用Nginx實現Session共享的均衡負載
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前言
大學三年多,也做個幾個網站和APP後端,老是被人問到,如果使用者多了伺服器會不會掛,總是很尷尬的回答:“哈哈,我們的使用者還少,到了伺服器撐不住的時候,估計都上市了吧”。說是這麼說,但是對於有強迫症的我,這個問題一直迴響在我腦海裡,久久不散啊。如今大四下了,終於有時間來深入瞭解一下這個問題了。
貌似解決大訪問量的方案有硬體和軟體兩個大類的方法,硬體一般比較貴,學生黨就不去考慮了。還是想想怎麼用軟體解決吧。於是乎,Google,Baidu,balabala… 搜到最多的詞就是“均衡負載”,搭配的一般都是Nginx。找到了方向,那就擼起袖子幹活吧。
叢集搭建
首先在vmware12中安裝3臺debain,命名為debian1,debian2,debian3。一路預設就好(其實並不好,後面會說)。
vmware有個問題,一旦視窗獲得焦點,就自動關閉了小鍵盤,導致我設定root密碼的時候輸入為空(它也沒提示)。
後來我想用su命令才發現密碼錯誤,輸入空密碼一樣錯誤,就只有找回密碼了。
對於debian來說,這樣改:在grub介面游標指向待啟動的系統,然後按 e 鍵進行編輯,如圖:
在 quiet 後面加個1(注意要有空格),按F10,你就可以以root身份進入命令列介面的。
這時候就用passwd修改密碼,然後reboot就可以了。
終於開啟了,準備試試網路,發現無法訪問外網,但是windows主機可以,如果一路預設的話不應該出現問題,最有可能就是防毒軟體把vmware的服務程式給關了(裝了360…)。在windows中啟動Vmware的DHCP服務
然後虛擬機器要reboot一下來獲取ip。好了,現在虛擬機器可以訪問外網了。
安裝nginx,才發現根本連不上,一看才發現是老美的源,應該是一路預設惹的禍啊,修改為科大源(我為母校自豪,哈哈)。
vi /etc/apt/source.list
修改為:
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ wheezy main non-free contrib deb http://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ wheezy-proposed-updates main non-free contrib deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ wheezy main non-free contrib deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ wheezy-proposed-updates main non-free contrib deb http://mirrors.ustc.edu.cn/debian-security/ wheezy/updates main non-free contrib deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/debian-security/ wheezy/updates main non-free contrib
然後執行這個命令來更新: apt-get update
安裝: apt-get install nginx
啟動:/etc/init.d/nginx start
隨便用一個虛擬機器開啟一個瀏覽器開啟localhost,成功啟動,如圖:
vi用不慣 apt-get install vim
安裝vim報錯:
The following packages have unmet dependencies: vim : Depends: vim-common (= 2:7.3.547-7) but 2:7.4.488-7 is to be installed E: Unable to correct problems, you have held broken packages.
可見衝突了,解決:
先執行apt-get remove vim-common
解除安裝vim-common
再進行安裝vim,執行 apt-get install vim
找找nginx的根目錄,我們開啟配置檔案(和Apache一樣,配置檔案模組化的,不是一個單獨的nginx.conf)看一看
vim /etc/nginx/sites-enabled/default
中間有一行
root /usr/share/nginx/www;
這就是根目錄啦
修改index.html來區分三臺主機
用ipconfig 分別獲得 ip 地址,在windows中訪問
debian1 http://192.168.182.128/ debian2 http://192.168.182.129/ debian3 http://192.168.182.130/
基礎嘗試
先來一個小例子,以便對均衡負載產生一個直觀的感受吧。
我們把debian1作為主伺服器承擔請求分發的任務,即外部訪問的是debian1,然後debain1把請求傳送給debian2或者debain3,如下圖:
在debian1中修改配置檔案 :vim /etc/nginx/nginx.conf
在http配置項中加入如下
upstream site { server 192.168.182.129:80; server 192.168.182.130:80; } server{ listen 80; location / { proxy_pass http://site; } }
這是選擇的輪詢的模式
儲存重啟nginx。
現在在windows中訪問debian1,http://192.168.182.128/。多次重新整理 可見如下兩圖依次出現:
說明傳送給 debian1 的請求的確是均勻分配到 debian2和debian3了,亦即輪詢。
session共享
上面的例子可以說簡單到沒有什麼實用價值,大型網站一般不可能是純靜態的,一般都涉及到使用者登入的問題,那麼就涉及到session的問題了。你想使用者在A登陸了,A記住了使用者的登入狀態,可是下一次使用者請求被分配到B去了怎麼辦?顯然不可能讓使用者再登陸一次。所以要實現session共享。一般有幾個解決辦法:
- iphash,把特定ip傳送給特定主機,就不存在session這個問題了,因為1個使用者對應1臺主機。但是某時刻當來自某個IP地址的請求特別多,那麼將導致某臺負載伺服器的壓力可能非常大,而其他負載伺服器卻空閒的不均衡情況,這就違背了我們負載均衡的初衷。
- 搭建redis叢集或者memcached叢集,用叢集自帶的同步方法來幫我們在不同的主機中同步session,這樣就相當於把原來的一份session變成了N分session(有點浪費,哈哈),session的同步就依賴於NoSql叢集的同步了。
- 不使用session,換作cookie。但是秉承著防禦性程式設計的原則,我們不能相信使用者輸入,因為cookie可能被禁用,甚至篡改。
- 單獨設定一個session伺服器,負載伺服器得到一個sessionid過後,去session伺服器獲得會話狀態,然後根據狀態來響應使用者請求,如果會話狀態為空,則在session伺服器中設定一個會話狀態,然後返回給使用者一個sessionid。
我準備採用方案4,即用debian1作為分發伺服器,同時作為session伺服器(用redis實現),負載伺服器每次都要向分發伺服器請求使用者的session對應的會話狀態,以此決定響應方式。
php 環境搭建
在debain2,3中搭建php環境
先在2中修改
命令 :
apt-get update #更新源 apt-get install php5 #安裝php5 apt-get install php5-cli #安裝php5 命令列工具 apt-get install php5-fpm
最後一句就報錯了:
The following packages have unmet dependencies: gnupg : Depends: libreadline6 (>= 6.0) but it is not going to be installed Recommends: gnupg-curl but it is not going to be installed php5-fpm : Depends: libssl1.0.0 (>= 1.0.0) but it is not going to be installed Depends: php5-common (= 5.4.45-0+deb7u2) but it is not going to be installed Depends: ucf but it is not going to be installed Depends: tzdata but it is not going to be installed PreDepends: dpkg (>= 1.16.1~) but it is not going to be installed
搞了好久也沒解決,還是換個fastcgi管理工具吧(回頭再來啃一啃):
apt-get install spawn-fcgi
啟動spawn-fcgi:
/usr/bin/spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 9000 -C 5 -u www-data -g www-data -f /usr/bin/php-cgi
說明:
-a : PHP FastCGI 繫結IP地址 -p : PHP FastCGI 指定埠 -u : PHP FastCGI 使用者名稱 -g : PHP FastCGI 使用者組 -f : 指向 PHP5 fastcgi
另外
vim /etc/rc.local
加入上述命令使得它開機自啟
配置nginx的php選項(還是看官網比較好,不要到處亂搜):
location ~ [^/]\.php(/|$) { fastcgi_split_path_info ^(.+?\.php)(/.*)$; if (!-f $document_root$fastcgi_script_name) { return 404; } fastcgi_pass 127.0.0.1:9000; fastcgi_index index.php; include fastcgi_params; }
重啟:/etc/init.d/nginx restart
在根目錄中加入1.php
<?php phpinfo(); ?>
訪問,終於成功了,淚奔
接下來對debain3 如法炮製。總算是完成這一步了。
redis 環境搭建
在debain1中搭建redis伺服器
命令:
wget http://download.redis.io/releases/redis-2.8.12.tar.gz tar xzf redis-2.8.12.tar.gz cd redis-2.8.12 make
編譯成功,執行:./src/redis-server redis.conf
修改配置 開啟 redis.conf
- 把 bind 127.0.0.1 修改為 bind 0.0.0.0 即任意主機可以訪問
- 找到“requirepass”欄位,在後面加上密碼 password
重啟redis伺服器:
./src/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 shutdown #關閉 ./src/redis-server redis.conf 開啟
這時你會發現如果用redis客戶端直接訪問會報錯
要輸入密碼後在能正常使用,如圖:
在debain2,3中配置phpredis
命令:
apt-get install php5-dev #php開發者工具,後面編譯需要 wget https://github.com/nicolasff/phpredis/archive/master.tar.gz tar xvf master.tar.gz cd phpredis-master/ phpize ./configure --enable-redis make && make install
然後修改配置:
vim /etc/php5/apache2/php.ini
在Dynamic Extensions 後面新增extension=redis.so
重啟服務:還真沒找到成熟的解決辦法,只有採取笨辦法了
lsof -i :9000 #列出該埠相關資訊,包含PID kill -9 pid # 把上一步顯示出來的pid挨個殺死 /usr/bin/spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 9000 -C 5 -u www-data -g www-data -f /usr/bin/php-cgi #啟動
測試:在debian3的nginx根目錄新增1.php 程式碼如下:
<?php $redis_host = '192.168.182.128'; $redis_port = 6379; $redis_psw = 'password'; $redis = new Redis (); $redis->connect ( $redis_host, $redis_port ); $redis->auth ( $redis_psw ); $redis->set('a',1); echo $redis->get('a'); ?>
結果如下:
可見是成功了,對debian2如法炮製,效果一樣
邏輯實現
負載伺服器檢視客戶端是否帶有sessionid這個引數,如果有,則去session伺服器獲取會話狀態並返回結果,否則產生一個session和會話狀態存入session伺服器並返回sessionid給客戶端。這是一個大概的邏輯輪廓,細節就不討論了,實現如下:
- 修改debian2,3的nginx配置檔案使得預設路徑是index.php 而非 index.html,同時刪掉原有的index.html,加入index.php。重啟。
- index.php 程式碼如下:
<?php //初始化連線 $redis_host = '192.168.182.128'; $redis_port = 6379; $redis_psw = 'password'; $redis = new Redis (); $redis->connect ( $redis_host, $redis_port ); $redis->auth ( $redis_psw ); $sessionid = ceil($_GET['sessionid']); $hostname = 'debian2';//debian3就要改成debian3 if(empty($sessionid)){//沒有sessionid $sessionid = rand(10000000,99999999);//簡便起見產生8位數字作為有效id $status = '已經登陸,由 '.$hostname.' 設定session'; $redis->set($sessionid,$status); $data = array('當前站點'=>$hostname,'sessionid'=>$sessionid,'info'=>'這是您第一次登陸'); echo json_encode($data,JSON_UNESCAPED_UNICODE); exit(); } $status = $redis->get($sessionid); if(empty($status)){//sessionid無效 $sessionid = rand(10000000,99999999);//簡便起見產生8位數字作為有效id $status = '已經登陸,由 '.$hostname.' 設定session'; $redis->set($sessionid,$status); $data = array('當前站點'=>$hostname,'sessionid'=>$sessionid,'info'=>'這是您第一次登陸'); echo json_encode($data,JSON_UNESCAPED_UNICODE); exit(); } $data = array('當前站點'=>$hostname,'sessionid'=>$sessionid,'info'=>$status); echo json_encode($data,JSON_UNESCAPED_UNICODE); exit(); ?>
- 測試
首次訪問debian1
再次訪問debain1,這裡就出了點問題,不知道為什麼,一直髮送到到debian2,連續嘗試很多次,沒有一次請求到debian3,根本就沒有輪詢啊。但是過了幾分鐘再次訪問debian1
請求就傳送到debian3了,我估計是用了php過後,nginx把一小段時間內的請求傳送到同一主機了,但是一大段時間上還是輪詢的。
但是我換了個瀏覽器過後,又變成每次輪詢了。一頭汗…… 所以這還是和瀏覽器有關的?(暫時搞不定。回頭再看看,先換個瀏覽器)
首次訪問debian1
再次訪問debian1
帶上sessionid首次訪問debian1
帶上sessionid再次次訪問debian1
可見的確是達到了均衡負載同時session共享的目的。
總結
這篇文章寫下來可真是費了些力氣,中間出了好多錯,不過一個一個有耐心的解決掉,最後出來的結果還是令人挺有成就感的。畢竟心裡的一塊大石算是落了。以後有空再嘗試一下其他幾種方法。
PS : 修改配置檔案的時候,一定要先備份再修改,不然出了問題都不能恢復。
更新
啃了好久,終於找到上面包依賴(衝突)的問題了(得感謝我的一位同學)。都是源惹的禍,我當時是直接找了一段程式碼放進source.list, 實際上把wheezy全部改成jessie,就行了,因為我的debian是8.3 而wheezy代表debian7。用了錯誤的源會導致很多的相容問題,趕緊換回來。換回來過後安裝php相關的元件就沒有任何問題了。
本文連結:http://www.codeceo.com/article/nginx-session-load-balanced.html
本文作者:碼農網 – 邱康
[ 原創作品,轉載必須在正文中標註並保留原文連結和作者等資訊。]
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