Web集群服务器搭建
一、需求分析
整体需求
搭建一个高可用的网站服务器集群，能承受高并发请求，能抵御一般的网络攻击，任何一台服务器的退服不影响整个集群的运作，并且能对各服务器的运行情况作出实时监控。
详细需求
Web主服务器：CentOS1 Nginx+Keepalived NFS server (Eth0: 192.168.48.139, Eth1: 10.0.0.1)
Web备用服务器：CentOS4 Nginx+Keepalived (Eth0: 192.168.48.140, Eth1: 10.0.0.4)
后台主服务器：CentOS2 Apache+Mysql Django (Eth1: 10.0.0.2)
后台备用服务器：CentOS3 Apache+Mysql Django (Eth1: 10.0.0.3)
监控服务器：CentOS5 Nagios+Saltstack master (Eth0: 192.168.48.160, Eth1: 10.0.0.5)
虚拟IP：192.168.48.138
二、详细功能描述
前端服务器
采用Nginx实现反向代理和负载均衡，用Keepalived实现HA，此部分由centos1和centos4实现，centos1作为主服务器，centos4作为热备服务器，Nginx会根据不同的请求IP机会均等地把请求发送到后端两台服务器，并且以ip hash的方式保持各个IP的会话。
后端服务器
构建在centos2与centos3上，采用apache作为web发布软件，mysql作为数据库，测试网页用Django来实现，两台服务器的数据库能够自动同步。
热备服务器
作为热备服务器，centos4在centos1没有故障时并没有业务流量，处于相对空闲的状态，因此在centos4上配置nfs使它成为文件共享服务器，网站文件放在这台服务器上。
监控服务器
运行nagios监控各服务器状态，出现告警时通过告警通知管理员，另外centos5还作为saltstack的服务器，其他主机的软件安装、文件传输、命令运行等操作均通过saltstack批量实现。
三、总体部署描述
操作系统版本
所有服务器均安装CentOS 64位版本，采用cobbler实现批量自动安装。
软件版本
所有软件均安装稳定版本，CentOS自带软件也要进行升级，低版本可能会影响Django的运行。
四、详细部署描述
Nginx设置
Nginx的主要作用是反向代理，作为用户和服务器之间的缓存，并以负载均衡的方式把请求发送到后端两台服务器，建议采用编译安装的方式安装Nginx，为使入侵者难以查出Nginx的版本号，编译前修改安装文件nginx.h，相关字段修改如下：
#define NGINX_VERSION "1.0" #define NGINX_VER "webserver" NGINX_VERSION
Nginx配置文件如下：
user www www;
worker_processes 2;
events {
worker_connections 12800;
use epoll;
}
http {
include mime.types; #协助部分浏览器（如firefox）识别网页文件的类型
default_type application/octet-stream;
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;
sendfile on;#指定nginx是否调用sendfile函数来输出文件，能提高性能。
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 20; #客户端连接保持活动的超时时间
send_timeout 20; #指定响应客户端的超时时间
client_body_buffer_size 1k; #指定客户端请求主体缓冲区大小
client_header_buffer_size 1k; #指定来自客户端请求头的header buffer大小
large_client_header_buffers 2 1k; #客户端请求中较大的消息头指定的缓存最大数量和大小
server_tokens off; #禁止在错误页面上显示nginx版本号
client_body_timeout 20; #设置客户端请求主体读取超时时间
client_header_timeout 20; #设置客户端请求头读取超时时间
gzip on;
upstream WebServers{ #指定负载均衡服务器
ip_hash; #以ip_hash的方式保持会话
server 10.0.0.3; #没有设定权重，因此两台后端服务器将机会均等地接受请求
server 10.0.0.2;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://WebServers;
limit_conn addr 100; #指定每个ip最多只允许建立100个连接
limit_rate 500k; #每个ip最大带宽是500k
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504 http_404;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
} 设置完毕后，把nginx设置为开机启动：
echo “/usr/local/nginx/sbin/nginx” >>/etc/rc.local
Keepalived设置
Keepalived的作用是在两台服务器（centos1、centos4）之间，以VRRP协议实现HA，通过虚拟出一个Virtual IP（本例子中是192.168.48.138）来对外发布业务，两台服务器中的任一台退服后，keepalived会自动把业务转到另一台上，在这里centos1是主服务器，centos4是备用服务器，平时的数据流量只会通过centos1，只有centos1退服了，数据流量才会割接到centos4上。
centos1上的keepalived配置：
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
test@test.com #指定告警邮箱，当发现对端服务器退服时发邮件警报
}
notification_email_from Alexandre.Casse
smtp_server smtp.test.com
smtp_connect_timeout 30
router_id centos1
}
vrrp_script chk_apache {
script "killall -0 httpd"
interval 2
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 101
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass your_password
}
virtual_ipaddress {
192.168.48.138
}
track_script {
chk_apache
}
} centos4上的keepalived配置：
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
test@test.com #指定告警邮箱，当发现对端服务器退服时发邮件警报
}
notification_email_from Alexandre.Casse
smtp_server smtp.test.com
smtp_connect_timeout 30
router_id centos4
}
vrrp_script chk_apache {
script "killall -0 httpd"
interval 2
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass your_password
}
virtual_ipaddress {
192.168.48.138
}
track_script {
chk_apache
}
} NFS服务设置
为了确保网站文件在所有服务器上保持一致，需要配置NFS服务，在centos4上安装并配置NFS服务：
yum install nfs-utils -y
编辑/etc/exports文件：
/var/www/html 192.168.48.0/24(rw,sync,no_subtree_check)
启动NFS服务：
systemctl start nfs-server systemctl enable nfs-server
在其他服务器上挂载NFS共享目录：
mount -t nfs 192.168.48.140:/var/www/html /var/www/html
Mysql数据库设置
为了保证两台后台服务器的数据库同步，需要在centos2和centos3上配置Mysql复制，首先在主服务器（centos2）上创建复制用户：
CREATE USER 'replica'@'%' IDENTIFIED BY 'password'; GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replica'@'%'; FLUSH PRIVILEGES;
然后在从服务器（centos3）上配置Mysql复制：
change master to master_host='10.0.0.2',master_user='replica',master_password='password',master_log_file='mysql-bin.000001'; start slave;
监控服务器设置
监控服务器centos5上安装Nagios和Saltstack，首先安装Nagios：
yum install nagios -y
然后安装Saltstack：
yum install salt-master -y
配置Nagios以监控各服务器状态，并在Saltstack中编写批处理脚本以实现软件安装、文件传输等功能，创建一个批量安装nginx的脚本：
install_nginx:
pkg.installed:
name: nginx 应用该脚本：
salt '*' state.apply install_nginx
五、FAQs相关问题及解答
Q1:如何确保Nginx的高可用性？如果主服务器宕机，备用服务器如何接管？
A1:通过Keepalived实现Nginx的高可用性，Keepalived会在主服务器（centos1）宕机时，自动将虚拟IP（192.168.48.138）切换到备用服务器（centos4），从而保证服务的连续性，Keepalived使用VRRP协议监控主服务器的健康状态，一旦检测到主服务器不可达，立即进行故障转移，还可以通过配置多个Keepalived实例和VIP地址来进一步提高冗余度，可以在不同网段或数据中心配置多个Keepalived实例，以确保跨区域的高可用性，定期检查和更新Keepalived配置文件也是必要的，以确保其正常运行。
Q2:如何应对NFS单点故障问题？是否有其他的文件共享方案？
A2:为了应对NFS单点故障问题，可以采取以下措施：配置多个NFS服务器，形成集群，以提高服务的可靠性，使用分布式文件系统如GlusterFS或Ceph，这些系统不仅提供高可用性，还具备自动故障转移和数据冗余功能，定期备份NFS数据也是必要的，以防止数据丢失，可以通过监控工具实时监控NFS服务的状态，及时发现并解决问题，对于关键应用，建议结合多种文件共享方案，以确保数据的一致性和安全性，可以使用DRBD（Distributed Replicated Block Device）技术来同步多份数据副本，从而提高数据的可用性和容错性。
Q3:如何优化MySQL数据库的读写性能？有哪些具体的措施？
A3:优化MySQL数据库的读写性能可以从以下几个方面入手：调整MySQL的配置参数，如innodb_buffer_pool_size、query_cache_size等，以提高内存利用率和应用性能，优化数据库架构设计，合理规划表结构、索引和分区策略，减少查询复杂度和磁盘I/O开销，第三，实施数据库复制和分片技术，将读写操作分散到不同的节点上执行，减轻单个数据库的压力，第四，定期进行数据库维护操作，如OPTIMIZE TABLE、ANALYZE TABLE等，以保持数据库的最佳状态，第五，使用缓存机制存储频繁访问的数据，减少对数据库的直接访问次数，第六，监控数据库的性能指标，及时发现并解决潜在的性能瓶颈，可以使用Percona Toolkit提供的pt-query-digest工具来分析慢查询日志并找出需要优化的SQL语句，通过综合运用这些措施，可以显著提升MySQL数据库的读写性能和稳定性。
原创文章，作者：未希，如若转载，请注明出处：https://www.kdun.com/ask/1269234.html
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