Linux下NGINX實作高可用

一、Linux安裝NGINX

在Centos下，yum來源不提供nginx的安裝，可以透過切換yum來源的方法取得安裝。也可以直接下載安裝套件的方法，以下指令皆需root權限執行：先安裝必要的函式庫（nginx中gzip模組需要zlib函式庫，rewrite模組需要pcre函式庫，ssl功能需要openssl函式庫）。選定/usr/local為安裝目錄，以下特定版本號依實際變更。

1.1、安裝PCRE函式庫

$ cd /usr/local/
$ wget ftp://ftp.csx.cam.ac.uk/pub/software/programming/pcre/pcre-8.36.tar.gz
$ tar -zxvf pcre-8.36.tar.gz
$ cd pcre-8.36
$ ./configure
$ make
$ make install

./configure錯誤（建議學習：nginx教學） 

configure: error: You need a C++ compile
r for C++ support.

解決方法：yum install -y gccgcc-c

##1.2、安裝zlib函式庫

$ cd /usr/local/ 
$ wget http://zlib.net/zlib-1.2.8.tar.gz
$ tar -zxvf zlib-1.2.8.tar.gz
$ cd zlib-1.2.8
$ ./configure
$ make
$ make install

1.3、安裝ssl

$ cd /usr/local/
$ wget http://www.openssl.org/source/openssl-1.0.1j.tar.gz
$ tar -zxvf openssl-1.0.1j.tar.gz
$ ./config
$ make
$ make install

#1.3、安裝NGINX##

$ cd /usr/local/
$ wget http://nginx.org/download/nginx-1.8.0.tar.gz
$ tar -zxvf nginx-1.8.0.tar.gz
$ cd nginx-1.8.0  
$ ./configure --prefix=/usr/local/nginx
$ make
$ make install

安裝常見錯誤:

Nginx啟動提示找不到libpcre.so.1解決方法

如果是32位元系統

[root@lee ~]#  ln -s /usr/local/lib/libpcre.so.1 /lib

如果是64位元系統

[root@lee ~]#  ln -s /usr/local/lib/libpcre.so.1 /lib64

然後在啟動nginx就OK了

[root@lee ~]# /usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx

1.4、啟動NGINX

$ /usr/local/nginx/sbin/nginx

開啟瀏覽器存取此機器的IP，如果瀏覽器出現Welcome to nginx! 則表示Nginx已經安裝並運行成功。

二、NGINX的常用指令

重启：
$ /usr/local/nginx/sbin/nginx 启动命令
重启：
$ /usr/local/nginx/sbin/nginx –s reload
停止：
$ /usr/local/nginx/sbin/nginx –s stop
测试配置文件是否正常：
$ /usr/local/nginx/sbin/nginx –t 
强制关闭：
$ pkillnginx

#三、啟動Nginx Keepalived

3.1、什麼是Keepalived

Keepalived是一個免費開源的，用C編寫的類似於layer3, 4 & 7交換機制軟體，具備我們平時說的第3層、第4層和第7層交換機的功能。主要提供

loadbalancing

（負載平衡）和 high-availability（高可用）功能，負載平衡實現需要依賴Linux的虛擬服務核心模組（ipvs），而高可用是透過VRRP協定實現多台機器之間的故障轉移服務。 　　

上圖是Keepalived的功能體系結構，大致分為兩層：使用者空間（user space）和核心空間（kernel space）。 

核心空間

：主要包含IPVS（IP虛擬伺服器，用於實現網路服務的負載平衡）和NETLINK（提供進階路由及其他相關的網路功能）兩個部份。

使用者空間

：

WatchDog：負載監控checkers與VRRP行程的狀況

• VRRP Stack：負載負載平衡器之間的失敗切換FailOver，如果只用一個負載均稀器，則VRRP不是必須的。
• Checkers：負責真實伺服器的健康檢查healthchecking，是keepalived最主要的功能。換言之，可以沒有VRRP     Stack，但健康檢查healthchecking是一定要有的。
• IPVS wrapper：使用者傳送設定的規則到核心ipvs程式碼
• Netlink Reflector：用來設定vrrp的vip位址等。
　　Keepalived的所有功能是設定keepalived.conf檔案來實現的。

3.2、安裝Keepalived

下載keepalived網址：http://www.keepalived.org/download.html

##解壓縮安裝：

tar -zxvf keepalived-1.2.18.tar.gz -C /usr/local/
yum install -yopensslopenssl-devel（需要安装一个软件包）
cd keepalived-1.2.18/ && ./configure --prefix=/usr/local/keepalived
make&& make install

3.3、將Keepalived安裝成Linux系統服務

将keepalived安装成Linux系统服务，因为没有使用keepalived的默认安装路径（默认路径：/usr/local）,安装完成之后，需要做一些修改工作：
首先创建文件夹，将keepalived配置文件进行复制：
mkdir /etc/keepalived
cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf  /etc/keepalived/
然后复制keepalived脚本文件：
cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived  /etc/init.d/
cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived  /etc/sysconfig/
ln -s /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/
ln -s /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /sbin/
可以设置开机启动：chkconfigkeepalived on，到此我们安装完毕!

3.4、Keepalived常用指令

servicekeepalived start
servicekeepalived stop

##

<span style="color: #000000;">! Configuration File for keepalived
global_defs {
    router_id bhz005 ##标识节点的字符串，通常为hostname
}
## keepalived会定时执行脚本并且对脚本的执行结果进行分析，动态调整vrrp_instance的优先级。这里的权重weight 是与下面的优先级priority有关，如果执行了一次检查脚本成功，则权重会-20，也就是由100 - 20 <br/>变成了80，Master 的优先级为80 就低于了Backup的优先级90，那么会进行自动的主备切换。
如果脚本执行结果为0并且weight配置的值大于0，则优先级会相应增加。
如果脚本执行结果不为0 并且weight配置的值小于0，则优先级会相应减少。
vrrp_scriptchk_nginx {
    script "/etc/keepalived/nginx_check.sh" ##执行脚本位置
    interval 2 ##检测时间间隔
    weight -20 ## 如果条件成立则权重减20（-20）
}
## 定义虚拟路由 VI_1为自定义标识。
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER   ## 主节点为MASTER，备份节点为BACKUP
## 绑定虚拟IP的网络接口（网卡），与本机IP地址所在的网络接口相同（我这里是eth6）
interface eth6  
virtual_router_id 172  ## 虚拟路由ID号
mcast_src_ip 192.168.1.172  ## 本机ip地址
priority 100  ##优先级配置（0-254的值）
Nopreempt  ## 
advert_int 1 ## 组播信息发送间隔，俩个节点必须配置一致，默认1s
authentication {  
auth_type PASS
auth_passbhz ## 真实生产环境下对密码进行匹配
    }

track_script {
chk_nginx
    }

virtual_ipaddress {
        192.168.1.170 ## 虚拟ip(vip)，可以指定多个
    }
}</span>

##、 Keepalived的設定

4.1、設定NGINX的主備自動重啟

1、對設定檔進行修改：vim /etc /keepalived/keepalived.conf

1）修改master NGINX配置

! Configuration File for keepalived

global_defs {
router_id bhz006
}

vrrp_scriptchk_nginx {
script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"
interval 2
weight -20
}

vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth7
virtual_router_id 173
mcast_src_ip 192.168.1.173
priority 90 ##优先级配置
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_passbhz
    }

track_script {
chk_nginx
    }

virtual_ipaddress {
        192.168.1.170
    }
}

2）修改Backup NGINX配置

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx–no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
    /usr/local/nginx/sbin/nginx
sleep 2
if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
killallkeepalived
fi
fi

3)nginx_check.sh 腳本

/usr/local/nginx/sbin/nginx
servicekeepalived start
ps -ef | grepnginx
ps -ef | grepkeepalived

4）再把master的keepalived設定檔copy到master機器（172）的/etc/keepalived/ 資料夾下，在把backup的keepalived設定檔copy到backup機器（173）的/etc/keepalived/資料夾下，最後把nginx_check.sh腳本分別copy到兩台機器的/etc/keepalived/資料夾下。

5）nginx_check.sh腳本授權。賦予可執行權限：chmod x /etc/keepalived/nginx_check.sh

#6）啟動2台機器的nginx之後。我們啟動兩台機器的keepalived

<!--spring boot 与redis应用基本环境配置 -->
<dependency>　
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-redis</artifactId>
    </dependency>
    <!--spring session 与redis应用基本环境配置,需要开启redis后才可以使用，不然启动Spring boot会报错 -->
    <dependency>　　
    <groupId>org.springframework.session</groupId>　　
    <artifactId>spring-session-data-redis</artifactId>
</dependency>

7）看一下兩個機器的ip a 指令下都會出現一個虛擬ip。測試再不關閉Keepalived下，kill掉NGINX，再觀察是否重開機。關閉Keepalived下，kill掉NGINX，再觀察是否重新啟動。

五、集群情況下Session共享解決方案

#5.1、在集群情況下session會產生什麼原因?

由於session存放在伺服器端，叢集下使用者可能存取不同的伺服器，則可能session無法共用。

5.2、Session共享解決方案###

1）NGINX做的负载均衡可以绑定ip_hash，从而使同一个IP访问同一个服务器 ------------------该方案使得集群失去意义。

2）利用数据库同步session----------------------太过复杂

3）利用cookie同步session（保存一个session到本地，再次访问将其带到服务器端）----------------------安全性差、http请求都需要带参数增加了带宽消耗

4）使用session集群，存放到redis中（spring-session）

5.3、spring-session项目，解决session共享问题

<!--spring boot 与redis应用基本环境配置 -->
<dependency>　
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-redis</artifactId>
    </dependency>
    <!--spring session 与redis应用基本环境配置,需要开启redis后才可以使用，不然启动Spring boot会报错 -->
    <dependency>　　
    <groupId>org.springframework.session</groupId>　　
    <artifactId>spring-session-data-redis</artifactId>
</dependency>

创建SessionConfig

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory;
import org.springframework.session.data.redis.config.annotation.web.http.EnableRedisHttpSession;
//这个类用配置redis服务器的连接
//maxInactiveIntervalInSeconds为SpringSession的过期时间（单位：秒）
@EnableRedisHttpSession(maxInactiveIntervalInSeconds = 1800)
Public class SessionConfig {    
// 冒号后的值为没有配置文件时，制动装载的默认值
    @Value("${redis.hostname:localhost}")
    String HostName;
    @Value("${redis.port:6379}")    int Port;
    @Bean
    Public JedisConnectionFactory connectionFactory() {
        JedisConnectionFactory connection = new JedisConnectionFactory();
        connection.setPort(Port);
        connection.setHostName(HostName);        return connection;
    }
}

初始化Session

//初始化Session配置Public class SessionInitializer extends AbstractHttpSessionApplicationInitializer{
　　Public SessionInitializer() {
　　　　super(SessionConfig.class);
    }
}

控制层代码

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestControllerpublic class SessionController {

    @Value("${server.port}")    
    private String PORT;

    @RequestMapping("/index")    
    public String index() {        
        return "index:" + PORT;
    }    
    /**
     * @methodDesc: 功能描述:(往session存放值)     
     */
    @RequestMapping("/setSession")    
    public String setSession(HttpServletRequest request, String sessionKey, String sessionValue) {
        HttpSession session = request.getSession(true);
        session.setAttribute(sessionKey, sessionValue);        
        return "success,port:" + PORT;
    }    
    /**
     * @methodDesc: 功能描述:(从Session获取值)     
     */
    @RequestMapping("/getSession")    
    public String getSession(HttpServletRequest request, String sessionKey) {
        HttpSession session =null;        
        try {
         session = request.getSession(false);
        } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        }
        String value=null;        
        if(session!=null){
            value = (String) session.getAttribute(sessionKey);
        }        
        return "sessionValue:" + value + ",port:" + PORT;
    }

}

 六、高并发解决方案

　　 业务数据库  -》 数据水平分割(分区分表分库)、读写分离

　　业务应用 -》 逻辑代码优化(算法优化)、公共数据缓存

　　应用服务器 -》 反向静态代理、配置优化、负载均衡(apache分发，多tomcat实例)

　　系统环境 -》 JVM调优

　　页面优化 -》 减少页面连接数、页面尺寸瘦身

　　动态资源和静态资源分离

　　CDN加速

　　服务分布式部署

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