使用Lvs+Nginx集群搭建高并發(fā)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)示例
高并發(fā)站點(diǎn)不僅要考慮網(wǎng)站后端服務(wù)的穩(wěn)定，還需要考慮服務(wù)能否接入巨大流量、承受巨大流量，如下圖：
1:流量接入，可以采用Lvs+Nginx集群，這種方式能接入的QPS能高達(dá)數(shù)百萬(wàn)
2:通過Lvs實(shí)現(xiàn)Nginx集群，Nginx+Tomcat實(shí)現(xiàn)后端服務(wù)集群，完成了從接入層流量處理到后端服務(wù)集群高并發(fā)處理
1. Lvs介紹
LVS(Linux Virtual Server),即Linux虛擬服務(wù)器。它用于多服務(wù)器的負(fù)載均衡，工作在網(wǎng)絡(luò)四層，可以實(shí)現(xiàn)高性能，高可用的服務(wù)器集群技術(shù)，它穩(wěn)定可靠，即使在集群的服務(wù)器中某臺(tái)服務(wù)器無法正常工作，也不影響整體效果。是基于TCP/IP做的路由和轉(zhuǎn)發(fā)，穩(wěn)定性和效率極高。
一個(gè)LVS集群往往包含以下角色：
1:DS：Director Server。虛擬服務(wù)，負(fù)責(zé)調(diào)度
2:RS：Real Server。后端真實(shí)的工作服務(wù)器。
3:VIP：向外部直接面向用戶請(qǐng)求，作為用戶請(qǐng)求的目標(biāo)的IP地址
4:DIP：Director Server IP，DS的IP
5:RIP：Real Server IP，后端服務(wù)器的IP地址
6:CIP：Client IP,訪問客戶端的IP地址
2. Lvs 負(fù)載均衡模式
lvs提供了3種負(fù)載均衡模式，每種負(fù)載均衡模式適用的場(chǎng)景有差異，我們來講解一下這三種負(fù)載均衡模式。
2.1 NAT
用戶的請(qǐng)求到分發(fā)器后，通過預(yù)設(shè)的iptables規(guī)則，把請(qǐng)求的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到后端的RS上去。RS需要設(shè)定網(wǎng)關(guān)為分發(fā)器的內(nèi)網(wǎng)IP。用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)包和返回給用戶的數(shù)據(jù)包全部經(jīng)過分發(fā)器，所以分發(fā)器稱為瓶頸。在NAT模式中，只需要分發(fā)器有公網(wǎng)IP即可，所以比較節(jié)省公網(wǎng)IP資源。
2.2 TUN
這種模式需要有一個(gè)公共的IP配置在分發(fā)器和所有的RS上，我們把它叫做VIP?？蛻舳苏?qǐng)求的目標(biāo)IP為VIP，分發(fā)器接收到請(qǐng)求數(shù)據(jù)包后，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)包做一個(gè)加工，會(huì)把目標(biāo)IP改為RS的IP，這樣數(shù)據(jù)包就到了RS上。RS接收數(shù)據(jù)包后，會(huì)還原原始數(shù)據(jù)包，這樣目標(biāo)IP為VIP，因?yàn)樗蠷S上配置了這個(gè)VIP，所以他會(huì)認(rèn)為是它自己。
2.3 DR模式
和IP Tunnel較為相似，不同的是，它會(huì)把數(shù)據(jù)包的MAC地址修改為RS的MAC地址。真實(shí)服務(wù)器將響應(yīng)直接返回給客戶。
這種方式?jīng)]有IP隧道的開銷，對(duì)集群中的真實(shí)服務(wù)期也沒有必須支持IP隧道協(xié)議的要求，但是要求調(diào)度器與真實(shí)服務(wù)器都有一塊網(wǎng)卡連在同一物理網(wǎng)段上。
3. Lvs DR模式配置
綜合上面分析，我們可以得出結(jié)論，DR模式性能效率比較高，安全性很高，因此一般公司都推薦使用DR模式。我們這里也配置DR模式實(shí)現(xiàn)Lvs+Nginx集群。
我們準(zhǔn)備了3臺(tái)機(jī)器：首先確保三臺(tái)機(jī)器都安裝了Nginx。
1:192.168.183.133 (DS) 192.168.183.150 對(duì)外提供服務(wù) 2:192.168.183.134 (RS) 192.168.183.150 真實(shí)服務(wù)處理業(yè)務(wù)流程 3:192.168.183.135 (RS) 192.168.183.150 真實(shí)服務(wù)處理業(yè)務(wù)流程
VIP:192.168.183.150
3.1 Vip配置
關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)配置管理器(每臺(tái)機(jī)器都要做)
systemctl stop NetworkManager systemctl disable NetworkManager
配置虛擬IP(VIP 192.168.183.133中配置)
在/etc/sysconfig/network-scripts創(chuàng)建文件ifcfg-ens33:1，內(nèi)容如下：
BOOTPROTO=static DEVICE=ens33:1 ONBOOT=yes IPADDR=192.168.183.150 NETMASK=255.255.255.0
重啟網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：
service network restart
我們可以看到在原來的網(wǎng)卡上面添加了一個(gè)虛擬IP 150。
同時(shí)需要對(duì)192.168.183.134、192.168.183.135構(gòu)建虛擬機(jī)IP，但只是用于返回?cái)?shù)據(jù)，而不能被用戶訪問到，這時(shí)候需要操作ifcfg-lo。
IPADDR=127.0.0.1，這里127.0.0.1屬于本地回環(huán)地址，不屬于任何一個(gè)有類別地址類。它代表設(shè)備的本地虛擬接口，所以默認(rèn)被看作是永遠(yuǎn)不會(huì)宕掉的接口。
NETMASK=255.255.255.255
192.168.183.134：
將ifcfg-lo拷貝一份ifcfg-lo:1,并修改ifcfg-lo:1配置，內(nèi)容如下：
刷新lo：
ifup lo
查看IP可以發(fā)現(xiàn)lo下多了150ip。
192.168.100.133知行和上面相同的操作。
3.2 LVS集群管理工具安裝
ipvsadm用于對(duì)lvs集群進(jìn)行管理，需要手動(dòng)安裝。DS安裝即可。
安裝命令：
yum install ipvsadm
版本查看：
ipvsadm -Ln
效果如下：
3.3 地址解析協(xié)議
在192.168.183.134和192.168.183.135中操作。
arp_ignore和arp_announce參數(shù)都和ARP協(xié)議相關(guān)，主要用于控制系統(tǒng)返回arp響應(yīng)和發(fā)送arp請(qǐng)求時(shí)的動(dòng)作。這兩個(gè)參數(shù)很重要，特別是在LVS的DR場(chǎng)景下，它們的配置直接影響到DR轉(zhuǎn)發(fā)是否正常。
arp-ignore：arp_ignore參數(shù)的作用是控制系統(tǒng)在收到外部的arp請(qǐng)求時(shí)，是否要返回arp響應(yīng)（0~8，2-8用的很少）
配置文件：/etc/sysctl.conf，將如下文件拷貝進(jìn)去：
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
刷新配置：
sysctl -p
添加路由：此時(shí)如果無法識(shí)別route，需要安裝相關(guān)工具yum install net-tools。
route add -host 192.168.183.150 dev lo:1
添加了一個(gè)host地址，目的是用于接收數(shù)據(jù)報(bào)文，接收到了數(shù)據(jù)報(bào)文后會(huì)交給lo:1處理。（防止關(guān)機(jī)失效，需要將上述命令添加到/etc/rc.local中）
添加完host后，可以查看一下：route -n,能明顯看到效果。
上述配置我們同樣要在192.168.183.135中配置。
3.4 集群配置
ipvsadm命令講解：
ipvsadm -A:用于創(chuàng)建集群
ipvsadm -E:用于修改集群
ipvsadm -D:用于刪除集群
ipvsadm -C:用于清除集群數(shù)據(jù)
ipvsadm -R:用于重置集群配置規(guī)則
ipvsadm -S:用于保存修改的集群規(guī)則
ipvsadm -a:用于添加一個(gè)rs節(jié)點(diǎn)
ipvsadm -e:用于修改一個(gè)rs節(jié)點(diǎn)
ipvsadm -d:用于刪除一個(gè)rs節(jié)點(diǎn)
添加集群TCP服務(wù)地址：（外部請(qǐng)求由該配置指定的VIP處理）
ipvsadm -A -t 192.168.183.150:80 -s rr
參數(shù)說明：
- -A：添加集群配置
- -t：TCP請(qǐng)求地址(VIP)
- -s：負(fù)載均衡算法
負(fù)載均衡算法：
| 算法 | 說明 |
|---|---|
| rr | 輪詢算法，它將請(qǐng)求依次分配給不同的rs節(jié)點(diǎn)，也就是RS節(jié)點(diǎn)中均攤分配。這種算法簡(jiǎn)單，但只適合于RS節(jié)點(diǎn)處理性能差不多的情況 |
| wrr | 加權(quán)輪訓(xùn)調(diào)度，它將依據(jù)不同RS的權(quán)值分配任務(wù)。權(quán)值較高的RS將優(yōu)先獲得任務(wù)，并且分配到的連接數(shù)將比權(quán)值低的RS更多。相同權(quán)值的RS得到相同數(shù)目的連接數(shù)。 |
| Wlc | 加權(quán)最小連接數(shù)調(diào)度，假設(shè)各臺(tái)RS的全職依次為Wi，當(dāng)前tcp連接數(shù)依次為Ti，依次去Ti/Wi為最小的RS作為下一個(gè)分配的RS |
| Dh | 目的地址哈希調(diào)度（destination hashing）以目的地址為關(guān)鍵字查找一個(gè)靜態(tài)hash表來獲得需要的RS |
| SH | 源地址哈希調(diào)度（source hashing）以源地址為關(guān)鍵字查找一個(gè)靜態(tài)hash表來獲得需要的RS |
| Lc | 最小連接數(shù)調(diào)度（least-connection）,IPVS表存儲(chǔ)了所有活動(dòng)的連接。LB會(huì)比較將連接請(qǐng)求發(fā)送到當(dāng)前連接最少的RS. |
| Lblc | 基于地址的最小連接數(shù)調(diào)度（locality-based least-connection）：將來自同一個(gè)目的地址的請(qǐng)求分配給同一臺(tái)RS，此時(shí)這臺(tái)服務(wù)器是尚未滿負(fù)荷的。否則就將這個(gè)請(qǐng)求分配給連接數(shù)最小的RS，并以它作為下一次分配的首先考慮。 |
DS中配置rs(2個(gè))節(jié)點(diǎn)：
ipvsadm -a -t 192.168.183.150:80 -r 192.168.183.134:80 -g ipvsadm -a -t 192.168.183.150:80 -r 192.168.183.135:80 -g
參數(shù)說明：
- -a：給集群添加一個(gè)節(jié)點(diǎn)
- -t：指定VIP地址
- -r：指定real server地址
- -g：表示LVS的模式為dr模式
添加了節(jié)點(diǎn)后，我們通過ipvsadm -Ln查看，可以看到多了2個(gè)節(jié)點(diǎn)。
此時(shí)集群列表中客戶端請(qǐng)求數(shù)據(jù)和TCP通信數(shù)據(jù)會(huì)持久化保存，為了更好看到效果，我們可以把時(shí)間設(shè)置成2秒保存，如下命令：
ipvsadm --set 2 2 2
此時(shí)我們請(qǐng)求http://192.168.183.150/測(cè)試
可以發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求會(huì)在兩臺(tái)Nginx輪詢切換。
到此這篇關(guān)于使用Lvs+Nginx集群搭建高并發(fā)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Lvs Nginx集群搭建高并發(fā)內(nèi)容請(qǐng)搜索本站以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持本站！
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