emqtt 分布集群及节点桥接搭建

目录

分布集群

[email protected] 节点设置

[email protected] 节点设置

节点加入集群

节点退出集群

节点发现与自动集群

manual 手动创建集群

基于 static 节点列表自动集群

基于 mcast 组播自动集群

基于 DNS A 记录自动集群

基于 etcd 自动集群

基于 Kubernetes 自动集群

集群脑裂与自动愈合

集群节点自动清除

跨节点会话(Session)

防火墙设置

一致性 Hash 与 DHT

 

负载均衡

HAProxy -> EMQ 集群

NGINX Plus -> EMQ 集群

 

节点桥接 (Bridge)

EMQ 节点桥接配置

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分布集群

假设部署两台服务器 s1.emqtt.io, s2.emqtt.io 上部署集群:

节点名	主机名(FQDN)	IP 地址
[email protected] 或[email protected]	s1.emqtt.io	192.168.0.10
[email protected] 或[email protected]	s2.emqtt.io	192.168.0.20

警告

节点名格式: Name@Host, Host必须是IP地址或FQDN(主机名.域名)

[email protected] 节点设置

emqttd/etc/emq.conf:

node.name = [email protected]
或
node.name = [email protected]

也可通过环境变量:

export [email protected] && ./bin/emqttd start

警告

节点启动加入集群后，节点名称不能变更。

[email protected] 节点设置

emqttd/etc/emq.conf:

node.name = [email protected]
或
node.name = [email protected]

节点加入集群

启动两台节点后，

[email protected] 上执行:

$ ./bin/emqttd_ctl cluster join [email protected]

Join the cluster successfully.
Cluster status: [{running_nodes,['[email protected]','[email protected]']}]

或，[email protected] 上执行:

$ ./bin/emqttd_ctl cluster join [email protected]

Join the cluster successfully.
Cluster status: [{running_nodes,['[email protected]','[email protected]']}]

任意节点上查询集群状态:

$ ./bin/emqttd_ctl cluster status

Cluster status: [{running_nodes,['[email protected]','[email protected]']}]

节点退出集群

节点退出集群，两种方式:

1. leave: 本节点退出集群
2. remove: 从集群删除其他节点

[email protected] 主动退出集群:

$ ./bin/emqttd_ctl cluster leave

或 [email protected] 节点上，从集群删除 [email protected] 节点:

$ ./bin/emqttd_ctl cluster remove [email protected]

节点发现与自动集群

EMQ R2.3 版本支持基于 Ekka 库的集群自动发现(Autocluster)。Ekka 是为 Erlang/OTP 应用开发的集群管理库，支持 Erlang 节点自动发现(Discovery)、自动集群(Autocluster)、脑裂自动愈合(Network Partition Autoheal)、自动删除宕机节点(Autoclean)。

EMQ R2.3 支持多种策略自动发现节点创建集群:

策略	说明
manual	手工命令创建集群
static	静态节点列表自动集群
mcast	UDP 组播方式自动集群
dns	DNS A 记录自动集群
etcd	通过 etcd 自动集群
k8s	Kubernetes 服务自动集群

manual 手动创建集群

默认配置为手动创建集群，节点通过 ./bin/emqttd_ctl join  命令加入:

cluster.discovery = manual

基于 static 节点列表自动集群

配置固定的节点列表，自动发现并创建集群:

cluster.discovery = static

##--------------------------------------------------------------------
## Cluster with static node list

cluster.static.seeds = [email protected],[email protected]

基于 mcast 组播自动集群

基于 UDP 组播自动发现并创建集群:

cluster.discovery = mcast

##--------------------------------------------------------------------
## Cluster with multicast

cluster.mcast.addr = 239.192.0.1

cluster.mcast.ports = 4369,4370

cluster.mcast.iface = 0.0.0.0

cluster.mcast.ttl = 255

cluster.mcast.loop = on

基于 DNS A 记录自动集群

基于 DNS A 记录自动发现并创建集群:

cluster.discovery = dns

##--------------------------------------------------------------------
## Cluster with DNS

cluster.dns.name = localhost

cluster.dns.app  = ekka

基于 etcd 自动集群

基于 etcd 自动发现并创建集群:

cluster.discovery = etcd

##--------------------------------------------------------------------
## Cluster with Etcd

cluster.etcd.server = http://127.0.0.1:2379

cluster.etcd.prefix = emqcl

cluster.etcd.node_ttl = 1m

基于 Kubernetes 自动集群

Kubernetes 下自动发现并创建集群:

cluster.discovery = k8s

##--------------------------------------------------------------------
## Cluster with k8s

cluster.k8s.apiserver = http://10.110.111.204:8080

cluster.k8s.service_name = ekka

## Address Type: ip | dns
cluster.k8s.address_type = ip

## The Erlang application name
cluster.k8s.app_name = ekka

集群脑裂与自动愈合

EMQ R2.3 版本正式支持集群脑裂自动恢复(Network Partition Autoheal):

cluster.autoheal = on

集群脑裂自动恢复流程:

1. 节点收到 Mnesia库 的 inconsistent_database 事件3秒后进行集群脑裂确认；
2. 节点确认集群脑裂发生后，向 Leader 节点(集群中最早启动节点)上报脑裂消息；
3. Leader 节点延迟一段时间后，在全部节点在线状态下创建脑裂视图(SplitView)；
4. Leader 节点在多数派(majority)分区选择集群自愈的 Coordinator 节点；
5. Coordinator 节点重启少数派(minority)分区节点恢复集群。

集群节点自动清除

EMQ R2.3 版本支持从集群自动删除宕机节点(Autoclean):

cluster.autoclean = 5m

跨节点会话(Session)

EMQ 消息服务器集群模式下，MQTT 连接的持久会话(Session)跨节点。

例如负载均衡的两台集群节点: node1 与 node2，同一 MQTT 客户端先连接 node1，node1 节点会创建持久会话；客户端断线重连到 node2 时，MQTT 的连接在 node2 节点，持久会话仍在 node1 节点:

                                 node1
                              -----------
                          |-->| session |
                          |   -----------
            node2         |
         --------------   |
client-->| connection |<--|
         --------------

防火墙设置

如果集群节点间存在防火墙，防火墙需要开启 4369 端口和一个 TCP 端口段。4369 由 epmd 端口映射服务使用，TCP 端口段用于节点间建立连接与通信。

防火墙设置后，EMQ 需要配置相同的端口段，emqttd/etc/emq.conf 文件:

## Distributed node port range
node.dist_listen_min = 6369
node.dist_listen_max = 7369

一致性 Hash 与 DHT

NoSQL 数据库领域分布式设计，大多会采用一致性 Hash 或 DHT。EMQ 消息服务器集群架构可支持千万级的路由，更大级别的集群可采用一致性 Hash、DHT 或 Shard 方式切分路由表。

 

负载均衡

HAProxy -> EMQ 集群

HAProxy 作为 LB 部署 EMQ 集群，并终结 SSL 连接:

1. 创建 EMQ 集群节点，例如:

节点	IP 地址
emq1	192.168.0.2
emq2	192.168.0.3

1. 配置 /etc/haproxy/haproxy.cfg，示例:

   listen mqtt-ssl
       bind *:8883 ssl crt /etc/ssl/emqttd/emq.pem no-sslv3
       mode tcp
       maxconn 50000
       timeout client 600s
       default_backend emq_cluster
   
   backend emq_cluster
       mode tcp
       balance source
       timeout server 50s
       timeout check 5000
       server emq1 192.168.0.2:1883 check inter 10000 fall 2 rise 5 weight 1
       server emq2 192.168.0.3:1883 check inter 10000 fall 2 rise 5 weight 1
       source 0.0.0.0 usesrc clientip
   

官方文档：http://cbonte.github.io/haproxy-dconv/1.8/intro.html

NGINX Plus -> EMQ 集群

NGINX Plus 产品作为 EMQ 集群 LB，并终结 SSL 连接:

1. 注册 NGINX Plus 试用版，Ubuntu 下安装: https://cs.nginx.com/repo_setup
2. 创建 EMQ 节点集群，例如:

节点	IP 地址
emq1	192.168.0.2
emq2	192.168.0.3

1. 配置 /etc/nginx/nginx.conf，示例:

   stream {
       # Example configuration for TCP load balancing
   
       upstream stream_backend {
           zone tcp_servers 64k;
           hash $remote_addr;
           server 192.168.0.2:1883 max_fails=2 fail_timeout=30s;
           server 192.168.0.3:1883 max_fails=2 fail_timeout=30s;
       }
   
       server {
           listen 8883 ssl;
           status_zone tcp_server;
           proxy_pass stream_backend;
           proxy_buffer_size 4k;
           ssl_handshake_timeout 15s;
           ssl_certificate     /etc/emqttd/certs/cert.pem;
           ssl_certificate_key /etc/emqttd/certs/key.pem;
       }
   }

官方文档：https://cs.nginx.com/repo_setup

节点桥接 (Bridge)

EMQ 消息服务器支持多节点桥接模式互联:

              ---------                     ---------                     ---------
Publisher --> | Node1 | --Bridge Forward--> | Node2 | --Bridge Forward--> | Node3 | --> Subscriber
              ---------                     ---------                     ---------

节点间桥接与集群不同，不复制主题树与路由表，只按桥接规则转发 MQTT 消息。

EMQ 节点桥接配置

假设在本机创建两个 EMQ 节点，并创建一条桥接转发全部传感器(sensor)主题消息:

目录	节点	MQTT 端口
emqttd1	[email protected]	1883
emqttd2	[email protected]	2883

启动 emqttd1, emqttd2 节点:

cd emqttd1/ && ./bin/emqttd start
cd emqttd2/ && ./bin/emqttd start

emqttd1 节点上创建到 emqttd2 桥接:

$ ./bin/emqttd_ctl bridges start [email protected] sensor/#

bridge is started.

$ ./bin/emqttd_ctl bridges list

bridge: [email protected]/#-->[email protected]

测试 emqttd1–sensor/#–>emqttd2 的桥接: 

#A 连接emqttd2节点,订阅 sensor/# 主题

#B 连接emqttd1节点,发布 sensor/test 主题

#A 接受到sensor/test的消息

删除桥接:

./bin/emqttd_ctl bridges stop [email protected] sensor/#