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企业架构LNMP高可用负载均衡服务器
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企业架构LNMP高可用负载均衡服务器之Nginx
一、背景描述及其方案设计1、业务背景描述2、模拟运维设计方案
二、服务器基本环境部署1、克隆复制虚拟机2、基础环境配置
三、负载均衡服务器搭建1、引入负载均衡技术2、负载均衡分类3、常见实现方式4、Nginx负载均衡配置5、查看确认负载均衡6、负载均衡后获取客户端IP7、upstream中server的关键字8、session一致性问题9、Nginx的负载均衡算法10、实现负载均衡高可用
学习目标和内容 1、能够描述负载均衡的作用 2、能够了解负载均衡常见实现方式 3、能够使用Nginx实现负载均衡 4、能够描述Nginx的常见负载均衡算法 一、背景描述及其方案设计 1、业务背景描述时间：2011.6.-2013.9 发布产品类型：互联网动态站点 商城 ⽤户数量： 4000-8000（用户量猛增） PV ： 16000-100000（24⼩时访问次数总和） QPS： 50-100*（每秒访问次数） DAU： 400-800（每日活跃用户数） 随着业务量骤增，之前单点服务器，已经不能够满足业务使用需要。如果主服务器宕机，备服务器提供服务，因为流量太大，备也宕机。需要多台服务器，同时提供服务。 2、模拟运维设计方案
以上架构服务器，已经不能够满足以上提到的业务需求。架构发生如下变化
server01 web1 192.168.17.102 server02 mysql 192.168.17.100 server03 web2 192.168.17.101 server04 lb load balance 192.168.17.103 2、基础环境配置网卡IP、主机名称、hosts解析 三、负载均衡服务器搭建 1、引入负载均衡技术负载均衡技术 （load blance） 是一种概念 把资源的使用进行平均分配。 负载均衡：分发流量、请求到不同的服务器。使流量平均分配（理想的状态的） 作用： 服务器容灾 流量分发 主要作用： ①流量分发 请求平均 降低单例压力 其他作用： ②安全 隐藏后端真实服务 ③屏蔽非法请求（七层负载均衡） 2、负载均衡分类
1）二层负载均衡（mac） 根据OSI模型分的二层进行负载，一般是用虚拟mac地址方式，外部对虚拟MAC地址请求，负载均衡接收后，再分配后端实际的MAC地址响应 **2）三层负载均衡（ip） ** 一般采用虚拟IP地址方式，外部对虚拟的ip地址请求，负载均衡接收后，再分配后端实际的IP地址响应 3）四层负载均衡（tcp） 网络运输层面的负载均衡 在三层负载均衡的基础上，用ip+port接收请求，再转发到对应的机器 4）七层负载均衡（http） 智能型负载均衡 根据虚拟的url或IP，主机接收请求，再转向（反向代理）相应的处理服务器 3、常见实现方式实现方式分类： ①软件级别 性价比高 可控性强 ②硬件级别 性能好 价格高 几万到几十万不等 硬件是实现方式： F5 BIG-IP 四层和七层 软件实现方式： OSI分层实现方式七层Nginx、HAProxy四层LVS、HAProxy、Nginx（1.9版本后）
四层和七层对比:
官方文档：http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_upstream_module.html 架构分析： ①用户访问请求Nginx负载均衡服务器 ②Nginx负载均衡服务器再分发请求到web服务器 实际配置负载均衡，只需修改作为负载均衡服务器的Nginx即可。当前架构中的server04 ①在客户端解析域名到负载均衡服务器 ②在负载均衡的Nginx配置 #注意本次架构中 server04的Nginx服务器是负载均衡服务器 shell > cd /usr/local/nginx/conf/nginx.conf配置文件示例： #在http段进行配置 #分发请求到后端服务器 upstream shop { #web1 server01 server 192.168.17.102; #web2 server02 server 192.168.17.101； } #修改之前的shop的server段配置 server { listen 80； server_name www.shop.com; location / { #代理转发到shop段 匹配到上面的upstream proxy_pass http://shop; #以下两条配置，实质是设置了传输的header头信息 #传输域名给后端服务器 进行识别 方便匹配对应server虚拟主机 proxy_set_header Host $host; #发送客户端IP 给后端服务器 用来方便后端服务器识别用户真实IP proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; } }③重载负载均衡服务器Nginx配置测试查看效果 可以停掉其中一台web服务器进行测试 5、查看确认负载均衡如何确认服务器是否实现了负载均衡？ ①在不同的web服务器同路由访问的文件中，写入不同的信息，以示区别。 ②通过查看后端web服务器的访问日志进行确定 方法一：在不同服务器写入不同信息 ①分别修改web服务器的信息 shell > vim /usr/local/nginx/html/tp5shop/application/home/controller/Base.php写入一个动态参数，根据php语法自动调用当前主机名称
②访问查看负载均衡效果
方法二：查看后端web服务器的访问日志 shell > cat /usr/local/nginx/logs/access.log 6、负载均衡后获取客户端IP负载均衡之后，在后端的web服务器获取到的是负载均衡服务器的IP，而不能够获取到客户端的真实IP。 需要进行以下特殊配置： ①首先在负载均衡服务器中配置，转发客户端IP给后端web服务器 ②后端web服务器需要配置，识别从负载均衡服务器传输过来的客户端真实IP 官方网址：http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_realip_module.html 使用ngx_http_realip_module模块提供的set_real_ip_from语法，默认此模块没有安装，需要编译时添加编译参数 web服务器上配置set_real_ip_from 代表从哪儿来源的IP，需要识别真实客户端IP 示例配置： #此配置在web服务器上的nginx #可配置到http、server、location中，推荐配置到server中 #配置需要识别的IP来源 负载均衡的IP set_real_ip_from 192.168.17.103 7、upstream中server的关键字upstream中的分发之后的几个关键字： backup 备 其他的没有backup标识的都无响应，才分发到backup down 此条配置，不会被分发到 upstream shop { server 192.168.17.102 down; server 192.168.17.101 backup； } 8、session一致性问题访问管理后端页面，登录发现验证码不通过
分析原因： ①比如分发到web1服务器，生成验证码，存储到session中，默认在服务器本地 ②再次校验的时候，请求分发到web2服务器了，所有验证码一直校验不通过 解决方案思路： ①生成和验证session都请求同一台服务器 ②共享session nfs mysql 内存缓存软件（memcached、redis） 9、Nginx的负载均衡算法Nginx 官方默认3种负载均衡的算法 ①Round-Robin RR轮询（默认） 一次一个的来（理论上的，实际实验可能会有间隔） ②weight 权重 权重高多分发一些 服务器硬件更好的设置权重更高一些 ③ip_hash 同一个IP，所有的访问都分发到同一个web服务器 Tip： 第三方模块实现的调度算法 需要编译安装第三方模块 ④fair 根据后端服务器的繁忙程度 将请求发到非繁忙的后端服务器 ⑤url_hash 如果客户端访问的url是同一个，将转发到同一台后端服务器 验证一：验证加权轮询算法 示例配置： upstream shop { #web1 server01 server 192.168.17.102 weight=5; #web2 server02 server 192.168.17.101 weight=3； }server01 web 1 1 1 1 1 1 server03 web 2 1 1 1 8次中，server01分发5次，server03分发3次 验证二：ip一致性算法 示例配置: upstream shop { #ip hash 一致性算法配置 设置此项 weight就失效了 ip_hash; #web1 server01 server 192.168.17.102 weight=5; #web2 server02 server 192.168.17.101 weight=3； } 10、实现负载均衡高可用所有的请求流量，都要经过负载均衡服务器，负载均衡服务器压力很大，防止它宕机，导致后端服务所有都不可用，需要对负载均衡服务器，做高可用
给负载均衡服务器server04做一台备用服务器server05，通过keepalived实现高可用。 通过keepalived实现VIP在负载均衡服务器组的切换。 server04 master LB 192.168.17.103 server05 backup LB 192.168.17.50 主负载均衡的keepalived配置 vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface eth0 #虚拟路由ID 新ID 不要之前的冲突 virtual_router_id 52 priority 100 nopreempt advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { #添加新VIP 192.168.17.201 } track_script { check_nginx } }备负载均衡的keepalived配置 vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface eth0 #修改route_id virtual_router_id 52 priority 99 nopreempt advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } #unicast_src_ip 192.168.17.101 #unicast_peer { # 192.168.17.102 #} virtual_ipaddress { #新VIP 192.168.17.201 } track_script { check_nginx } } |
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