NGINX实现高可用

一、Linux安装NGINX

　　在Centos下，yum源不提供nginx的安装，可以通过切换yum源的方法获取安装。也可以通过直接下载安装包的方法，以下命令均需root权限执行：首先安装必要的库（nginx中gzip模块需要zlib库，rewrite模块需要pcre库，ssl功能需要openssl库）。选定/usr/local为安装目录，以下具体版本号根据实际改变。

　　1.1、安装PCRE库

$ 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报错

　　configure: error: You need a C++ compiler for C++ support.

　　解决办法：yum install -y gccgcc-c++

　　1.2、安装zlib库

$ 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、安装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、安装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

　　安装常见错误:

　　　　Nginx启动提示找不到libpcre.so.1解决方法

　　如果是32位系统

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

　　如果是64位系统

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

　　然后在启动nginx就OK了

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

　　1.4、启动NGINX

$ /usr/local/nginx/sbin/nginx

　　打开浏览器访问此机器的 IP，如果浏览器出现 Welcome to nginx! 则表示Nginx已经安装并运行成功。

二、NGINX的常用命令

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、启动Nginx + Keepalived

　　3.1、什么是Keepalived

　　Keepalived是一个免费开源的，用C编写的类似于layer3, 4 & 7交换机制软件，具备我们平时说的第3层、第4层和第7层交换机的功能。主要提供loadbalancing（负载均衡）和 high-availability（高可用）功能，负载均衡实现需要依赖Linux的虚拟服务内核模块（ipvs），而高可用是通过VRRP协议实现多台机器之间的故障转移服务。 

　　

　　上图是Keepalived的功能体系结构，大致分两层：用户空间（user space）和内核空间（kernel space）。 
　　内核空间：主要包括IPVS（IP虚拟服务器，用于实现网络服务的负载均衡）和NETLINK（提供高级路由及其他相关的网络功能）两个部份。 
　　用户空间：

• WatchDog：负载监控checkers和VRRP进程的状况
• VRRP Stack：负载负载均衡器之间的失败切换FailOver，如果只用一个负载均稀器，则VRRP不是必须的。
• Checkers：负责真实服务器的健康检查healthchecking，是keepalived最主要的功能。换言之，可以没有VRRP Stack，但健康检查healthchecking是一定要有的。
• IPVS wrapper：用户发送设定的规则到内核ipvs代码
• Netlink Reflector：用来设定vrrp的vip地址等。

　　Keepalived的所有功能是配置keepalived.conf文件来实现的。

　　3.2、安装Keepalived

　　下载keepalived地址：http://www.keepalived.org/download.html

　　解压安装：

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、将Keepalived安装成Linux系统服务

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常用命令

servicekeepalived start
servicekeepalived stop

四、Keepalived的配置

　　4.1、配置NGINX的主备自动重启

　　1、对配置文件进行修改：vim /etc/keepalived/keepalived.conf

　　　　1）修改master NGINX配置

! 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 
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
    }
}

　　　　2）修改Backup 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
    }
}

　　　　3）nginx_check.sh 脚本

#!/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

　　　　4）再把master的keepalived配置文件 copy到master机器（172）的/etc/keepalived/ 文件夹下，在把backup的keepalived配置文件copy到backup机器（173）的 /etc/keepalived/ 文件夹下，最后把nginx_check.sh脚本分别copy到两台机器的 /etc/keepalived/文件夹下。

　　　　5）nginx_check.sh脚本授权。赋予可执行权限：chmod +x /etc/keepalived/nginx_check.sh

　　　　6）启动2台机器的nginx之后。我们启动两台机器的keepalived

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

 　　　　7）看一下俩台机器的ip a 命令下都会出现一个虚拟ip。测试再不关闭Keepalived下，kill掉NGINX，再观察是否重启。关闭Keepalived下，kill掉NGINX，再观察是否重启。

五、集群情况下Session共享解决方案

　　5.1、集群情况下session会产生什么原因?

　　　　由于session存放在服务器端，集群下用户可能访问不同的服务器，则可能session无法共享。

　　5.2、Session共享解决方案

　　　　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;

@RestController
public 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