此处取IP有安全隐患
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
# 真实的用户訪问协议
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
#静态文件交给nginx处理
location ~ .*\.(htm|html|gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|ioc|rar|zip|txt|flv|mid|doc|ppt|pdf|xls|mp3|wma)$
{
root /usr/local/webapps;
expires 30d;
}
#静态文件交给nginx处理
location ~ .*\.(js|css)? $
{
root /usr/local/webapps;
expires 1h;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html; location = /50x.html {
root html;
} }
}

另外还须要在227,228server上新建一个文件夹/usr/local/webapps/drp/img,在img文件夹中存放图片girl.jpg。

假设Nginxserver较多的话。能够使用Rsync做服务端自己主动同步或者使用NFS、MFS分布式共享存储,避免一个个复制文件。

还有。这块Nginx配置是做过一些优化的,比方开启gzip压缩,开启高效文件传输模式。设置缓存,动静分离,负载均衡等,能够直接拿到项目中使用。

四、配置Keepalived

227server上的Keepalived配置:

! Configuration File for keepalived

    #配置邮件相关信息
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 192.168.200.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
} #配置Nginx健康监測脚本
vrrp_script check_nginx {
script "</dev/tcp/127.0.0.1/8088"
interval 3
weight -2
} vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
#网卡名称
interface eno16777736
virtual_router_id 151
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
} track_script {
check_nginx
} virtual_ipaddress {
192.168.22.231
}
}

228server上的Keepalived配置:

    ! Configuration File for keepalived

    global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 192.168.200.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
} vrrp_script check_nginx {
#script "/opt/chknginx.sh"
script "</dev/tcp/127.0.0.1/8088"
interval 3
weight -2
} vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eno16777736
virtual_router_id 151
priority 99
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
} track_script {
check_nginx
} virtual_ipaddress {
192.168.22.231
}
}

特别注意,Nginx健康监測脚本。

在本地写一个shell脚本,Keepalived监測不到。不知道为什么,网上的博客都是这么写的。可是在我这里就不行。最后直接在Keepalived配置文件的script标签中写了这段监測的脚本。才得以成功。

    vrrp_script chk_http_port {
script "</dev/tcp/192.168.22.227/80"
interval 1
weight -10
}

另外,假设你不明确某些配置的意思。能够查看上篇博客,里面针对每条配置文件都做了具体解析。

五、Tomcat配置

229server,加入默认页

在Tomcat的webapps文件夹下新建文件夹drp,而且创建index.jsp页面

        <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=GB18030"
pageEncoding="GB18030"%> <HTML>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=GB18030">
<title>Nginx+Keepalived高可用,负载均衡。动静分离測试</title>
</head> <body>
<h1>您正在訪问server:192.168.22.229</h1>
<img src="/drp/img/girl.jpg" alt="女孩" />
</body> </html>

230server同上

六、启动服务并測试

分别启动各个server上的Nginx、Keepalived、Tomcat,并測试是否能正常訪问。

①启动測试Tomcat

【Linux运维-集群技术进阶】Nginx+Keepalived+Tomcat搭建高可用/负载均衡/动静分离的Webserver集群

【Linux运维-集群技术进阶】Nginx+Keepalived+Tomcat搭建高可用/负载均衡/动静分离的Webserver集群

能够看到229和230server上的Tomcat已经能够正常訪问。图片没有载入出来,是由于图片没有在Tomcatserver上存储,而放在了Nginx上。

②启动測试Nginx

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能够看到227和228上的Nginx启动成功。而且实现了负载均衡和动静分离的效果,图片被成功的载入了出来。

③ 保证全部服务均可正常訪问后,启动Keepalived測试。

启动227。228server上的Keepalived。在浏览器中输入地址:http://192.168.22.231:8088/drp/index.jsp

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192.168.22.231是咱们设置的虚拟ip,在訪问站点的时候不在通过Nginx的ip了。而要通过这个vip进行訪问。

Keepalived启动后咱们能够通过查看/var/log 下的messages文件(日志文件),查看主从状态。

查看227server/var/log/messages:

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能够看到227为Masterserver。那么咱们如今通过192.168.22.231訪问的就是227上的Nginx。

Nginx高可用測试

如今咱们通过两个方面来測试高可用:

① server层的双机热备。模拟方式为关闭server。或者关闭Keepalived。

a. 关闭227Keepalived进程

如今提供服务的是227server,使用命令service keepalived stop将227上的Keepalived进程关闭掉之后。

查看227servermessas日志:

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将192.168.22.231这个虚拟ip移除,关闭Keepalived。

查看228servermessages日志:

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228原来为从server。当227server宕机后,228server由从server升级为主server,而且绑定上192.168.22.231这个虚拟IP,以继续提供服务。站点能够继续訪问。

b. 启动227Keepalived

查看227servermessas日志:

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Keepalived成功启动后。227server继续接管192.168.22.231,成为MASTERserver,继续提供服务。

查看228servermessages日志:

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对应的228server。转变为BACKUPserver,而且移除VIP。

② 应用层的双机热备。模拟方式为Kill掉Nginx进程

a. 关闭227Nginx

查看227servermessages日志:

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VRRP_Script(check_nginx) failed ,意思是健康监測脚本运行失败,表明Nginx服务坏掉,或者没有启动。然后Keepalived会使227server转变为BACKUP状态,移除VIP。

查看228servermessages日志:

【Linux运维-集群技术进阶】Nginx+Keepalived+Tomcat搭建高可用/负载均衡/动静分离的Webserver集群

当然不出所料,228server已经变为MASTER状态。从而继续提供服务。

b. 又一次启动227Nginx

查看227servermessages日志:

【Linux运维-集群技术进阶】Nginx+Keepalived+Tomcat搭建高可用/负载均衡/动静分离的Webserver集群

VRRP_Script(check_nginx) succeeded 。意思是健康监測脚本运行成功。Nginx正常运行。

然后227server就会转变为MASTER状态。并提供服务。

查看228servermessages日志:

【Linux运维-集群技术进阶】Nginx+Keepalived+Tomcat搭建高可用/负载均衡/动静分离的Webserver集群

228server已经变为BUCKUP状态。

小结

至此,高可用的一系列測试就已经完毕了。在整个測试过程中,不管是关闭某台server的Nginx。Keepalived还是整个server宕机。站点一直没有中断提供服务,这已经达到了主要的高可用;可是还有个缺陷就是假设Nginx主server不出问题的话,那么备用server将长期处于备份状态。这种巨大资源浪费是不能容忍的。

当然这也有对应的方案来解决:Nginx双主集群+DNS轮询。敬请期待。。

这就是一个架构不断演变。进化的过程。