java程式設計—如何搭建Keepalived+Nginx+Tomcat高可用負載均衡架構

一.概述

初期的網際網路企業由于業務量較小，是以一般單機部署，實作單點通路即可滿足業務的需求，這也是最簡單的部署方式，但是随着業務的不斷擴大，系統的通路量逐漸的上升，單機部署的模式已無法承載現有的業務量，需要進行服務叢集化部署，本文主要介紹服務端Tomcat多執行個體部署，以及如何保證web服務的高可用方案。

• Nginx 是一個高性能的 HTTP反向代理伺服器
• Keepalived 是一個基于VRRP協定來實作的LVS服務高可用方案，可以利用其來避免服務的單點故障
• Tomcat 是一個免費的開放源代碼的Web 應用伺服器，屬于輕量級應用伺服器。

二. Nginx的高可用負載均衡架構

如下圖：為典型的Tomcat服務多執行個體部署的架構圖

• （1）使用者通過域名請求到DNS，由DNS解析域名後傳回對應的IP位址，該IP及為Keepalived映射伺服器的虛拟IP
• （2）通過該虛拟IP通路到對應的負載均衡器（Nginx），這裡Nginx部署兩個，然後通過Keepalived來保證NG的高可用，正常情況下由Keepalived-M将虛拟IP映射轉發至Nginx-M，如果Nginx-M出現故障，此時Keepalived會切換至Keepalived-S開始工作，進而保證了NG的單點故障問題。
• （3）通過Nginx負載均衡器，将請求路由到對應的Tomcat服務。

想要學習Java高架構、分布式架構、高可擴充、高性能、高并發、性能優化、Spring boot、Redis、ActiveMQ、Nginx、Mycat、Netty、Jvm大型分布式項目實戰學習架構師視訊免費擷取

架構群;468947140

三. 搭建Keepalived + Nginx + Tomcat的高可用負載均衡架構

1. 需要準備的軟體

• （1）apache-tomcat-8.5.16.tar.gz
• （2）nginx-1.12.2.tar.gz
• （3）keepalived-1.3.9.tar.gz

2.伺服器準備

兩台伺服器如：192.168.10.11，192.168.10.12

3.安裝需要的依賴包

$ yum -y install gcc gcc-c++ automake pcre pcre-devel zlib zlib-devel open openssl-devel

4.安裝

4.1 安裝Tomcat

（1）分别在兩台伺服器中安裝Tomcat，解壓apache-tomcat-8.5.16.tar.gz及可完成安裝。

4.2 安裝Nginx

• （1）解壓安裝包：tar -zxvf nginx-1.12.2.tar.gz
• （2）進入到nginx-1.12.2目錄：cd nginx-1.12.2
• （3）編譯：

$ ./configure --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --prefix=/usr/local/nginx

$ sudo make && sudo make install

4.3 安裝Keepalived

• （1）解壓安裝包：tar -zxvf keepalived-1.3.9.tar.gz
• （2）進入到keepalived-1.3.9目錄：cd keepalived-1.3.9
• （3）執行編譯：

$ ./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc

5 配置

5.1 分别配置兩台伺服器的Nginx

• （1）分别修改兩台伺服器nginx配置檔案，vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
• （2）内容如下：

#nginx程序數

worker_processes 1;

#單個程序最大連接配接數

events {

worker_connections 1024;

}

#http伺服器配置

http {

include mime.types;

default_type application/octet-stream;

sendfile on;

#長連接配接逾時時間，機關是秒

keepalive_timeout 65;

#upstream負載均衡配置，配置路由到tomcat的服務位址以及權重

upstream localhost{

server 192.168.10.11:8080 weight=2;

server 192.168.10.12:8080 weight=2;

#虛拟主機的配置

server {

#監聽端口

listen 80;

#域名可以有多個，用空格隔開

server_name localhost;

location / {

root html;

index index.html index.htm;

#nginx跟後端伺服器連接配接逾時時間(代理連接配接逾時)

proxy_connect_timeout 3;

#後端伺服器資料回傳時間(代理發送逾時)

proxy_send_timeout 30;

#連接配接成功後，後端伺服器響應時間(代理接收逾時)

proxy_read_timeout 30;

proxy_pass http://localhost;

error_page 500 502 503 504 /50x.html;

location = /50x.html {

5.2 主Keepalived配置

• （1）修改11伺服器的keepalived配置檔案，vi /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived

#全局配置

global_defs {

#keepalived切換的時候，發消息到指定的email，可配置多個email

notification_email {

[email protected]

[email protected]

#通知郵件從哪個位址發出

notification_email_from [email protected]

#通知郵件的smtp位址

smtp_server smtp.exmail.qq.com

#連接配接smtp伺服器的逾時時間，機關秒

smtp_connect_timeout 30

#Keepalived的機器辨別，一個網絡内保持唯一

router_id nginx-master

#執行腳本配置

vrrp_script chk_nginx {

#腳本所在路徑

script "/home/project/keepalived/check_nginx.sh"

#腳本執行間隔時間，秒

interval 2

#優先級

weight 2

#keepalived執行個體配置

vrrp_instance VI_1 {

#指定執行個體的初始狀态，MASTER或BACKUP兩種狀态，并且需要大寫

state MASTER

#執行個體綁定的網卡

interface ens33

#虛拟路由辨別，是一個數字，整個VRRP内唯一，如果keepalived配置了主備，需要相同

virtual_router_id 51

#優先級，數值愈大，優先級越高

priority 100

#MASTER與BACKUP之間同步檢查的時間間隔，機關為秒

advert_int 1

#通信驗證

authentication {

auth_type PASS

auth_pass feinik

#追蹤外圍腳本

track_script {

#這裡配置vrrp_script的名稱

chk_nginx

#虛拟ip配置，可配置多個

virtual_ipaddress {

192.168.10.200

5.3 備Keepalived配置

• （1）修改12伺服器的keepalived配置檔案，vi /etc/keepalived/keepalived.conf

state BACKUP

priority 99

5.4 Nginx狀态檢查腳本建立

（1）建立Nginx的狀态檢查腳本：check_nginx.sh

#!/bin/sh

NGINX=/usr/common/nginx/sbin/nginx

PORT=80

nmap localhost -p $PORT | grep "$PORT/tcp open"

#echo $?

if [ $? -ne 0 ];then

$NGINX -s stop

#這裡再次嘗試啟動NG

$NGINX

sleep 5

[ $? -ne 0 ] && cd /usr/common/keepalived/sbin && pkill keepalived

echo "stoped"

fi

4 運作測試

• （1）為了更直覺的檢視到keepalived切換的效果，将11伺服器中的nginx的upstream服務隻配置11的tomcat服務位址，12伺服器中的upstream服務隻配置12的tomcat服務位址，這樣隻需要觀察将11伺服器中的nginx關閉看使用虛拟ip是否可以通路到12伺服器的tomcat。
• （2）分别啟動兩個伺服器中的tomcat、nginx、keepalived，通路虛拟ip：192.168.10.200，可以檢視到通路的是主keepalived伺服器的tomcat

• image.png
• （3）關閉11伺服器的nginx，nginx -s stop，再次通路虛拟ip，如下：說明主keepalived通過配置的腳本檢測到了本服務的nginx服務挂掉了，是以立馬切換至了備的keepalived，這時12伺服器的keepalived升為了主，是以就通路到了12伺服器的tomcat。

歡迎大家加入架構群：468947140

本群提供免費的學習指導 架構資料 以及免費的解答

不懂得問題都可以在本群提出來 還會有職業生涯規劃以及面試指導

進群修改群備注：開發年限-地區-經驗

友善架構師解答問題