您现在的位置是：首页 >技术杂谈 >Ngnix负载均衡和高可用集群及搭建与相关理论网站首页技术杂谈

Ngnix负载均衡和高可用集群及搭建与相关理论

学习3人组 2023-06-14 20:00:02
简介Ngnix负载均衡和高可用集群及搭建与相关理论

Ngnix负载均衡和高可用集群及搭建与相关理论

全文目录

要搭建 Nginx 高可用集群，您可以遵循以下步骤：

  1. 安装 Nginx：在每个服务器上安装 Nginx。

  2. 安装 keepalived：安装 keepalived 负责 IP 地址管理和服务器的故障检测。

  3. 配置 keepalived：配置 keepalived 来设置虚拟 IP（VIP）。VIP 是在集群中所有节点之间共享的 IP 地址，当一个节点失效时它可以在其他节点上接管它。

  4. 配置 Nginx：配置 Nginx 以使用 VIP。这意味着在每个节点上都需要相同的 Nginx 配置。

  5. 启动服务：启动 Nginx 和 keepalived 服务并确保它们自动启动。

  6. 测试：测试集群是否正常工作。

高可能保持原理

keepalived 的主要原理是基于 VRRP（虚拟路由冗余协议）来提供 IP 地址高可用性和故障转移。它允许多台服务器共享同一个虚拟 IP 地址，并且能够在某一台服务器出现故障时，自动将虚拟 IP 转移到其他正常的服务器上。

安装 keepalived：

  1. 在 Linux 系统上安装 keepalived，可以使用如下命令进行安装：

    sudo apt-get update
sudo apt-get install keepalived

  2. 安装完成后，可以使用如下命令检查版本：

    keepalived -v

配置 keepalived：

  1. 配置主备节点：需要选择两个节点作为主备节点，一个作为 master 服务器，另一个作为 backup/server 服务器。

  2. 修改 keepalived 配置文件：keepalived 配置文件默认路径为 /etc/keepalived/keepalived.conf，可以使用编辑器打开该文件进行修改。配置文件中包含以下内容：

    global_defs {
    router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_nginx {
    script "killall -0 nginx"
    interval 2
    weight 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 101
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.199
    }
    track_script {
        chk_nginx
    }
}

    在配置文件中，可以设置全局定义（global_defs）、VRRP 脚本（vrrp_script）和 VRRP 实例（vrrp_instance）。

  3. 启动 keepalived 服务：在两个服务器上都启动 keepalived 服务。命令如下：

    sudo systemctl start keepalived

  4. 检查状态：使用如下命令进行检查，在 master 服务器上应该显示 Master，而在 backup/server 服务器上应该显示 Backup。

    ip addr show eth0
systemctl status keepalived

keepalived 是一种高可用性解决方案，它通过跟踪指定的服务或进程来检测服务器的状态，并在主节点发生故障时自动将虚拟 IP 转移到备份服务器上。正确安装和配置 keepalived 是保证系统高可用性的一项重要步骤。

配置keepalived的IP

步骤如下：

  1. 在keepalived的配置文件中，设置自己的虚拟IP地址。这可以在“vrrp_instance”块中完成。例如，假设要配置虚拟IP为192.168.1.100，则应该添加以下行：
virtual_ipaddress {
  192.168.1.100
}
  1. 在每个运行keepalived的服务器上，需要确保网络接口配置正确。如果您的服务器正在运行Ubuntu操作系统，则可以使用以下命令查看网络接口配置：
$ sudo nano /etc/network/interfaces

在这个文件中，您应该会看到类似以下内容的行：

auto eth0
iface eth0 inet static
  address 192.168.1.10
  netmask 255.255.255.0
  gateway 192.168.1.1

这些行定义了一些网络接口的属性，包括IP地址和子网掩码。要将虚拟IP添加到该接口上，请添加以下行：

auto eth0:0
iface eth0:0 inet static
  address 192.168.1.100
  netmask 255.255.255.0

添加完毕后，保存文件并退出。

  1. 现在，您需要让keepalived知道哪个接口应该使用虚拟IP。可以通过在keepalived配置文件中的“interface”块中指定接口名称来完成。例如，要将虚拟IP分配给名称为“eth0”的网络接口，请添加以下行：
interface eth0

完成上述步骤后，keepalived将配置并使用虚拟IP。

将外部域名解析到Keepalived的虚拟IP上

要将外部域名解析的IP绑定到Keepalived的虚拟IP上，您需要进行以下步骤：

  1. 在DNS服务器中将您的域名指向Keepalived的虚拟IP地址。例如：您可以在DNS配置中添加一个A记录，将域名mydomain.com指向虚拟IP地址。

  2. 在Nginx服务器中，将Nginx配置文件中的server_name设置为您的域名。例如：

server {
  listen 80;
  server_name mydomain.com;
  location / {
    proxy_pass http://your_upstream_server;
  }
}

这样，当外部用户访问mydomain.com时，请求将被路由到Keepalived的虚拟IP上，并转发到您的Nginx服务器。
服务器的IP地址和Keepalived虚拟IP都是非常重要的组成部分。服务器IP地址是用于识别和访问各个服务器的标志，而Keepalived虚拟IP则是用于提供服务的统一访问地址，保证了服务的高可用性和稳定性

在公网上设置Keepalived虚拟IP需要注意一些安全性问题。以下是大致的操作步骤：

  1. 首先，在需要部署服务的所有服务器上安装Keepalived软件。

  2. 确保服务器能够正常通信，配置主机名和IP地址。

  3. 在各个服务器上配置服务，并测试其可用性。

  4. 修改Keepalived配置文件（一般为/etc/keepalived/keepalived.conf），完成虚拟IP地址、真实服务器的IP及权重等配置。

  5. 启动Keepalived服务。

  6. 根据需要，可以使用防火墙来限制对虚拟IP的访问。

  7. 相关服务的负载均衡和监控可以通过其他工具来实现，比如Nginx、HAProxy等。

需要注意的是，在公网上部署Keepalived虚拟IP需要仔细考虑服务器的安全性，比如防止DDoS攻击、IP欺骗等问题，使用防火墙和其他安全工具来提升服务器的安全性。

如何验证配置的正确性

可以按照以下步骤进行：

  1. 首先确保Nginx进程正在运行，并且keepalived服务已经启动。
  2. 执行以下命令检查Nginx配置文件是否存在语法错误：sudo nginx -t
  3. 如果上述命令返回成功，则表示Nginx配置文件没有语法错误，可以继续测试。
  4. 尝试使用curl或者telnet等工具尝试连接到虚拟IP地址并访问Nginx服务。例如，使用curl命令：curl http://虚拟IP地址/。
  5. 如果curl命令返回HTTP 200 OK状态码以及预期的内容，则表示Nginx配置正确。
  6. 另外也可以在Nginx配置文件中添加一个简单的测试页面来验证Nginx是否正常运行。

以上是测试Nginx配置正确性的基本步骤，可以根据具体情况进行适当的调整。

Nginx专用调试工具ngx_conf_t

它可以在运行时检查Nginx配置的语法和正确性。使用该工具需要将Nginx编译时加上–with-debug参数来开启debug模式。ngx_conf_t支持以下常见选项：

  • -t：测试Nginx配置文件的语法
  • -T：显示Nginx配置文件的语法树
  • -q：静默模式，如果配置正常则不输出任何内容，否则输出错误信息

例如，要检查Nginx配置文件的语法，可以使用以下命令：

nginx -t -c /path/to/nginx.conf

如果配置文件语法正确，则输出"configuration file /path/to/nginx.conf syntax is ok"，否则输出错误信息。

Ng从入门到精通

如何对前后端多台服务器进行负载均衡

首先，我们需要安装Nginx。如果您使用的是Ubuntu系统，可以通过以下命令进行安装：

sudo apt-get update
sudo apt-get install nginx

安装完成后，我们需要编辑Nginx配置文件以实现分组负载均衡。

假设我们有两个前端服务器，分别为 192.168.1.100 和 192.168.1.101，两个后端服务器，分别为 192.168.1.200 和 192.168.1.201。我们可以按照以下步骤进行配置：

  1. 打开Nginx配置文件，一般在 /etc/nginx/nginx.conf

  2. 在http模块中添加以下内容：

upstream frontend {
    server 192.168.1.100;
    server 192.168.1.101;
}

upstream backend {
    server 192.168.1.200;
    server 192.168.1.201;
}

这里定义了两个 upstream 块，分别命名为 frontend 和 backend。每个 upstream 块包含多个服务器地址，用于实现负载均衡。

  1. 在server模块中，配置需要反向代理的前端和后端服务。例如：
server {
    listen 80;
    server_name frontend.example.com;

    location / {
        proxy_pass http://frontend;
    }
}

server {
    listen 80;
    server_name backend.example.com;

    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

这里定义了两个反向代理配置块，对应着前端和后端服务。对于每个配置块，我们指定了服务器监听的端口和域名。在 location 块中，我们使用 proxy_pass 指令将请求转发到对应 upstream 块中定义的服务器地址。

  1. 最后，保存文件并重启Nginx服务：
sudo service nginx restart

这样，前端服务和后端服务就分别通过负载均衡器进行了分组负载均衡。

如果您想测试一下是否生效，可以使用 curl 命令模拟请求：

curl http://frontend.example.com
curl http://backend.example.com

以上命令应该会随机访问负载均衡器中定义的服务器列表。

常用的几种Ngnix负载均衡配置

Nginx负载均衡有多种方式，这里介绍其中常用的几种方式和配置示例。

  1. 轮询（Round Robin）负载均衡方式

示例配置：

http {
    upstream backend {
        server backend1.example.com;
        server backend2.example.com;
        server backend3.example.com;
    }
 
    server {
        listen 80;
        
        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

以上配置中，使用upstream模块定义了三个后端服务器，通过proxy_pass指令将请求转发给upstream模块定义的后端服务器。Nginx默认采用轮询算法进行负载均衡。

  1. IP Hash负载均衡方式

示例配置：

http {
    upstream backend {
        ip_hash;
        server backend1.example.com;
        server backend2.example.com;
        server backend3.example.com;
    }
 
    server {
        listen 80;
        
        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

以上配置中，使用ip_hash指令启用IP Hash负载均衡算法，即将同一个客户端的请求发送到同一个后端服务器。如果某个后端服务器不可用，则该客户端的请求会被发送到另一个可用的后端服务器。

  1. Least Connections负载均衡方式

示例配置：

http {
    upstream backend {
        least_conn;
        server backend1.example.com;
        server backend2.example.com;
        server backend3.example.com;
    }
 
    server {
        listen 80;
        
        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

以上配置中，使用least_conn指令启用Least Connections负载均衡算法，即将请求发送到当前连接数最少的后端服务器。如果某个后端服务器的连接数增加了，则该服务器的权重会相应地减小，请求会被分发到连接数更少的其他服务器上。

  1. URL Hash负载均衡方式

示例配置：

http {
    upstream backend {
        hash $request_uri;
        server backend1.example.com;
        server backend2.example.com;
        server backend3.example.com;
    }
 
    server {
        listen 80;
        
        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

以上配置中，使用hash指令启用URL Hash负载均衡算法，即将同一URL的请求发送到同一个后端服务器。如果某个后端服务器不可用，则该URL的请求会被发送到另一个可用的后端服务器。

5、Nginx加权负载均衡的配置示例：

http {
    upstream my_servers {
        server 192.168.0.2 weight=3;
        server 192.168.0.3 weight=2;
        server 192.168.0.4 weight=1;
    }

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        location / {
            proxy_pass http://my_servers;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
    }
}

在这个配置中，我们定义了一个名为my_servers的上游服务器组，其中有三个服务器分别具有不同的权重。默认情况下，每个服务器的权重值为1。在这里，我们设置服务器2拥有3个单位的权重，服务器3拥有2个单位的权重，服务器4拥有1个单位的权重。

接下来，我们在server块中使用proxy_pass将请求代理到上游服务器组my_servers。这样，根据权重值，Nginx会将更多的请求发送到拥有更高权重值的服务器。我们还设置了一些HTTP头信息，以确保客户端和服务器之间的信息传递正确。

当客户端向Nginx发送请求时，Nginx会将该请求代理到my_servers中的某个服务器上。如果某个服务器出现故障或暂停服务，Nginx会自动将该服务器从上游服务器组中移除，确保客户端始终连接到可用的服务器上。

上述示例都是在单个Nginx服务器上进行负载均衡，实际生产环境中可以通过多个Nginx服务器组成一个负载均衡集群，以提高负载均衡的性能和可靠性。

负载均衡器的IP裸露和域名解析问题

要将域名解析到负载均衡的服务器集群，需要进行以下步骤：

  1. 在域名注册商处设置域名解析。根据域名注册商的不同，设置方式可能会有所不同，一般需要将域名指向负载均衡器的IP地址。

  2. 在负载均衡器上配置实例。需要将负载均衡器绑定到一个公网IP地址上，并在负载均衡器上添加实例，即实际提供服务的服务器或容器。每个实例都有自己的IP地址和端口号。

  3. 配置负载均衡策略。可以根据需求设置不同的负载均衡策略，比如轮询、最小连接数等。

  4. 配置健康检查。在负载均衡器上要配置健康检查，以确保所有实例都能够正常工作。如果某个实例出现故障，则会自动将请求转发到其他可用实例。

  5. 配置防火墙规则。为了保证网络安全，需要在负载均衡器和实例之间设置防火墙规则，限制访问来源。

通过以上步骤，可以将域名解析到负载均衡的服务器集群，并设置对外的IP地址。

风语者！平时喜欢研究各种技术，目前在从事后端开发工作，热爱生活、热爱工作。

站长推荐