可扩展、高可用、负载均衡网站架构设计方案

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可扩展、高可用、负载均衡网站架构设计方案

作者：田逸 ([email protected] ) 本作品已刊登在《IT实验室周报》第6期第6版

基本需求 :

1、   高可用性：将停止服务时间降低到最低甚至是不间断服务

2、   可扩展性：随着访问的增加，系统具备良好的伸缩能力

3、   可视性：系统、服务的状态处于一个实时的监控之下

4、   高性能高可靠性：经过优化的体系结构及合理的备份策略

5、   安全性：结构上的安全及主机的安全策略

 

基本思路

1 、对于访问频繁，用户量大的对象（ bbs,blog ）采用某种合理的方式负载到多个服务器上。把数据库独立出来，准备 2 套 mysql 数据库，以实现主从复制，即减轻负载，又提高了可靠性。更近一步，使用 mysql proxy 技术，实现主从服务器的读写分离，大大提高这个系统的性能和负载能力。

2 、数据库与外部网络隔离，只允许 web 服务器（ bbs,blog 等）通过私有地址方式访问。这样就提高了数据库的安全性，同时也节省了宝贵的带宽。

3 、部署监控系统，通过监控主机存活、服务、主机资源，实时把系统的健康状态置于可视状态，对系统的运营状态心中有数。

4 、备份是想都不用想的事情，使用单独的服务器集中备份，是一个比较不错的主意。

 

拓扑结构

 

业务逻辑

 

技术实现

1 、负载均衡。 2 台同样配置的 linux 服务器，内核支持 lvs, 配置 keepalived 工具，即可实现负载转发。一旦其后的真实服务器出现故障， keepalived 会自动把故障机器从转发队列删除掉，等到故障修复，它又会自动把真实服务器的地址加入转发列表。由于 lvs 支持会话保持，因此对于 bbs 这样的应用，一点也不用担心其登录丢失。

2 、 mysql 主从复制。即保证数据的安全，又提高了访问性能。我们在前端的每个 web 服务器上加入 mysql proxy 这个工具，即可期待实现读写的自动分离，让写的操作发生在主数据库，让查询这类读操作发生在从数据库。

3 、 nagios 是一个开源的，受广泛欢迎的监控平台。它可对主机的存活、系统资源（磁盘空间、负载等）、网络服务进行实时监控。一旦探测到故障，将自动发送邮件（短信）通知故障。

4 、备份。包括 web 数据和数据库服务器的备份。对于 web 服务而言， GNU tar 即可实现备份的一切愿望。简单的设置一下 crontab 就可以让系统在我们做梦的时刻老老实实的帮我们备份了。但是，由于空间的限制，不可能一直备份下去，所以要做一个合适的策略，以不断的用新的备份去替换陈旧的备份数据；多少天合适？看磁盘容量吧。对于数据库，先 mysqldump 一下，再 tar. 完成这些工作后把备份文件传输到备份服务器集中。一个比较省事的方法是把备份服务器以 NFS 方式挂接到 web 服务器及数据库服务器。

5 、 web 服务器。至少包括 apache 和 mysql proxy 这两个组件。 Apache 做 bbs 和 blog 的容器，以虚拟机方式把用户的请求转发到 bbs 目录或 blog 目录。

6 、安全措施。包含两层安全，一层是主机本身，另一层是结构（ mysql 从外部网络隔离）。实践证明， iptables 是一个非常值得信赖的防火墙工具。在实际应用中，采取先关门后开窗的策略，大大增强系统的安全性。

 

组件

一、 硬件 : 负载均衡 2 台 (dell 1950),web 服务器 2-3 台 (dell1950), 数据库 2 台 (dell 2950), 存储 NAS(5T 格式化后容量 ), 备份 4u 服务器 ( 带磁盘阵列 5T 容量 ), 监控服务器 1 台 (dell1850).

二、 软件：操作系统 centos 5( 定制安装 ) ，负载均衡 ipvsadm 、 keepalived, 监控 nagios,web 服务 apache+php 等，数据库 mysql, 数据库代理 mysql proxy.

 

进度安排

1、   lvs 负载均衡配置及测试： 2-3 天

2、   web 服务器配置： 2-3 天

3、   mysql 主从服务器配置： 1-3 天

4、   web 数据迁移： 1 天

5、   数据库数据迁移： 2 天

6、   上线测试： 1-2 天

7、   正式上线： 2 天

 

 

keepalived.conf

! Configuration File for keepalived

global_defs {

router_id LVS_DEVEL

}

 

vrrp_instance VI_1 {

    state  master

    interface eth0

    virtual_router_id 59

    priority 100

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

          }

  virtual_ipaddress {

  61.61.61.100

  #61.61.61.101

  }

}

 

virtual_server 61.61.61.100 80 {

    delay_loop 6

    lb_algo rr

    lb_kind DR

    persistence_timeout 50

    protocol TCP

real_server 61.61.61.102 80 {

        weight 100

        TCP_CHECK {

            connect_timeout 3

            nb_get_retry 3

            delay_before_retry 3

            connect_port 80

        }

    }

    real_server 61.61.61.103 80 {

        weight 100

        TCP_CHECK {

            connect_timeout 3

             nb_get_retry 3

            delay_before_retry 3

            connect_port 80

        }

     }

    }

 

真实服务器虚拟ip设置脚本

#!/bin/bash
#description : start realserver
VIP=61.61.61.100
./etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
echo " start LVS of REALServer"
/sbin/ifconfig lo:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
;;
stop)
/sbin/ifconfig lo:0 down
echo "close LVS Directorserver"
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
;;
*)
echo "Usage: $0 {start|stop}"
exit 1
esac

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