RabbitMQ（四）：使用Docker構建RabbitMQ高可用負載均衡叢集

James_Shangguan發表於2019-08-03
MQDocker負載

本文使用Docker搭建RabbitMQ叢集，然後使用HAProxy做負載均衡，最後使用KeepAlived實現叢集高可用，從而搭建起來一個完成了RabbitMQ高可用負載均衡叢集。受限於自身條件，本文使用VMware虛擬機器的克隆功能克隆了兩臺伺服器進行操作，僅作為一個demo，開發中可根據實際情況進行調整。

首先看下RabbitMQ高可用負載均衡叢集長什麼樣子：

RabbitMQ（四）：使用Docker構建RabbitMQ高可用負載均衡叢集

使用Docker構建RabbitMQ高可用負載均衡叢集大概分為三個步驟：

  1. 啟動多個（3個為例）RabbitMQ，構建RabbitMQ叢集，並配置為映象模式。
  2. 使用HAProxy做負載均衡。
  3. 使用KeepAlived實現高可用。

一、構建RabbitMQ叢集

1. 啟動多個RabbitMQ節點

使用Docker啟動3個RabbitMQ節點，目標如下表所示：

伺服器ip 埠 hostname 管理介面地址
192.168.16.128 5672 my-rabbit1 192.168.16.128:15672
192.168.16.128 5673 my-rabbit2 192.168.16.128:15673
192.168.16.128 5674 my-rabbit3 192.168.16.128:15674

命令：

docker run -d --hostname my-rabbit1 --name rabbit1 -p 5672:5672 -p 15672:15672 -e RABBITMQ_ERLANG_COOKIE='rabbitcookie' rabbitmq:3.8.0-beta.4-management

docker run -d --hostname my-rabbit2 --name rabbit2 -p 5673:5672 -p 15673:15672 -e RABBITMQ_ERLANG_COOKIE='rabbitcookie' --link rabbit1:my-rabbit1 rabbitmq:3.8.0-beta.4-management

docker run -d --hostname my-rabbit3 --name rabbit3 -p 5674:5672 -p 15674:15672 -e RABBITMQ_ERLANG_COOKIE='rabbitcookie' --link rabbit1:my-rabbit1 --link rabbit2:my-rabbit2 rabbitmq:3.8.0-beta.4-management

注意：由於Erlang節點間通過認證Erlang cookie的方式來允許互相通訊，所以RABBITMQ_ERLANG_COOKIE必須設定為相同的。

啟動完成之後，使用docker ps命令檢視執行情況，確保RabbitMQ都已經啟動。

CONTAINER ID        IMAGE                              COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                                                                        NAMES
2d6f612fdc8e        rabbitmq:3.8.0-beta.4-management   "docker-entrypoint..."   5 seconds ago       Up 4 seconds        4369/tcp, 5671/tcp, 15671/tcp, 25672/tcp, 0.0.0.0:5674->5672/tcp, 0.0.0.0:15674->15672/tcp   rabbit3
c410aa73ce68        rabbitmq:3.8.0-beta.4-management   "docker-entrypoint..."   14 seconds ago      Up 14 seconds       4369/tcp, 5671/tcp, 15671/tcp, 25672/tcp, 0.0.0.0:5673->5672/tcp, 0.0.0.0:15673->15672/tcp   rabbit2
ceb28620d7b1        rabbitmq:3.8.0-beta.4-management   "docker-entrypoint..."   24 seconds ago      Up 23 seconds       4369/tcp, 5671/tcp, 0.0.0.0:5672->5672/tcp, 15671/tcp, 25672/tcp, 0.0.0.0:15672->15672/tcp   rabbit1

2. 加入叢集

記憶體節點和磁碟節點的選擇：

每個RabbitMQ節點，要麼是記憶體節點，要麼是磁碟節點。記憶體節點將所有的佇列、交換器、繫結、使用者等後設資料定義都儲存在記憶體中；而磁碟節點將後設資料儲存在磁碟中。單節點系統只允許磁碟型別的節點，否則當節點重啟以後，所有的配置資訊都會丟失。如果採用叢集的方式，可以選擇至少配置一個節點為磁碟節點，其餘部分配置為記憶體節點，，這樣可以獲得更快的響應。所以本叢集中配置節點1位磁碟節點，節點2和節點3位記憶體節點。

叢集中的第一個節點將初始後設資料代入叢集中，並且無須被告知加入。而第2個和之後加入的節點將加入它並獲取它的後設資料。要加入節點，需要進入Docker容器，重啟RabbitMQ。

設定節點1：

docker exec -it rabbit1 bash
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl reset
rabbitmqctl start_app
exit

設定節點2：

docker exec -it rabbit2 bash
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl reset
rabbitmqctl join_cluster --ram rabbit@my-rabbit1
rabbitmqctl start_app
exit

設定節點3：

docker exec -it rabbit3 bash
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl reset
rabbitmqctl join_cluster --ram rabbit@my-rabbit1
rabbitmqctl start_app
exit

節點設定完成之後，在瀏覽器訪問192.168.16.128:15672、192.168.16.128:15673和192.168.16.128:15674中任意一個，都會看到RabbitMQ叢集已經建立成功。

RabbitMQ（四）：使用Docker構建RabbitMQ高可用負載均衡叢集

3. 配置映象佇列

映象佇列工作原理：在非映象佇列的叢集中，訊息會路由到指定的佇列。當配置為映象佇列之後，訊息除了按照路由規則投遞到相應的佇列外，還會投遞到映象佇列的拷貝。也可以想象在映象佇列中隱藏著一個fanout交換器，將訊息傳送到映象的佇列的拷貝。

進入任意一個RabbitMQ節點，執行如下命令：

rabbitmqctl set_policy ha-all "^" '{"ha-mode":"all"}'

可以設定映象佇列，"^"表示匹配所有佇列，即所有佇列在各個節點上都會有備份。在叢集中，只需要在一個節點上設定映象佇列，設定操作會同步到其他節點。

檢視叢集的狀態:

rabbitmqctl cluster_status

二、HAProxy負載均衡

第一步構建RabbitMQ叢集只是構建高可用負載均衡叢集的基礎，下面將使用HAProxy為RabbitMQ叢集做負載均衡。

Haproxy 是目前比較流行的一種群集排程工具，是使用C語言編寫的自由及開放原始碼軟體，其提供高可用性、負載均衡，以及基於TCP和HTTP的應用程式代理。同類群集排程工具有很多，如LVS 和 Nginx 。相比較而言，LVS 效能最好，但是搭建相對複雜，Nginx的upstream模組支援群集功能，但是對群集節點的健康檢查功能不強，效能沒有HAProxy 好。

對於排程演算法本文采用最簡單最常用的輪詢演算法。

本來想採用Docker的方式拉取並執行HAProxy映象，折騰了好幾天搞不定，HAProxy啟動不了，故採用原始碼安裝的方式安裝HAProxy。

配置兩個HAProxy節點實現負載均衡：

伺服器ip 埠號 管理介面地址
192.168.16.128 8888 http://192.168.16.128:8888/haproxy
192.168.16.129 8888 http://192.168.16.129:8888/haproxy

1. 安裝HAProxy

  1. 下載

由於到官網下載需要kexue上網，這裡提供百度雲連結。

連結: https://pan.baidu.com/s/1uaSJa3NHFiE1E6dk7iHMwQ 提取碼: irz6

  1. 將haproxy-1.7.8.tar.gz拷貝至/opt目錄下，解壓縮：
tar zxvf haproxy-1.7.8.tar.gz
  1. 進入目錄，編譯成可執行檔案。

將原始碼解壓之後，需要執行make來將HAProxy編譯成為可執行檔案。如果是在Linux2.6系統上面進行編譯的話，需要設定TARGET=linux26以開啟epoll支援，這也是為什麼網上許多部落格裡面都是這麼寫的。對於其他的UNIX系統來說，直接採用TARGET=generic方式，本文進行安裝的系統為CentOS7 ，核心3.10版本。

cd haproxy-1.7.8
make TARGET=generic

執行完畢之後，目錄下出現haproxy的可執行檔案。

2. 配置HAProxy

HAProxy配置檔案說明

HAProxy配置檔案通常分為三個部分，即global、defaults和listen。global為全域性配置，defaults為預設配置，listen為應用元件配置。

global為全域性配置部分，屬於程式級別的配置，通常和使用的作業系統配置相關。

defaults配置項配置預設引數，會被應用元件繼承，如果在應用元件中沒有特別宣告，將使用預設配置引數。

以配置RabbitMQ叢集的負載均衡為例，在安裝目錄下面新建一個haproxy.cfg，輸入下面配置資訊：

global
  #日誌輸出配置，所有日誌都記錄在本機，通過local0輸出
  log 127.0.0.1 local0 info
  #最大連線數
  maxconn 10240
  #以守護程式方式執行
  daemon

defaults
  #應用全域性的日誌配置
  log global
  mode http
  #超時配置
  timeout connect 5000
  timeout client 5000
  timeout server 5000
  timeout check 2000

listen http_front #haproxy的客戶頁面
  bind 192.168.16.128:8888
  mode http
  option httplog
  stats uri /haproxy
  stats auth admin:123456
  stats refresh 5s
  stats enable

listen haproxy #負載均衡的名字
  bind 0.0.0.0:5666 #對外提供的虛擬的埠
  option tcplog
  mode tcp
  #輪詢演算法
  balance roundrobin
  server rabbit1 192.168.16.128:5672 check inter 5000 rise 2 fall 2
  server rabbit2 192.168.16.128:5673 check inter 5000 rise 2 fall 2
  server rabbit3 192.168.16.128:5674 check inter 5000 rise 2 fall 2

3. 啟動

啟動命令：

/opt/haproxy-1.7.8/haproxy -f /opt/haproxy-1.7.8/haproxy.cfg

驗證一下是否啟動成功：

[root@localhost haproxy-1.7.8]# lsof -i:8888
COMMAND   PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
haproxy 45031 root    3u  IPv4 228341      0t0  TCP localhost.localdomain:ddi-tcp-1 (LISTEN)

在瀏覽器上訪問http://192.168.16.128:8888/haproxy，輸入配置的使用者名稱和密碼登入以後，可以看到如下畫面：

RabbitMQ（四）：使用Docker構建RabbitMQ高可用負載均衡叢集

再以相同的方式在192.168.16.129伺服器上面啟動一個HAProxy。

到此，負載均衡配置完成。

三、KeepAlived配置高可用

Keepalived，它是一個高效能的伺服器高可用或熱備解決方案，Keepalived主要來防止伺服器單點故障的發生問題，可以通過其與Nginx、Haproxy等反向代理的負載均衡伺服器配合實現web服務端的高可用。Keepalived以VRRP協議為實現基礎，用VRRP協議來實現高可用性（HA）。

1. KeepAlived安裝

Keepalived的官網下載Keepalived的安裝檔案，目前最新的版本為：keepalived-2.0.17.tar.gz，下載地址為http://www.keepalived.org/download.html。

下載之後進行解壓和編譯安裝。

tar zxvf keepalived-2.0.17.tar.gz
cd keepalived-2.0.17
./configure --prefix=/opt/keepalived --with-init=SYSV
#注：(upstart|systemd|SYSV|SUSE|openrc) #根據你的系統選擇對應的啟動方式
make
make install

2. KeepAlived配置

之後將安裝過後的Keepalived加入系統服務中，詳細步驟如下：

cp /opt/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/
cp /opt/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig
cp /opt/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/
chmod +x /etc/init.d/keepalived
chkconfig --add keepalived
chkconfig keepalived on
#Keepalived預設會讀取/etc/keepalived/keepalived.conf配置檔案
mkdir /etc/keepalived
cp /opt/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/

接下來修改/etc/keepalived/keepalived.conf檔案，在Keepalived的Master上配置詳情如下：

#Keepalived配置檔案
global_defs {
        router_id NodeA                 #路由ID, 主備的ID不能相同
}

#自定義監控指令碼
vrrp_script chk_haproxy {
        script "/etc/keepalived/check_haproxy.sh"
        interval 5
        weight 2
}

vrrp_instance VI_1 {
        state MASTER #Keepalived的角色。Master表示主伺服器，從伺服器設定為BACKUP
        interface eth0          #指定監測網路卡
        virtual_router_id 1
        priority 100            #優先順序，BACKUP機器上的優先順序要小於這個值
        advert_int 1            #設定主備之間的檢查時間，單位為s
        authentication {        #定義驗證型別和密碼
                auth_type PASS
                auth_pass root123
        }
        track_script {
                chk_haproxy
        }
        virtual_ipaddress {     #VIP地址，可以設定多個：
                192.168.16.130
        }
}

Backup中的配置大致和Master中的相同，不過需要修改global_defs{}的router_id，比如置為NodeB；其次要修改vrrp_instance VI_1{}中的state為BACKUP；最後要將priority設定為小於100的值。注意Master和Backup中的virtual_router_id要保持一致。下面簡要的展示下Backup的配置：

#Keepalived配置檔案
global_defs {
        router_id NodeB                 #路由ID, 主備的ID不能相同
}

#自定義監控指令碼
vrrp_script chk_haproxy {
        script "/etc/keepalived/check_haproxy.sh"
        interval 5
        weight 2
}

vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP
        interface eth0          #指定監測網路卡
        virtual_router_id 1
        priority 80            #優先順序，BACKUP機器上的優先順序要小於這個值
        advert_int 1            #設定主備之間的檢查時間，單位為s
        authentication {        #定義驗證型別和密碼
                auth_type PASS
                auth_pass root123
        }
        track_script {
                chk_haproxy
        }
        virtual_ipaddress {     #VIP地址，可以設定多個：
                192.168.16.130
        }
}

為了防止HAProxy服務掛了，但是Keepalived卻還在正常工作而沒有切換到Backup上，所以這裡需要編寫一個指令碼來檢測HAProxy服務的狀態。當HAProxy服務掛掉之後該指令碼會自動重啟HAProxy的服務，如果不成功則關閉Keepalived服務，如此便可以切換到Backup繼續工作。這個指令碼就對應了上面配置中vrrp_script chk_haproxy{}的script對應的值，/etc/keepalived/check_haproxy.sh的內容如程式碼清單所示。

#!/bin/bash
if [ $(ps -C haproxy --no-header | wc -l) -eq 0 ];then
        haproxy -f /opt/haproxy-1.7.8/haproxy.cfg
fi
sleep 2
if [ $(ps -C haproxy --no-header | wc -l) -eq 0 ];then
        service keepalived stop
fi

如此配置好之後，使用service keepalived start命令啟動192.168.16.128和192.168.16.129中的Keepalived服務即可。之後客戶端的應用可以通過192.168.16.130這個IP地址來接通RabbitMQ服務。

相關文章