nginx负载均衡优化和高可用

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
传统型负载均衡 CLB,每月750个小时 15LCU
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
简介: NGINX负载均衡加高可用

代理和负载均衡的区别
代理负责把连接请求直接转发到后台某个web节点
负载均衡负责把请求使用某种调度算法分散发布给后台所有web节点

1.配置nginx代理服务器lb1
lb1: 192.168.8.10
web1:192.168.8.20
web2:192.168.8.30

(1)启动lb1,安装nginx
yum -y install epel-release
yum -y install nginx
systemctl start nginx
systemctl enable nginx

(2)创建代理配置文件,添加优化项(或直接使用第(4)步的配置)
vim /etc/nginx/conf.d/lb1.conf
添加:
server {
listen 80;
server_name blog.benet.com;

    location / {
            proxy_pass http://192.168.8.20;                                
            proxy_set_header Host $http_host;                                    #重新定义或者添加发往后端服务器的请求头,添加域名
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;                            #启用客户端真实地址(否则日志中显示的是代理在访问网站)
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        #记录代理地址

    proxy_connect_timeout 30;                                        #代理和后端服务器连接超时时间
    proxy_send_timeout 60;                                            #后端服务器传回代理的超时时间
    proxy_read_timeout 60;                                            #代理等待后端服务器的响应时间

    proxy_buffering on;                                                #启用缓存,后端返回内容先缓存,再给客户端,收到多少转多少
    proxy_buffer_size 32k;                                            #代理缓存用户头信息的缓存区大小
    proxy_buffers 4 128k;                                            #缓存区的设置
    proxy_busy_buffers_size 256k; 
        #从proxy_buffers划出一部分缓冲区来专门向客户端传送数据的地方
    proxy_max_temp_file_size 256k;
        #超大的响应头存储成文件。
    }

}

保存退出
systemctl restart nginx

(3)客户端修改hosts文件指向lb1,测试访问

(4)扩展:创建优化项文件,网站配置文件直接调用(选做,但推荐)
vim /etc/nginx/nginx_params
添加:
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

proxy_connect_timeout 30;
proxy_send_timeout 60;
proxy_read_timeout 60;

proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 32k;
proxy_buffers 4 128k;
保存退出

网站配置调用
vim /etc/nginx/conf.d/lb1.conf
修改为:
server {
listen 80;
server_name blog.benet.com;

    location / {
            proxy_pass http://192.168.8.20;
            include nginx_params;
    }

}
}
保存退出
重启nginx:systemctl restart nginx

2.负载均衡(Load Balance),简写LB
面对高并发web请求,使用各种调度算法(rr,wrr,lc,wlc,ip_hash),分散转发到后台web群集节点,提高数据吞吐量,高容灾
常见的LB:
软件:lvs nginx haproxy
硬件:F5
云LB:阿里云SLB 腾讯云CLB 青云QLB ucloud ULB

四层负载:ip地址    tcp/udp  端口号
七层负载:HTTP  https  ftp   SMTP  

(1)修改lb1的配置文件,添加负载均衡功能
vim /etc/nginx/conf.d/lb1.conf
修改为:
upstream web_cluster {
server 192.168.8.20:80;
server 192.168.8.30:80;
}

server {
listen 80;
server_name blog.benet.com;

    location / {
            proxy_pass http://web_cluster;
            include nginx_params;
    }

}
}
保存退出
重启nginx:systemctl restart nginx

(2)客户端访问验证,浏览器如果判断不出来,就看web节点上的日志。

(3)nginx负载均衡后端状态
weight 权重,默认为1
down 当前节点服务器不参与负载均衡
backup 备份服务器
max_fails 允许请求失败的次数
fail_timeout 经过max_fails失败后,服务的暂停时间
max_conns 同一ip最大连接数

例子:
vim /etc/nginx/conf.d/lb1.conf
修改为:
upstream web_cluster {
server 192.168.8.20:80 max_fails=2 fail_timeout=10s max_conns=1;
server 192.168.8.30:80 down; #一般用于停机维护
}

#

1.配置4层负载均衡,发布内部服务器的ssh和mysql
lb:192.168.8.10
web1: 192.168.8.20
mysql: 192.168.8.30

vim /etc/nginx/nginx.conf
插入数据到http字段上方:
stream {
upstream sshweb1 {
server 192.168.8.20:22;
}
upstream mysql {
server 192.168.8.30:3306;
}

    server {
            listen 5555;
            proxy_pass sshweb1;
            proxy_connect_timeout 30;
            proxy_timeout 60;
    }
    server {
            listen 7777;
            proxy_pass mysql;
            proxy_connect_timeout 30;
            proxy_timeout 60;
    }

}
保存退出
重启服务:systemctl restart nginx

客户端访问验证ssh:
xshell: ssh root@192.168.8.10 5555
linux: ssh root@192.168.8.10 -p 5555

客户端访问验证mysql:
安装navicat,建立连接192.168.8.10,端口7777

#

高可用-增加容错性(HA:High availability)

协议:VRRP(虚拟路由冗余协议) 公有协议 224.0.0.18
HSRP(热备份路由协议) 私有协议,Cisco公司 224.0.0.5 224.0.0.6

高可用软件:
keepalived:使用vrrp实现多台主机高可用群集
高可用角色:master 主服务器
backup 备服务器

实施步骤:
目的:实现两台负载均衡器的高可用
环境:两台负载均衡器
lb1:192.168.8.10
lb2:192.168.8.40

(1)安装keepalived(两台都装)
yum -y install keepalived

(2)配置keepalived
主服务器:lb1
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
修改为:
global_defs {
router_id lb1 #删除vrrp_strict行
}

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 {
192.168.8.254
}
}
保存退出
启动服务:
systemctl restart keepalived
systemctl enable keepalived

备服务器:lb2
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
修改为:
global_defs {
router_id lb2 #路由id号,和主服务器必须不同(删除vrrp_strict行)
}

vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP #状态:BACKUP备 MASTER主
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 99 #优先级:备比主要小
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.8.254 #虚拟路由ip,公共ip
}
}
保存退出
启动服务:
systemctl restart keepalived
systemctl enable keepalived

(3)查看虚拟ip(漂移ip地址)
ip a show dev ens33

(4)复制lb1(192.168.8.10)关于nginx的配置到lb2(192.168.8.40)
现在lb2安装nginx:yum -y install nginx
在lb1上scp复制nginx的所有配置:
scp -rp /etc/nginx/* root@192.168.8.40:/etc/nginx
然后,在lb2上启动nginx服务:
systemctl restart nginx

(5)客户端修改hosts文件,访问验证(访问成功,关闭主服务器,再访问)
vim /etc/hosts
修改为:
192.168.8.254 blog.benet.com
保存退出

3.高可用裂脑
高可用节点之间互相失去联系,自认为自己是主服务器,就会出现多主现象,即裂脑现象
裂脑出现的原因:
心跳线松动或网卡故障
服务器硬件故障,崩溃
节点服务器开启防火墙,却没有做vrrp例外
nginx服务死掉,不会出现裂脑现象,但整个集群都无法正常运作

(1)检测裂脑脚本(在备用服务器:192.168.8.132运行)
vim split_brain.sh

!/bin/sh

while true
do
ping -c 2 -W 3 192.168.8.10 &> /dev/null
if [ $? -eq 0 -a ip add|grep 192.168.8.254|wc -l -eq 1 ]
then
echo "split brain....."
else
echo "HA is ok"
fi
sleep 5
done
保存退出
chmod +x split_brain.sh
source split_brain.sh

开启防火墙验证:systemctl start firewalld
解决因为防火墙出现的裂脑现象:
firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT
firewall-cmd --reload

(2)解决nginx故障造成群集无法工作
编辑nginx监控脚本
vim /sh/check_nginx_proxy.sh

!/bin/bash

killall -0 nginx
if [ $? -ne 0 ];then
systemctl stop keepalived
fi

chmod +x /sh/check_nginx_proxy.sh

添加脚本追踪模块到keepalived配置文件
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id lb1
}
vrrp_script check_nginx_proxy {
script “/sh/check_nginx_proxy.sh”
interval 2
weight 5
}
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 {
192.168.1.254
}
track_script {
check_nginx_proxy
}
}
保存退出
重启服务:systemctl restart keepalived

(3)主服务器添加计划任务
crontab -e

          • /bin/bash /sh/check_nginx_proxy.sh

(4)主服务器关闭nginx,测试keepalived地址漂移

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