nginx负载均衡优化和高可用

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

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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